Ingegneria ambientale per lo sviluppo sostenibile e la tutela del territorio

Il modulo tratta di idrosistemi, di modelli che ottimizzano la gestione delle risorse idriche e di derivazione delle acque. Il programma inoltre comprende la descrizione delle tecniche della programmazione lineare e dinamica e l’analisi dei processi stocastici per la generazione dei dati. Gli obiettivi formativi sono i seguenti. Il primo obiettivo riguarda l'acquisizione delle principali conoscenze relative a: •la rappresentazione rigorosa degli idrosistemi; •approcci lineari o dinamici per la ricerca della soluzione ottimale nella gestione di idrosistemi complessi; •modelli stocastici per la generazione dei dati; •la derivazione delle acque per la produzione di energia elettrica. Un secondo obiettivo è relativo all'acquisizione delle principali abilità riferite alla capacità di: •selezionare e applicare l’opportuno approccio (eventualmente semplificato) nella ottimizzazione di un idrosistema, con consapevolezza del significato e dei valori attesi per i parametri e le grandezze coinvolti; •selezionare e applicare un modello stocastico per la generazione dei dati in una fissata sezione fluviale di interesse; •selezionare e applicare un metodo di derivazione delle acque per la produzione di energia elettrica.

Il modulo tratta di modelli avanzati che simulano i processi di infiltrazione dell'acqua nel suolo, di trasformazione della pioggia effettiva in portata diretta e di trasferimento dell’onda di piena, finalizzati alla progettazione di opere idrauliche, alla gestione delle risorse idriche e alla sistemazione dei bacini idrografici. Il programma inoltre comprende la descrizione dei sistemi di monitoraggio per il controllo delle piene. Gli obiettivi formativi sono i seguenti. Il primo obiettivo è costituito dall'acquisizione delle conoscenze che riguarderanno: •la rappresentazione rigorosa del moto dell’acqua nel suolo (equazione di Richards); •approcci semplificati per la simulazione del processo di infiltrazione di acqua nel suolo (modelli di Philip, Green-Ampt); •modelli di trasformazione pioggia effettiva-portata diretta basati sull’utilizzo dell’idrogramma unitario istantaneo (modello Geomorfologico) oppure su un approccio di tipo distribuito (modello di Clark); •modelli di trasferimento dell’onda di piena da monte a valle in un corso d’acqua basati sia su un approccio idraulico, rigoroso o semplificato (modelli diffusivo e cinematico), sia su un approccio di tipo concettuale (metodo Muskingum); •conoscenza dei sistemi di monitoraggio in tempo reale per la previsione e il controllo delle piene. Il secondo obiettivo consiste nell'acquisizione di abilità relative a: •selezionare e applicare l’opportuno approccio (eventualmente semplificato) nella simulazione del processo di infiltrazione dell’acqua nel suolo, con consapevolezza del significato e dei valori attesi per i parametri e le grandezze coinvolti; •selezionare e applicare un modello di trasformazione pioggia-portata per la simulazione di un idrogramma atteso in una fissata sezione fluviale di interesse; •selezionare e applicare un metodo (eventualmente semplificato) di trasferimento dell’onda di piena; •pianificare e progettare un sistema di monitoraggio delle principali grandezze idrologiche ai fini del controllo delle piene fluviali.

Il programma del Modulo è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: 1. IDROSISTEMI 2. IDROSISTEMI E PROGRAMMAZIONE LINEARE 3. IDROSISTEMI E PROGRAMMAZIONE DINAMICA 4. PROCESSI STOCASTICI E GENERAZIONE DEI DATI 5. LA DERIVAZIONE DELLE ACQUE

Il programma del Modulo è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: •Stima delle perdite di acqua per infiltrazione nel suolo •Trasformazione pioggia effettiva - portata diretta •Propagazione dell'onda di piena •Controllo delle piene

Le conoscenze richieste per comprendere i contenuti del corso e raggiungere gli obiettivi formativi previsti sono le seguenti: •Analisi Matematica: studio delle funzioni, tecniche di derivazione ed integrazione di funzioni a più variabili, equazioni differenziali. •Fisica e Meccanica Razionale: calcolo vettoriale, equazioni cardinali della statica e dell’equilibrio dinamico. •Idraulica: idrostatica, correnti in pressione e a superficie libera, foronomia. •Idrologia: componenti di base del ciclo idrologico (formazione e misura delle precipitazioni, modelli di base per la stima delle perdite per infiltrazione e degli idrogrammi di piena).

Le conoscenze richieste per comprendere i contenuti del corso e raggiungere gli obiettivi formativi previsti sono le seguenti: •Analisi Matematica: studio delle funzioni, tecniche di derivazione ed integrazione di funzioni a più variabili, equazioni differenziali. •Fisica e Meccanica Razionale: calcolo vettoriale, equazioni cardinali della statica e dell’equilibrio dinamico. •Idraulica: idrostatica, correnti in pressione e a superficie libera, foronomia. •Scienza delle Costruzioni: elementi di resistenza dei materiali, analisi statica di solidi prismatici, analisi statica di strutture isostatiche ed iperstatiche (metodo delle forze), elementi di meccanica del continuo. •Infrastrutture Idrauliche: analisi statica delle condotte interrate. •Idrologia: componenti di base del ciclo idrologico (formazione e misura delle precipitazioni, modelli di base per la stima delle perdite per infiltrazione e degli idrogrammi di piena).

Il Modulo è organizzato in: •lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con confronto con gli studenti; •esercitazioni in aula svolte nella modalità classica (alla lavagna); •lezioni frontali a carattere seminariale con supporto del proiettore.

Il Modulo è organizzato in: •lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con confronto con gli studenti; •esercitazioni in aula svolte nella modalità classica (alla lavagna); •lezioni frontali a carattere seminariale con supporto del proiettore.

Il Modulo affronta la descrizione dei principali idrosistemi, le tecniche di ottimizzazione, la gestione degli idrosistemi; fornisce strumenti per la regolazione dei serbatoi e per la derivazione delle acque. Il programma del Modulo è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: •1. IDROSISTEMI Idrosistemi e loro classificazione. Stato di un idrosistema. Tecniche di ottimizzazione. •2. IDROSISTEMI E PROGRAMMAZIONE LINEARE Richiami sulla teoria della programmazione lineare. Algoritmo del simplesso per la ricerca della soluzione ottimale nella gestione di idrosistemi complessi. •3. IDROSISTEMI E PROGRAMMAZIONE DINAMICA Sistema di base ed ipotesi incorporate. Variabili decisionali e variabili di stato. Tecnica di soluzione di modelli DP mediante sottoproblemi. Stima adattiva delle variabili decisionali. •4. PROCESSI STOCASTICI E GENERAZIONE DEI DATI Richiami di statistica e calcolo delle probabilità. Coefficiente di correlazione lineare, stazionarietà, ergodicità, indipendenza, invertibilità. Modelli idrologici e generazione dei dati. Modelli a filtro lineare: modelli a media mobile e modelli autoregressivi. La costruzione di un modello. •5. LA DERIVAZIONE DELLE ACQUE Caratteristiche generali delle utilizzazioni idroelettriche. Produzione di energia idroelettrica mediante serbatoi. Regolazione totale e regolazione parziale dei serbatoi. Produzione di energia idroelettrica senza regolazione dei deflussi. Curve di durata. Impianti ad acqua fluente.

Il Modulo affronta la descrizione di modelli avanzati per la simulazione dei processi di infiltrazione dell'acqua nel suolo, di trasformazione della pioggia effettiva in portata diretta e di propagazione dell’onda di piena in alveo e la caratterizzazione dei sistemi di monitoraggio in tempo reale per il controllo delle piene. La finalità dell’apprendimento degli argomenti del modulo è la progettazione di opere idrauliche, la protezione del territorio e la gestione delle risorse idriche. Il programma è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: •Stima delle perdite di acqua per infiltrazione nel suolo: i) Soluzione numerica dell'equazione di Richards; ii) Infiltrazione puntuale mediante modelli concettuali (modello di Philip, relazione concettuale di Green-Ampt, estensione al caso di ponding non immediato). •Trasformazione pioggia-portata: i) Stima dell'idrogramma unitario istantaneo mediante modello con serbatoi lineari in serie-parallelo e modello geomorfologico; ii) Approccio semi-distribuito (modello di Clark). •Propagazione dell'onda di piena: i) Modello idraulico bidimensionale alle equazioni primitive; ii) Equazioni di St. Venant; iii) Modelli diffusivo e cinematico linearizzati; iv) Modello idrologico Muskingum. •Controllo delle piene: i) Provvedimenti estensivi ed intensivi; ii) Preannuncio delle piene in tempo reale; iii) Definizione di sistemi idrologici sperimentali operanti in tempo reale.

GESTIONE DELLE RISORSE IDRICHE La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede una prova scritta e una prova orale. La prova scritta sarà sostenuta per esigenze logistiche in modo separato rispetto alla prova orale che potrà essere sostenuta in sessioni diverse o nella stessa sessione secondo il calendario degli esami stabilito dal CdS. La prova scritta, della durata di un'ora, consiste nella soluzione di problemi riguardanti la gestione delle risorse idriche. Nell’ambito della prova scritta è richiesta la soluzione computazionale di un problema tecnico, e/o l’analisi metodologica con esemplificazioni computazionali di un problema a contenuto teorico - applicativo. La prova ha lo scopo di verificare la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso e quella di applicare correttamente le conoscenze teoriche, l'abilità di formulare in autonomia di giudizio osservazioni appropriate sulle possibili alternative modellistiche, nonché l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta. La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 45 minuti finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici del modulo, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di ottimizzazione, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati delle prove con i seguenti pesi: prova scritta, peso = 1/3; prova orale, peso = 2/3. IDROLOGIA E GESTIONE DELLE RISORSE IDRICHE La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede due prove scritte e due prove orali. La prove scritte, per esigenze logistiche, saranno programmate in modo separato rispetto alle due prove orali che potranno essere sostenute in sessioni diverse o contestualmente nella stessa sessione secondo il calendario degli esami stabilito dal CdS. Le prove scritte riguardano rispettivamente la modellazione idrologica e le tecniche di gestione della risorsa idrica. Entrambe sono della durata di un'ora e consistono tipicamente nella soluzione di due problemi; il primo prevede la soluzione computazionale di un problema tecnico, il secondo l’analisi metodologica con esemplificazioni computazionali di un problema a contenuto teorico - applicativo. Le prove hanno lo scopo di verificare la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso e quella di applicare correttamente le conoscenze teoriche, l'abilità di formulare in autonomia di giudizio osservazioni appropriate sulle possibili alternative modellistiche e tecniche, nonché l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta. Le prove orali consistono in una discussione della durata di circa 45 minuti ciascuna finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici dei due moduli, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idrologica, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche delle dighe di ritenuta e delle opere ad esse complementari, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni idrologiche e statiche, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati delle quattro prove con i seguenti pesi: prove scritte, peso = 1/6 ciascuna; prove orali, peso = 1/3 ciascuna. GESTIONE E IMPIANTI PER LE RISORSE IDRICHE La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede una prova scritta e due prove orali. La prova scritta sarà sostenuta per esigenze logistiche in modo separato rispetto alle due prove orali che potranno essere sostenute in sessioni diverse o nella stessa sessione secondo il calendario degli esami stabilito dal CdS. La prova scritta, della durata di un'ora, consiste nella soluzione di problemi riguardanti la gestione delle risorse idriche. Nell’ambito della prova scritta è richiesta la soluzione computazionale di un problema tecnico, e/o l’analisi metodologica con esemplificazioni computazionali di un problema a contenuto teorico - applicativo. La prova ha lo scopo di verificare la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso e quella di applicare correttamente le conoscenze teoriche, l'abilità di formulare in autonomia di giudizio osservazioni appropriate sulle possibili alternative modellistiche, nonché l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta. Le prove orali consistono in una discussione della durata di circa 45 minuti ciascuna finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici dei due moduli, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di ottimizzazione, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche degli impianti di produzione di energia idroelettrica, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati delle tre prove con i seguenti pesi: prova scritta, peso = 1/6; prova orale riguardante le tematiche della Gestione delle Risorse Idriche, peso = 1/3; prova orale riguardante le tematiche degli Impianti Speciali Idraulici, peso =1/2. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

IDROLOGIA La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede una prova scritta e una prova orale. La prova scritta sarà sostenuta per esigenze logistiche in modo separato rispetto alla prova orale che potrà essere sostenuta in sessioni diverse o nella stessa sessione secondo il calendario degli esami stabilito dal CdS. La prova scritta, della durata di un'ora, consiste nella soluzione di due problemi riguardanti la modellazione idrologica. Il primo prevede la soluzione computazionale di un problema tecnico, il secondo l’analisi metodologica con esemplificazioni computazionali di un problema a contenuto teorico - applicativo. La prova ha lo scopo di verificare la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso e quella di applicare correttamente le conoscenze teoriche, l'abilità di formulare in autonomia di giudizio osservazioni appropriate sulle possibili alternative modellistiche, nonché l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta. La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 45 minuti finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idrologica, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni idrologiche e statiche, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati delle due prove con i seguenti pesi: prova scritta, peso = 1/3; prova orale , peso = 2/3. IDROLOGIA E COSTRUZIONI IDRAULICHE La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede una prova scritta e due prove orali. La prova scritta sarà sostenuta per esigenze logistiche in modo separato rispetto alle due prove orali che potranno essere sostenute in sessioni diverse o nella stessa sessione secondo il calendario degli esami stabilito dal CdS. La prova scritta, della durata di un'ora, consiste nella soluzione di due problemi riguardanti la modellazione idrologica. Il primo prevede la soluzione computazionale di un problema tecnico, il secondo l’analisi metodologica con esemplificazioni computazionali di un problema a contenuto teorico - applicativo. La prova ha lo scopo di verificare la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso e quella di applicare correttamente le conoscenze teoriche, l'abilità di formulare in autonomia di giudizio osservazioni appropriate sulle possibili alternative modellistiche, nonché l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta. Le prove orali consistono in una discussione della durata di circa 45 minuti ciascuna finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici dei due moduli, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idrologica, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche delle dighe di ritenuta e delle opere ad esse complementari, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni idrologiche e statiche, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati delle tre prove con i seguenti pesi: prova scritta, peso = 1/6; prova orale riguardante le tematiche dell’Idrologia, peso = 1/3; prova orale riguardante le tematiche delle Costruzioni Idrauliche, peso =1/2. IDROLOGIA E GESTIONE DELLE RISORSE IDRICHE La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede due prove scritte e due prove orali. La prove scritte, per esigenze logistiche, saranno programmate in modo separato rispetto alle due prove orali che potranno essere sostenute in sessioni diverse o contestualmente nella stessa sessione secondo il calendario degli esami stabilito dal CdS. Le prove scritte riguardano rispettivamente la modellazione idrologica e le tecniche di gestione della risorsa idrica. Entrambe sono della durata di un'ora e consistono tipicamente nella soluzione di due problemi; il primo prevede la soluzione computazionale di un problema tecnico, il secondo l’analisi metodologica con esemplificazioni computazionali di un problema a contenuto teorico - applicativo. Le prove hanno lo scopo di verificare la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso e quella di applicare correttamente le conoscenze teoriche, l'abilità di formulare in autonomia di giudizio osservazioni appropriate sulle possibili alternative modellistiche e tecniche, nonché l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta. Le prove orali consistono in una discussione della durata di circa 45 minuti ciascuna finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici dei due moduli, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idrologica, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche delle dighe di ritenuta e delle opere ad esse complementari, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni idrologiche e statiche, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati delle quattro prove con i seguenti pesi: prove scritte, peso = 1/6 ciascuna; prove orali, peso = 1/3 ciascuna.

1. R.L. BRAS, Hydrology - An introduction to hydrologic science, Addison-Wesley, New York, 1990; 2. R. K. LINSLEY, J. B. FRANZINI, D. L. FREYBERG, G. TCHOBANOGLOUS, Water resources engineering, McGraw-Hill, New York, 1992; 3. L. MAYS, Y. K. TOUNG, Hydrosystems engineering and management, McGraw-Hill, New York, 1992; 4. R.MORBIDELLI, C. CORRADINI, Lezioni di Gestione delle Risorse Idriche, Margiacchi-Galeno, Perugia, 2011.

•V. T. Chow, D. Maidment, L.W. Mays, Applied Hydrology, Mc Graw-Hill, Book Company, New York, 1988; •U. Maione, Appunti di Idrologia 3: Le piene fluviali, La Goliardica Pavese, Pavia, 1981; •Dispense del docente, disponibili sulla piattaforma APE-LEARNING o UNISTUDIUM.

Il modulo tratta degli impianti per la produzione di energia idroelettrica, degli impianti di irrigazione e la caratterizzazione dei sistemi di monitoraggio delle principali grandezze idrometeorologiche. Gli obiettivi formativi sono i seguenti. Il primo obiettivo riguarda l'acquisizione delle principali conoscenze relative a: •la produzione di energia idroelettrica e tipologie di impianti; •opere di adduzione, di accumulazione, di disconnessione e di convogliamento in pressione dell’acqua fino alle macchine idrauliche; •concetti di idrologia agraria e tecniche di irrigazione •conoscenza dei sistemi di monitoraggio delle grandezze idrometeorologiche Un secondo obiettivo è relativo all'acquisizione delle principali abilità riferite alla capacità di: •selezionare e applicare l’opportuno metodo di produzione di energia idroelettrica, con consapevolezza del significato e dei valori attesi per i parametri e le grandezze coinvolti; •selezionare e applicare le opportune opere di adduzione, di accumulazione, di disconnessione e di convogliamento in pressione dell’acqua fino alle macchine idrauliche e le macchine idrauliche stesse; •selezionare e applicare un metodo di irrigazione; •pianificare e progettare un sistema di monitoraggio delle principali grandezze idrometeorologiche.

Il programma del Modulo è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: 1. IMPIANTI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA IDROELETTRICA 2. PROGETTAZIONE OTTIMALE DELLE RETI IDRAULICHE IN PRESSIONE 3. IMPIANTI DI IRRIGAZIONE 4. LA MISURA DELLE PRINCIPALI GRANDEZZE IDROMETEOROLOGICHE

Le conoscenze richieste per comprendere i contenuti del corso e raggiungere gli obiettivi formativi previsti sono le seguenti: •Analisi Matematica: studio delle funzioni, tecniche di derivazione ed integrazione di funzioni a più variabili, equazioni differenziali. •Fisica e Meccanica Razionale: calcolo vettoriale, equazioni cardinali della statica e dell’equilibrio dinamico. •Idraulica: idrostatica, correnti in pressione e a superficie libera, foronomia. •Idrologia: componenti di base del ciclo idrologico (formazione e misura delle precipitazioni, modelli di base per la stima delle perdite per infiltrazione e degli idrogrammi di piena).

Il Modulo è organizzato in: •lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con confronto con gli studenti; •esercitazioni in aula svolte nella modalità classica (alla lavagna); •lezioni frontali a carattere seminariale con supporto del proiettore.

Il Modulo affronta la descrizione degli impianti per la produzione di energia idroelettrica, degli impianti di irrigazione e la caratterizzazione dei sistemi di monitoraggio delle principali grandezze idrometeorologiche. La finalità dell’apprendimento degli argomenti del modulo è la progettazione di opere idrauliche per la produzione di energia elettrica, di impianti di drenaggio e di reti di strumenti di misura delle grandezze idrometeorologiche. Il programma è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: 1. IMPIANTI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA IDROELETTRICA La produzione idroelettrica nell'attuale contesto socio-economico. Valutazione del potenziale idroelettrico. Impianti ad acqua fluente, con serbatoio e ad accumulazione per pompaggio. Opere d'adduzione a monte delle condotte forzate: bacini di accumulazione e vasche di oscillazione. Condotte forzate. Caratteristiche funzionali e problemi d'esercizio delle turbine idrauliche. Cenni sulle pompe centrifughe. Criteri di progetto di una centrale idroelettrica. 2. PROGETTAZIONE OTTIMALE DELLE RETI IDRAULICHE IN PRESSIONE Formulazione del problema di progetto di reti aperte e chiuse in termini di programmazione lineare. Reti aperte e chiuse in presenza di pompe. 3. IMPIANTI DI IRRIGAZIONE Concetti di idrologia agraria. L'evapotraspirazione. Impianti irrigui consortili. Reti di ripartizione e distribuzione a superficie libera e in pressione. Irrigazione per sommersione, scorrimento ed infiltrazione. Irrigazione a pioggia e sua meccanizzazione. Irrigazione localizzata. Progetto di un impianto aziendale. Cenni sul progetto di un impianto di drenaggio. 4. LA MISURA DELLE PRINCIPALI GRANDEZZE IDROMETEOROLOGICHE Caratteristiche, modalità di installazione ed impiego di apparecchiatura per la misura di grandezze idrometeorologiche: l'idrometro, il pluviometro, l'anemometro, lo psicrometro, i permeametri (CSIRO, Guelph, doppio anello), il tensiometro, il TDR. Le stazioni di registrazione e gestione dei dati idrometeorologici.

IMPIANTI PER USI IDROELETTRICI E IRRIGUI La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede una prova orale. La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 45 minuti ciascuna finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici del modulo, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di ottimizzazione, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche degli impianti di produzione di energia idroelettrica, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi. GESTIONE E IMPIANTI PER LE RISORSE IDRICHE La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede una prova scritta e due prove orali. La prova scritta sarà sostenuta per esigenze logistiche in modo separato rispetto alle due prove orali che potranno essere sostenute in sessioni diverse o nella stessa sessione secondo il calendario degli esami stabilito dal CdS. La prova scritta, della durata di un'ora, consiste nella soluzione di problemi riguardanti la gestione delle risorse idriche. Nell’ambito della prova scritta è richiesta la soluzione computazionale di un problema tecnico, e/o l’analisi metodologica con esemplificazioni computazionali di un problema a contenuto teorico - applicativo. La prova ha lo scopo di verificare la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso e quella di applicare correttamente le conoscenze teoriche, l'abilità di formulare in autonomia di giudizio osservazioni appropriate sulle possibili alternative modellistiche, nonché l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta. Le prove orali consistono in una discussione della durata di circa 45 minuti ciascuna finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici dei due moduli, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di ottimizzazione, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche degli impianti di produzione di energia idroelettrica, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati delle tre prove con i seguenti pesi: prova scritta, peso = 1/6; prova orale riguardante le tematiche della Gestione delle Risorse Idriche, peso = 1/3; prova orale riguardante le tematiche degli Impianti Idraulici per Usi Idroelettrici e Irrigui, peso =1/2. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa Nel caso in cui lo studente intenda anticipare l’esame in un anno precedente a quello programmato nel piano di studio, si raccomanda di frequentare il ciclo delle lezioni e di sostenere l’esame nel primo appello utile dopo che le lezioni medesime siano terminate, nel rispetto quindi del semestre di programmazione dell’insegnamento.

1.V. ANSELMO, Manuale di riferimento per la misura al suolo delle grandezze idrometeorologiche, CNR-GNDCI, Roma, 1993; 2. ASAE, Design and operation of farm irrigation systems, Jensen, 1980; 3. A.DADONE, Macchine Idrauliche, CLUT, Torino, 1987; 4. G. EVANGELISTI, Impianti idroelettrici, vol. I e II, Patron, Bologna, 1982; 5. R. K. LINSLEY, J. B. FRANZINI, D. L. FREYBERG, G. TCHOBANOGLOUS, Water resources engineering, McGraw-Hill, New York, 1992; 6. L. MAYS, Y. K. TOUNG, Hydrosystems engineering and management, McGraw-Hill, New York, 1992; 7. B. WITHERS, S. VIPOND, Irrigation: Design and practice, Batsford Academic, London, 1974. 8. Dispense del docente disponibili sulla piattaforma APE-LEARNING o UNISTUDIUM.

• Fornire allo studenti i principali riferimenti normativi e degli obiettivi ivi indicati. - Fornire agli studenti i principali elementi per la progettazione delle principali componenti degli impianti di depurazione.

Fornire allo studente una padronanza adeguata per la comprensione ed il dimensionamento di massima di sistemi di gestione, trattamento e smaltimento dei rifiuti.

Scopo della depurazione delle acque urbane e dimensionamento delle principali componenti degli impianti di depurazione.

Principi e normativa per la gestione dei rifiuti, principali trattamenti ed impianti per lo smaltimento ed il riciclo

• Analisi I - Fisica

I prerequisiti richiesti sono illustrati nella scheda del corso integrato (Ingegneria Sanitaria e Impianti Tecnici per il Trattamento dei Rifiuti).

• Lezioni frontali - Esercitazioni - Visite didattiche

Lezioni frontali prove pratiche visite ad impianti

• Introduzione alla normativa ambientale e della depurazione delle acque urbane; - Principali obiettivi della depurazione acque e dati di progetto; - Le diverse sezioni di un impianto di depurazione; - Sezione di pretrattamento e sollevamento; - Trattamenti primari; - Trattamenti secondari; - Trattamenti terziari; - trattamenti quaternari; - Linea di trattamento fanghi.

Introduzione alla gestione dei rifiuti: - Principi generali - normativa di riferimento La gestione dei rifiuti - raccolta - riciclo - smaltimento Il trattamento dei rifiuti - incenerimento - trattamento meccanico biologico - compostaggio e digestione anaerobica

• Elaborazione progetto - Orale

Orale e scritta Maggiori informazioni sulle modalità di verifica dell'apprendimento sono illustrate nella scheda del corso Integrato (Ingegneria Sanitaria e Impianti Tecnici per il Trattamento dei Rifiuti).

Luigi Masotti - Depurazione delle Acque

Appunti delle lezioni

Conoscenze sull'inquinamento ambientale. Valutazione del rischio chimico e nucleare. Alla fine del corso lo studente dovrà essere in grado di fare una valutazione del rischio chimico in un ambiente lavorativo, noti tutti i dati necessari. Inoltre avrà acquisito conoscenze su tutti gli argomenti seguenti: combustioni, chimica dell'atmosfera, inquinamento delle acque, metalli pesanti, radioattività ambientale, rischio chimico e relativa legislazione.

Struttura atomica e legame chimico. Combustioni. Chimica dell'atmosfera; grandi cicli naturali dell'ozono, degli ossidi di azoto e del biossido di carbonio nell'atmosfera terrestre. Qualità delle acque. Inquinamento da metalli pesanti. Chimica nucleare e radioattività. Radon. Rischio nucleare. Incidenti nucleari. Rischio chimico. Valutazione del rischio chimico.

Conoscenze acquisiste nel corso di Chimica. In particolare è richiesta una conoscenza approfondita della struttura atomica, delle proprietà periodiche degli elementi e del legame chimico. Per questi moivi nella parte iniziale del corso ci sono dei richiami su questi argomenti del corso di Chimica.

Lezioni frontali. Seminari.

Struttura dell'atomo e legame chimico. Processi di combustione e combustibili. Chimica dell'atmosfera; grandi cicli naturali dell'ozono, degli ossidi di azoto e del biossido di carbonio nell'atmosfera terrestre. Le emissioni in atmosfera: specie solforate e azotate; idrocarburi; ossidi di carbonio; ozono; metalli; ceneri e particolati; VOC; asbesti. Qualità delle acque. Potabilizzazione di acque naturali. Trattamenti delle acque reflue. Inquinamento del suolo da metalli pesanti. Chimica nucleare e radioattività ambientale. Determinazione della radioattività ambientale in cantieri e in biologia architettonica. Radon. Definizione di rischio nucleare. Incidenti nucleari. Analisi del caso Chernobyl. Stoccaggio e smaltimento delle scorie nucleari. Identificazione del grado di pericolosità delle sostanze chimiche. Analisi dei casi Bhopal e Seveso. Definizione di rischio chimico. Metodi di analisi e valutazione del rischio chimico. Legislazione vigente. Algoritmi e applicativi utilizzati in Italia per la valutazione del rischio chimico.

Prova scritta della durata di 90 minuti seguita da una breve discussione orale della prova scritta. La prova scritta è articolata in 10 quesiti, che possono essere problemi numerici o descrizioni teoriche. Ad ogni quesito risposto correttamente e completamente vengono attribuiti 3 punti; il punteggio diminuisce se la risposta è solo parziale. L'assenza di risposta non viene penalizzata. I quesiti riguardano tutti gli argomenti del programma: combustioni, chimica dell'atmosfera, inquinamento delle acque, metalli pesanti, radioattività ambientale, rischio chimico e relativa legislazione. Durante la prova scritta è possibile consultare libri e appunti. La prova orale è solo una revisione della prova scritta. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

David W. Oxtoby, H. P. Gillis & Laurie J. Butler, Chimica Moderna, EdiSES, VI Edizione, Napoli, 2025. Colin Baird, Chimica Ambientale, Zanichelli, Bologna Ian Williams, Environmental Chemistry, Wiley, Chichester. Stefano Falcinelli, Franco Vecchiocattivi, Radiochimica ambientale, Aracne Editrice. Fulvio D'Orsi, Eva Pietrantonio, La valutazione del rischio chimico, EPC Editore, VI Edizione, Roma

Il corso, avvalendosi di elementi della dinamica dei fluidi, affronta la modellazione dei processi di trasporto degli inquinanti nel fluido atmosfera, di contaminanti nel fluido acqua del sottosuolo, di vapore nel fluido aria al di sopra gli specchi d'acqua naturali o artificiali. Le principali conoscenze acquisite saranno relative a: - descrizione rigorosa del trasporto di inquinanti in atmosfera; - approcci semplificati per la simulazione dei pennacchi di inquinanti (Modello Gaussiano, Modelli a Puff); - modelli di trasporto dei contaminanti disciolti nell’acqua del sottosuolo (sia in zona insatura che satura); - approcci per la stima del processo di evaporazione al di sopra di specchi d’acqua. Le principali abilità saranno quelle di: - selezionare e applicare l’opportuno approccio nella simulazione di processi di inquinamento in atmosfera, con consapevolezza del significato e dei valori attesi per i parametri e le grandezze coinvolti; - selezionare e applicare un modello di trasporto (eventualmente semplificato) per lo studio dell’evoluzione di un pennacchio di contaminante nel recettore suolo (saturo o insaturo) e per l’eventuale progettazione di un opera di bonifica del sito, con adeguata cognizione delle equazioni e dei parametri coinvolti; - quantificare, con l’opportuna metodologia, il processo evaporativo nell’ambito del bilancio idrologico di una riserva d’acqua.

Acquisire le capacità per applicare i modelli in maniera propria e con cognizione di causa per la soluzione di due problemi ingegneristici di interesse applicativo: la gestione del rischio da alluvioni e la definizione delle aree di salvaguardia per la captazione dal pozzo.

Il corso, avvalendosi di elementi della dinamica dei fluidi, affronta la modellazione dei processi di trasporto degli inquinanti nel fluido atmosfera, di contaminanti nel fluido acqua del sottosuolo, di vapore nel fluido aria al di sopra gli specchi d'acqua naturali o artificiali ed è pertanto strutturato nelle seguenti Unità didattiche: - Trasporto degli inquinanti nell'atmosfera - Trasporto degli inquinanti nel recettore suolo - Evaporazione da riserve aperte in atmosfera

Il corso parte dalla definizione di un fenomeno fisico di interesse ingegneristico (moti di filtrazione, moto vario in correnti a superficie libera) e dalle equazioni che lo governano per giungere alla sua modellazione per le pratiche applicazioni, con riferimenti alla normativa vigente ed evidenziando limiti e ipotesi.

Al fine di comprendere lo sviluppo di alcuni modelli matematici descritti nell’ambito del corso e perseguire gli obiettivi di apprendimento, è necessario che lo studente abbia acquisito le seguenti conoscenze: - elementi analitici di base, quali integrali, derivate totali e parziali, equazioni differenziali (forniti nei Corsi di Analisi Matematica del Corso di Laurea in Ingegneria Civile, L-7, o equipollenti); - elementi di dinamica dei fluidi e in particolare delle equazioni del moto e di conservazione dell’acqua in suolo saturo e insaturo (forniti nel Corso di Idrologia e Infrastrutture Idrauliche della Laurea in Ingegneria Civile, L-7, o equipollente); - elementi di termodinamica come i principi della termodinamica, legge di Stefan-Boltzmann. I prerequisiti relativi a elementi di dinamica dei fluidi e in particolare alle equazioni del moto e di continuità in suolo saturo e insaturo sono comunque acquisiti nell'ambito del primo modulo del corso.

Conoscenze di idraulica e fondamenti di informatica.

Il corso è organizzato in: - Lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con confronto con gli studenti; - Esercitazioni in aula svolte nella modalità classica (alla lavagna) o con supporto proiettore per la descrizione e l'applicazione di codici che implementano i modelli matematici descritti; - Lezioni frontali a carattere seminariale con supporto del proiettore.

Lezioni frontali con proiezione di slide ed uso in aula dei software ModelMuse (MODFLOW pre- e post-processor, https://www.usgs.gov/software/modelmuse-a-graphical-user-interface-groundwater-models) e HEC-RAS (http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/).

Il corso, avvalendosi di elementi della dinamica dei fluidi, affronta la modellazione dei processi di trasporto degli inquinanti nel fluido atmosfera, di contaminanti nel fluido acqua del sottosuolo, di vapore nel fluido aria al di sopra gli specchi d'acqua naturali o artificiali ed è pertanto strutturato nelle seguenti tre Unità didattiche. 1. Trasporto degli inquinanti nell'atmosfera (16 ore): i) Richiami della struttura e della composizione dell'atmosfera secca e umida; ii) Equazioni del moto, equazioni di continuità in atmosfera umida con inquinanti, equazione di conservazione per la temperatura potenziale, condizioni iniziali ed al contorno per il sistema completo di equazioni; iii) Trasporto di inquinanti attraverso equazione di diffusione; iv) Modello Gaussiano per il trasporto di inquinanti gassosi, stabilità atmosferica e classi di stabilità di Pasquill, tecniche innovative per la stima della classe di stabilità, velocità del vento alla quota effettiva di immissione degli inquinanti, coefficienti di scambio e loro stima attraverso le formule di Briggs, sovrainnalzamento del pennacchio e sua valutazione attraverso formule empiriche; v) Estensione del Modello Gaussiano per la presenza di inversioni in quota, per il trasporto di particolato, per emissioni non stazionarie. 2. Trasporto degli inquinanti nel recettore suolo (14 ore): i)Caratterizzazione della struttura del suolo, l'acqua nel terreno (contenuto e potenziale), campo di moto dell'acqua nel terreno, acquiferi (definizione e tipologia); ii) Inquinamento del suolo, inquinanti (tipologia e fonti di contaminazione); iii) Trasporto in mezzi saturi (diffusione, avvezione, dispersione meccanica e idrodinamica, equazione di avvezione-dispersione del trasporto del soluto disciolto, dispersività, interazioni contaminante-suolo e riformulazione dell'equazione del trasporto per processi di assorbimento, decadimento radioattivo e biodegradazione); iv) Trasporto in mezzo insaturo (interazioni del soluto con particelle colloidali, equazione fondamentale del trasporto in zona vadosa, modelli di equilibrio e non-equilibrio delle fasi liquida-solida in zona vadosa, percorsi preferenziali nella zona vadosa); v) Strumenti di monitoraggio (pozzi e altre metodologie), strumenti di contenimento di un fenomeno di contaminazione. 3. Evaporazione da riserve aperte in atmosfera (10 ore): i) Meccanismi in gioco nel processo di evaporazione delle riserve idriche; ii) Formulazione dell'evaporazione mediante metodi del bilancio di massa, del bilancio energetico, del trasporto di massa e combinato; iii) Evaporazione e dimensionamento di riserve artificiali per il raffreddamento di impianti; iv) Stima dell'evaporazione attraverso evaporimetro.

Moti di filtrazione Richiami delle equazioni dei moti di filtrazione in mezzi porosi saturi. Integrazione analitica delle equazioni e teoria e pratica delle prove di emungimento da pozzo. Esercitazione con impiego di MODFLOW. Integrazione numerica alle differenze finite. Condizioni al contorno e impostazione del problema inverso in acquiferi eterogenei. Confronto della soluzione numerica con misure di campo. Perimetrazione delle aree di salvaguardia: normativa di riferimento, soluzioni analitiche, particle tracking, applicazioni con MODPATH. Moto permanente e vario in alvei naturali. Richiami delle equazioni. Modelli semplificati ed estesi. Integrazione numerica alle differenze finite. Condizioni al contorno. Applicazioni con HEC-RAS in moto permanente. I ponti e gli argini. Aree di pertinenza fluviale: normativa di riferimento, applicazioni a casi reali.

Le modalità di verifica del corso sono di seguito specificate. L’esame prevede una prova orale che consiste in una discussione della durata di circa 30-40 minuti, finalizzata ad accertare il livello di conoscenza dei contenuti teorici e metodologici forniti e dettagliati nel programma, nonché il livello di abilità e di autonomia di giudizio nel selezionare e utilizzare l’opportuno approccio per ciascun ambito applicativo, con consapevolezza delle ipotesi semplificative che sono alla base, del significato fisico delle quantità coinvolte e dei limiti di validità dei risultati conseguiti. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità di comunicazione e di sintesi organica, nonché la proprietà di linguaggio dello studente in relazione agli argomenti teorici e pratici trattati. La valutazione finale verrà effettuata in trentesimi dalla commissione.

Prova scritta e esposizione di una tesina.

Testi di riferimento TESTI_RIF Sì - G. FINZI, G. BRUSASCA, La qualità dell'aria, modelli previsionali e gestionali, Masson, Milano 1991; - C.W. FETTER, Contaminant Hydrogeology, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 1999; - Dispense del Modulo disponibili sulla piattafoma UNI-STUDIUM. - G. Finzi, G. Brusasca, La qualità dell'aria, modelli previsionali e gestionali, Masson, Milano 1991. - C.W. Fetter, Contaminant Hydrogeology, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 1999. - Didactic material available in UNI-STUDIUM website

Dispense fornite dal docente. Parte delle dispense sono in inglese per favorire la conoscenza dell'inglese tecnico.

Il corso si propone di fornire conoscenze teoriche e operative relative alle principali tecniche geomatiche impiegate nel rilievo del territorio, delle infrastrutture e del patrimonio costruito. Al termine del corso lo studente dovrà conoscere i principi di funzionamento delle tecniche GNSS, fotogrammetriche e di rilievo tridimensionale; saper pianificare e realizzare semplici campagne di misura; elaborare e interpretare i dati acquisiti; valutare l’accuratezza e l’affidabilità dei risultati; scegliere e integrare le metodologie più appropriate in funzione delle caratteristiche e delle finalità del rilievo.

Principi e metodologie del rilievo geomatico del territorio. Tecniche satellitari GNSS e metodologie di posizionamento. Monitoraggio delle deformazioni e cenni di telerilevamento. Fotogrammetria digitale terrestre e da UAV. Produzione di ortofoto, modelli digitali e nuvole di punti. Tecniche di rilievo tridimensionale mediante laser scanning, mobile mapping e sistemi SLAM. Integrazione dei dati e controllo della qualità dei prodotti geomatici. Applicazioni all’Ingegneria Civile e Ambientale.

Conoscenze di base di geodesia, topografia, sistemi di riferimento e trattamento delle misure, come sviluppate negli insegnamenti di Topografia della laurea triennale. Sono inoltre utili conoscenze informatiche di base.

Lezioni frontali dedicate agli aspetti teorici e metodologici. Presentazione e discussione di casi applicativi. Esercitazioni assistite in aula, in laboratorio e all’esterno, finalizzate all’impiego della strumentazione, alla pianificazione dei rilievi e all’elaborazione dei dati. Le attività relative alla fotogrammetria comprendono due ore di rilievo in campo e due ore di elaborazione dati.

Modulo I – Posizionamento satellitare, monitoraggio e telerilevamento Le tecniche satellitari GNSS: sistemi GPS, GLONASS, GALILEO e BEIDOU. Caratteristiche, evoluzione e interoperabilità. Segnali e osservabili. Principali sorgenti di errore e modellazione dei bias. Metodologie di posizionamento GNSS: posizionamento assoluto, relativo e differenziale. Tecniche statiche e cinematiche, in post-processamento e in tempo reale. Reti di stazioni permanenti e servizi di posizionamento. Applicazioni all’Ingegneria Civile e Ambientale. Monitoraggio delle deformazioni del territorio e delle strutture mediante tecniche geomatiche. Scelta della strumentazione e delle metodologie di misura. Integrazione delle tecniche topografiche e analisi dei risultati. Esercitazioni con strumentazione GNSS in modalità statica e cinematica. Elaborazione e analisi dei dati acquisiti. Cenni di telerilevamento satellitare: sistemi di acquisizione, dati multispettrali, combinazione delle bande e principali indici. Correzione geometrica, classificazione delle immagini e produzione di elaborati derivati. Modulo II – Fotogrammetria digitale e tecniche di rilievo tridimensionale Fondamenti della fotogrammetria e principi geometrici della ricostruzione tridimensionale. Sistemi di riferimento, orientamento delle immagini e caratteristiche delle camere digitali. Pianificazione ed esecuzione di rilievi fotogrammetrici terrestri e da UAV. Modalità di presa, risoluzione delle immagini, ricoprimenti, punti di controllo e georeferenziazione. Elaborazione fotogrammetrica digitale. Orientamento delle immagini, generazione di nuvole di punti, modelli digitali del terreno e delle superfici, modelli tridimensionali e ortofoto. Valutazione della qualità e dell’accuratezza dei prodotti. Principi e modalità operative del laser scanning terrestre, del mobile mapping e dei sistemi SLAM. Registrazione, confronto e integrazione di nuvole di punti. Applicazioni al territorio, alle infrastrutture e al patrimonio costruito. Esercitazioni di rilievo fotogrammetrico in campo e di elaborazione dei dati, con generazione e controllo dei principali prodotti ottenuti.

È prevista una prova orale individuale, della durata indicativa di circa 30 minuti, finalizzata a verificare la conoscenza dei principi teorici, la comprensione delle metodologie illustrate e la capacità di progettare, interpretare e valutare criticamente un rilievo geomatico. La discussione potrà comprendere gli argomenti e i prodotti sviluppati durante le esercitazioni.

Materiale didattico e dispense forniti dai docenti. A. Cina, Dal GPS al GNSS (Global Navigation Satellite System) per la geomatica, CELID. Manuali tecnici, documentazione dei software utilizzati e ulteriori riferimenti bibliografici indicati durante il corso.

Il corso fornisce le conoscenze teoriche e applicative necessarie per comprendere i processi che regolano il comportamento degli inquinanti nel suolo e nei comparti ambientali ad esso correlati. Le principali conoscenze acquisite riguarderanno la formazione e le proprietà fisiche, chimiche e biologiche del suolo, i meccanismi di adsorbimento, mobilità e biodisponibilità degli inquinanti, nonché le caratteristiche dei principali contaminanti organici e inorganici presenti nei siti contaminati. Verranno inoltre fornite le basi per la caratterizzazione analitica dei suoli contaminati e per la determinazione della concentrazione dei principali contaminanti. Particolare attenzione sarà dedicata al destino ambientale degli inquinanti, al rischio di contaminazione degli acquiferi, al quadro normativo nazionale ed europeo in materia di siti contaminati e ai principi di funzionamento delle principali tecnologie di bonifica. Il corso fornirà infine gli strumenti necessari per valutare criticamente e selezionare le strategie di recupero più idonee per la bonifica di suoli e acquiferi contaminati, in funzione delle caratteristiche del sito e dei contaminanti presenti.

Il corso fornisce le conoscenze fondamentali relative alle caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche del suolo, con particolare attenzione ai processi che regolano il destino degli inquinanti nei sistemi terrestri. Verranno approfonditi il comportamento dei contaminanti organici e inorganici nel suolo, i fenomeni di adsorbimento, mobilità e lisciviazione verso le acque sotterranee, nonché la normativa di riferimento per la gestione e il recupero dei siti contaminati. Verranno inoltre date allo studente nozioni di base per la bonifica degli acquiferi. Saranno infine illustrate le principali tecnologie di bonifica dei suoli inquinati, con particolare riferimento ai trattamenti chimici, fisici e biologici.

Pur non essendo previste propedeuticità obbligatorie, sono consigliate conoscenze di base di Chimica Generale e di Chimica Organica.

Lezioni frontali supportate da materiale didattico in formato elettronico, integrate da esercitazioni in aula e in laboratorio. Il corso potrà inoltre prevedere la discussione di casi studio e seminari di approfondimento su tematiche specifiche.

Formazione del suolo e principali proprietà fisiche, chimiche e biologiche. Componenti minerali e organiche del suolo. Colloidi del suolo e potere di ritenzione nei confronti dei contaminanti. Processi di adsorbimento e desorbimento. Biodisponibilità, mobilità, persistenza e principali parametri che regolano il destino ambientale degli inquinanti. Mobilità e degradazione delle molecole organiche nel suolo. Contaminanti inorganici: metalli pesanti, fonti di contaminazione, comportamento ambientale, biodisponibilità, tossicità e rischio di lisciviazione verso gli acquiferi. Contaminanti organici: derivati del petrolio, idrocarburi policiclici aromatici (IPA), solventi clorurati, pesticidi, diossine, policlorobifenili (PCB) e altri contaminanti persistenti. Destino ambientale, trasporto e degradazione dei contaminanti organici e inorganici nel suolo e nelle acque sotterranee. Legislazione nazionale ed europea in materia di siti contaminati. Caratterizzazione ambientale dei siti contaminati, procedure di messa in sicurezza e interventi di bonifica. Tecniche di bonifica dei suoli e degli acquiferi contaminati mediante trattamenti chimici e fisici, tra cui soil washing, soil flushing, separazione elettrocinetica, solidificazione/stabilizzazione mediante leganti cementizi, ossidazione e riduzione chimica; trattamenti fisici e termici, quali soil vapor extraction, steam extraction e termodistruzione; trattamenti biologici (biorimedio), tra cui bioventing, biosparging, biopile, landfarming, bioslurry e fitodepurazione. Analisi comparativa delle diverse tecnologie di bonifica, criteri di selezione degli interventi e discussione di casi studio.

La verifica dell'apprendimento sarà effettuata mediante una prova orale. L'esame sarà finalizzato ad accertare il livello di conoscenza acquisito sugli argomenti trattati durante il corso.

Materiale didattico in formato elettronico fornito dal docente. M. Mendola, L. Morra. Bonifica dei siti inquinati. DEI Editore, Roma, 2010. E. Brugnoli, C. Massarelli, V.F. Uricchio, G. Zurlini. Tecnologie di bonifica dei siti contaminati. Cacucci Editore, Bari, 2014. Comitato Tecnico Terreni Contaminati. Bonifica dei terreni contaminati. Osservazioni critiche, linee guida e proposte normative.

Conoscere la struttura ed il funzionamento degli Ecosistemi vegetali. Apprendere la diversità bioclimatica ed i fattori che influenzano la vita delle piante. Conoscere i principali rapporti tra vegetali e fattori ambientali. Definire le principali fonti dell'inquinamento ambientale. Avere nozioni di monitoraggio dell'ambiente per la valutazione della qualità ambientale. Realizzare Monitoraggio fenologico in specie guida per analisi sulla risposta vegetale al clima. Acquisire conoscenze di base su tecniche aerobiologiche di laboratorio.

Lo studente alla fine del corso sarà in grado di effettuare il riconoscimento del valore delle analisi di inquinanti ambientali. Lo studente dovrà essere in grado di riconoscere e interpretare spettri IR, UV-VIS e NMR in modo da comprendere l'analisi fatta. Alla fine del corso lo studente dovrebbe conoscere in dettaglio tutti gli argomenti seguenti: teoria degli errori, spettroscopia ottica, spettroscopia IR, spettroscopia UV-Vis, spettrometria di massa, cromatografia, spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, chimica nucleare e radioattività.

Introduzione al mondo dei vegetali ed in particolare al Regno delle Piante. Rapporti con i principali parametri climatici, edafici, biologici ed antropici. Definizione e caratteristiche di Fitomassa, Flora e Vegetazione. Monitoraggio ambientale attraverso “indicatori biologici vegetali”. Piante, ambiente territorio e clima.

Struttura atomica e legame chimico. Principi generali dell'analisi chimica strumentale per il controllo dell'Inquinamento Tecniche spettroscopiche: IR e UV-Vis. Spettrometria di massa. Cromatografia. Spettroscopia NMR. Chimica nucleare e radioattività ambientale.

Conoscere la struttura ed il funzionamento degli Ecosistemi vegetali. Apprendere la diversità bioclimatica ed i fattori che influenzano la vita delle piante. Conoscere i principali rapporti tra vegetali e fattori ambientali. Definire le principali fonti dell'inquinamento ambientale. Avere nozioni di monitoraggio dell'ambiente per la valutazione della qualità ambientale. Realizzare Monitoraggio fenologico in specie guida per analisi sulla risposta vegetale al clima. Acquisire conoscenze di base su tecniche aerobiologiche di laboratorio.

Conoscenze acquisiste nel corso di Chimica. In particolare è richiesta una conoscenza approfondita della struttura atomica, delle proprietà periodiche degli elementi e del legame chimico. Per questi motivi nella parte iniziale del corso ci sono dei richiami su questi argomenti del corso di Chimica.

Conoscere la struttura ed il funzionamento degli Ecosistemi vegetali. Apprendere la diversità bioclimatica ed i fattori che influenzano la vita delle piante. Conoscere i principali rapporti tra vegetali e fattori ambientali. Definire le principali fonti dell'inquinamento ambientale. Avere nozioni di monitoraggio dell'ambiente per la valutazione della qualità ambientale. Realizzare Monitoraggio fenologico in specie guida per analisi sulla risposta vegetale al clima. Acquisire conoscenze di base su tecniche aerobiologiche di laboratorio.

Lezioni frontali con dimostrazioni in laboratorio

Il corso intende definire le linee essenziali dell’evoluzione dei vegetali. Il Regno Piante. Elementi di citologia, istologia, anatomia e morfologia vegetale. Sistematica e Tassonomia. Inoltre si vuole definire la struttura e funzionamento degli ecosistemi, fornire le basi per la comprensione delle relazioni fra i principali fattori biotici e abiotici e gli organismi vegetali, far apprendere il moderno approccio allo studio della vegetazione e le sue applicazioni negli studi a carattere ambientale. Vengono trattati gli aspetti salienti dell'inquinamento ambientale e del monitoraggio dell'ambiente stesso per la valutazione della qualità ambientale. Verranno indicate le piante che possono fungere da indicatori biologici e/o bioindicatori. Aerobiologia e ambiente. Fenologia e ambiente.

Struttura atomica e legame chimico. Principi generali dell’analisi chimica ambientale; metodologia strumentale; precisione e accuratezza delle misure; deviazione standard e livello di affidabilità; limiti di rivelazione. Principi della spettroscopia ottica d’assorbimento e d’emissione; assorbimento molecolare; spettroscopia infrarosso. Applicazione di tecniche spettroscopiche al controllo dell’inquinamento atmosferico; analisi delle acque; analisi dell’ozono; analisi degli ossidi d’azoto; analisi del monossido di carbonio; analisi del biossido di zolfo. Principi generali della spettrometria di massa; vari tipi di ionizzazione; sistemi di dispersione; rivelazione degli ioni gassosi. Alcune applicazioni al controllo di inquinanti. Principi generali della cromatografia. Accoppiamento tra gas cromatografia e spettrometria di massa. Alcune applicazioni al controllo di inquinanti. Cenni sulla spettroscopia a risonanza magnetica nucleare e alcune applicazioni alla identificazione di inquinanti. Chimica nucleare e radioattività ambientale. Determinazione della radioattività ambientale in cantieri e in biologia architettonica. Radon. Definizione di rischio nucleare. Incidenti nucleari. Analisi del caso Chernobyl. Stoccaggio e smaltimento delle scorie nucleari. Discussione generale sui problemi del controllo dell’inquinamento del territorio.

La prova orale, della durata di circa 60 minuti, per verificare il livello di conoscenza degli argomenti trattati dal Corso, valutare la competenza nell'esporre le problematiche trattate, e l'eventuale contributo personale dello studente nella trattazione di casi studio. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

Prova scritta della durata di 90 minuti seguita da una breve discussione orale della prova scritta. La prova scritta è articolata in 10 quesiti, che possono essere problemi numerici o descrizioni teoriche. Ad ogni quesito risposto correttamente e completamente vengono attribuiti 3 punti; il punteggio diminuisce se la risposta è solo parziale. L'assenza di risposta non viene penalizzata. I quesiti riguardano tutti gli argomenti del programma: teoria degli errori, spettroscopia ottica, spettroscopia IR, spettroscopia UV-Vis, spettrometria di massa, cromatografia, spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, radioattività. Durante la prova scritta è possibile consultare libri e appunti. La prova orale è solo una revisione della prova scritta. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

Introduzione al mondo dei vegetali ed in particolare al Regno delle Piante. Rapporti con i principali parametri climatici, edafici, biologici ed antropici. Definizione e caratteristiche di Fitomassa, Flora e Vegetazione. Monitoraggio ambientale attraverso “indicatori biologici vegetali”. Piante, ambiente territorio e clima.

1) David W. Oxtoby, H. P. Gillis & Laurie J. Butler, Chimica Moderna, EdiSES, VI Edizione, Napoli, 2025. 2) Douglas A. Skoog, F. James Holler, Stanley R. Crouch, Chimica Analitica strumentale, EdiSES, Napoli. 3) Colin Baird, Chimica Ambientale, Zanichelli, Bologna Ian Williams, Environmental Chemistry, Wiley, Chichester.

Conoscere la struttura ed il funzionamento degli Ecosistemi vegetali. Apprendere la diversità bioclimatica ed i fattori che influenzano la vita delle piante. Conoscere i principali rapporti tra vegetali e fattori ambientali. Definire le principali fonti dell'inquinamento ambientale. Avere nozioni di monitoraggio dell'ambiente per la valutazione della qualità ambientale. Realizzare Monitoraggio fenologico in specie guida per analisi sulla risposta vegetale al clima. Acquisire conoscenze di base su tecniche aerobiologiche di laboratorio.

Introduzione al mondo dei vegetali ed in particolare al Regno delle Piante. Rapporti con i principali parametri climatici, edafici, biologici ed antropici. Definizione e caratteristiche di Fitomassa, Flora e Vegetazione. Monitoraggio ambientale attraverso “indicatori biologici vegetali”. Piante, ambiente territorio e clima.

Conoscere la struttura ed il funzionamento degli Ecosistemi vegetali. Apprendere la diversità bioclimatica ed i fattori che influenzano la vita delle piante. Conoscere i principali rapporti tra vegetali e fattori ambientali. Definire le principali fonti dell'inquinamento ambientale. Avere nozioni di monitoraggio dell'ambiente per la valutazione della qualità ambientale. Realizzare Monitoraggio fenologico in specie guida per analisi sulla risposta vegetale al clima. Acquisire conoscenze di base su tecniche aerobiologiche di laboratorio.

Conoscere la struttura ed il funzionamento degli Ecosistemi vegetali. Apprendere la diversità bioclimatica ed i fattori che influenzano la vita delle piante. Conoscere i principali rapporti tra vegetali e fattori ambientali. Definire le principali fonti dell'inquinamento ambientale. Avere nozioni di monitoraggio dell'ambiente per la valutazione della qualità ambientale. Realizzare Monitoraggio fenologico in specie guida per analisi sulla risposta vegetale al clima. Acquisire conoscenze di base su tecniche aerobiologiche di laboratorio.

Il corso intende definire le linee essenziali dell’evoluzione dei vegetali. Il Regno Piante. Elementi di citologia, istologia, anatomia e morfologia vegetale. Sistematica e Tassonomia. Inoltre si vuole definire la struttura e funzionamento degli ecosistemi, fornire le basi per la comprensione delle relazioni fra i principali fattori biotici e abiotici e gli organismi vegetali, far apprendere il moderno approccio allo studio della vegetazione e le sue applicazioni negli studi a carattere ambientale. Vengono trattati gli aspetti salienti dell'inquinamento ambientale e del monitoraggio dell'ambiente stesso per la valutazione della qualità ambientale. Verranno indicate le piante che possono fungere da indicatori biologici e/o bioindicatori. Aerobiologia e ambiente. Fenologia e ambiente.

La prova orale, della durata di circa 60 minuti, per verificare il livello di conoscenza degli argomenti trattati dal Corso, valutare la competenza nell'esporre le problematiche trattate, e l'eventuale contributo personale dello studente nella trattazione di casi studio. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

Introduzione al mondo dei vegetali ed in particolare al Regno delle Piante. Rapporti con i principali parametri climatici, edafici, biologici ed antropici. Definizione e caratteristiche di Fitomassa, Flora e Vegetazione. Monitoraggio ambientale attraverso “indicatori biologici vegetali”. Piante, ambiente territorio e clima.

Il corso si propone di trasmettere agli studenti le competenze necessarie per comprendere i concetti fondamentali relativi al "Sistema Terra-Atmosfera" ed al suo clima (composizione chimica, massa, struttura verticale, venti, convezione e precipitazione, radiazione e processi ad essi correlati). Le principali conoscenze (Descrittore di Dublino 1 ) acquisite saranno: ¦conoscenza dei fondamenti teorici dei meccanismi che regolano il clima ed i feedback climatici; ¦conoscenza dei metodi sia tradizionali (statistica, simulazioni numeriche) che innovativi (COPERNICUS CDS) per l'utilizzo dei dati climatologici. Le principali abilità acquisite (capacità di applicare le conoscenze acquisite, Descrittore di Dublino 2, e di adottare con autonomia di giudizio l'opportuno approccio, Descrittore di Dublino 3) saranno: ¦capacità di scegliere, utilizzare e combinare sinergicamente i modelli numerici e i dati climatologici.

Analisi generale della Atmosfera: Concetti di base. Il sistema Terra-Atmosfera: componenti del sistema terra-atmosfera e il loro ruolo nel clima. Circolazione generale della Atmosfera e dell’Oceano: concetti ed equazioni base. Il ciclo del carbonio: sensibilità climatica, forzanti e feedback climatici. Il paleo-clima. ll bilancio energetico globale. Composizione atmosferica ed effetto serra. Clima e gas-serra. Riscaldamento globale. Copernicus Data Store (CDS): come accedere ed usare i dati climatici. Dati di rianalisi globali: ERA5 (ECMWF, Commissione Europea). Semplici calcoli di statistica climatica .

Nessuno

Il Corso è articolato in lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche e mirate all’applicazione nel progetto del corso

Analisi generale della Atmosfera: Composizione chimica, massa, struttura verticale, venti, convezione e precipitazione e radiazione. Concetti di base. Il sistema Terra-Atmosfera: componenti del sistema terra-atmosfera e il loro ruolo nel clima. Circolazione generale della Atmosfera e dell’Oceano: concetti di base. Modelli fisico-numerici del clima: equazioni di base. Il ciclo del Carbonio terrestre, sensibilità climatica, forzanti e feedback climatici. Il paleoclima: Cosa può dirci il passato a proposito del presente e del futuro. Osservazioni passate e recenti. Paleo temperature negli ultimi 70 milioni di anni. Spettro elettromagnetico, lunghezza d’onda e frequenza. Diagramma di Trenberth. Il bilancio energetico globale: Temperatura di emissione planetaria. Spettro di assorbimento atmosferico. L’effetto serra: un semplice modello dell’effetto serra. Composizione atmosferica ed effetto serra. Riscaldamento globale. Copernicus Data Store (CDS): come accedere ed usare i dati climatici. Dati di rianalisi globali: dati delle rianalisi ERA5 (ECMWF. Commissione Europea). Semplici calcoli di statistica climatica applicati alle variabili in uso nel progetto. .

L'esame consiste in una prova orale individuale. La verifica degli obiettivi formativi dell'insegnamento (esame) prevede una prova orale, che sarà svolta nelle date fissate nel calendario degli esami del CdS . La prova orale consiste in un colloquio di durata non superiore a circa 30 minuti svolto sulla base di modelli numerici semplificati e della visualizzazione dei dati di Copernicus, finalizzato ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorici del corso (descrittore di Dublino 1); ii) il livello di competenza nell'esporre le proprie conoscenze (descrittore di Dublino 2); iii) l'autonomia di giudizio (descrittore di Dublino 3). La prova orale ha anche l'obiettivo di verificare la capacità dello studente di rispondere con proprietà di linguaggio alle domande proposte dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante il colloquio e di dimostrare capacità logico-deduttive e di sintesi nell'esposizione (descrittore di Dublino 4).La valutazione finale verrà stabilita dalla Commissione in trentesimi. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

Appunti delle lezioni. Dispense fornite dal docente. . Atmospheric Science: An Introductory Survey 2nd edition by John M. Wallace and Peter V. Hobbs Academic Press, pp 504

Il corso, avvalendosi di elementi della dinamica dei fluidi, affronta la modellazione dei processi di trasporto degli inquinanti nel fluido atmosfera, di contaminanti nel fluido acqua del sottosuolo, di vapore nel fluido aria al di sopra gli specchi d'acqua naturali o artificiali. Le principali conoscenze acquisite saranno relative a: - descrizione rigorosa del trasporto di inquinanti in atmosfera; - approcci semplificati per la simulazione dei pennacchi di inquinanti (Modello Gaussiano, Modelli a Puff); - modelli di trasporto dei contaminanti disciolti nell’acqua del sottosuolo (sia in zona insatura che satura); - approcci per la stima del processo di evaporazione al di sopra di specchi d’acqua. Le principali abilità saranno quelle di: - selezionare e applicare l’opportuno approccio nella simulazione di processi di inquinamento in atmosfera, con consapevolezza del significato e dei valori attesi per i parametri e le grandezze coinvolti; - selezionare e applicare un modello di trasporto (eventualmente semplificato) per lo studio dell’evoluzione di un pennacchio di contaminante nel recettore suolo (saturo o insaturo) e per l’eventuale progettazione di un opera di bonifica del sito, con adeguata cognizione delle equazioni e dei parametri coinvolti; - quantificare, con l’opportuna metodologia, il processo evaporativo nell’ambito del bilancio idrologico di una riserva d’acqua.

Il corso, avvalendosi di elementi della dinamica dei fluidi, affronta la modellazione dei processi di trasporto degli inquinanti nel fluido atmosfera, di contaminanti nel fluido acqua del sottosuolo, di vapore nel fluido aria al di sopra gli specchi d'acqua naturali o artificiali ed è pertanto strutturato nelle seguenti Unità didattiche: - Trasporto degli inquinanti nell'atmosfera - Trasporto degli inquinanti nel recettore suolo - Evaporazione da riserve aperte in atmosfera

Al fine di comprendere lo sviluppo di alcuni modelli matematici descritti nell’ambito del corso e perseguire gli obiettivi di apprendimento, è necessario che lo studente abbia acquisito le seguenti conoscenze: - elementi analitici di base, quali integrali, derivate totali e parziali, equazioni differenziali (forniti nei Corsi di Analisi Matematica del Corso di Laurea in Ingegneria Civile, L-7, o equipollenti); - elementi di dinamica dei fluidi e in particolare delle equazioni del moto e di conservazione dell’acqua in suolo saturo e insaturo (forniti nel Corso di Idrologia e Infrastrutture Idrauliche della Laurea in Ingegneria Civile, L-7, o equipollente); - elementi di termodinamica come i principi della termodinamica, legge di Stefan-Boltzmann. I prerequisiti relativi a elementi di dinamica dei fluidi e in particolare alle equazioni del moto e di continuità in suolo saturo e insaturo sono comunque acquisiti nell'ambito del primo modulo del corso.

Il corso è organizzato in: - Lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con confronto con gli studenti; - Esercitazioni in aula svolte nella modalità classica (alla lavagna) o con supporto proiettore per la descrizione e l'applicazione di codici che implementano i modelli matematici descritti; - Lezioni frontali a carattere seminariale con supporto del proiettore.

Il corso, avvalendosi di elementi della dinamica dei fluidi, affronta la modellazione dei processi di trasporto degli inquinanti nel fluido atmosfera, di contaminanti nel fluido acqua del sottosuolo, di vapore nel fluido aria al di sopra gli specchi d'acqua naturali o artificiali ed è pertanto strutturato nelle seguenti tre Unità didattiche. 1. Trasporto degli inquinanti nell'atmosfera (16 ore): i) Richiami della struttura e della composizione dell'atmosfera secca e umida; ii) Equazioni del moto, equazioni di continuità in atmosfera umida con inquinanti, equazione di conservazione per la temperatura potenziale, condizioni iniziali ed al contorno per il sistema completo di equazioni; iii) Trasporto di inquinanti attraverso equazione di diffusione; iv) Modello Gaussiano per il trasporto di inquinanti gassosi, stabilità atmosferica e classi di stabilità di Pasquill, tecniche innovative per la stima della classe di stabilità, velocità del vento alla quota effettiva di immissione degli inquinanti, coefficienti di scambio e loro stima attraverso le formule di Briggs, sovrainnalzamento del pennacchio e sua valutazione attraverso formule empiriche; v) Estensione del Modello Gaussiano per la presenza di inversioni in quota, per il trasporto di particolato, per emissioni non stazionarie. 2. Trasporto degli inquinanti nel recettore suolo (14 ore): i)Caratterizzazione della struttura del suolo, l'acqua nel terreno (contenuto e potenziale), campo di moto dell'acqua nel terreno, acquiferi (definizione e tipologia); ii) Inquinamento del suolo, inquinanti (tipologia e fonti di contaminazione); iii) Trasporto in mezzi saturi (diffusione, avvezione, dispersione meccanica e idrodinamica, equazione di avvezione-dispersione del trasporto del soluto disciolto, dispersività, interazioni contaminante-suolo e riformulazione dell'equazione del trasporto per processi di assorbimento, decadimento radioattivo e biodegradazione); iv) Trasporto in mezzo insaturo (interazioni del soluto con particelle colloidali, equazione fondamentale del trasporto in zona vadosa, modelli di equilibrio e non-equilibrio delle fasi liquida-solida in zona vadosa, percorsi preferenziali nella zona vadosa); v) Strumenti di monitoraggio (pozzi e altre metodologie), strumenti di contenimento di un fenomeno di contaminazione. 3. Evaporazione da riserve aperte in atmosfera (10 ore): i) Meccanismi in gioco nel processo di evaporazione delle riserve idriche; ii) Formulazione dell'evaporazione mediante metodi del bilancio di massa, del bilancio energetico, del trasporto di massa e combinato; iii) Evaporazione e dimensionamento di riserve artificiali per il raffreddamento di impianti; iv) Stima dell'evaporazione attraverso evaporimetro.

Le modalità di verifica del corso sono di seguito specificate. L’esame prevede una prova orale che consiste in una discussione della durata di circa 30-40 minuti, finalizzata ad accertare il livello di conoscenza dei contenuti teorici e metodologici forniti e dettagliati nel programma, nonché il livello di abilità e di autonomia di giudizio nel selezionare e utilizzare l’opportuno approccio per ciascun ambito applicativo, con consapevolezza delle ipotesi semplificative che sono alla base, del significato fisico delle quantità coinvolte e dei limiti di validità dei risultati conseguiti. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità di comunicazione e di sintesi organica, nonché la proprietà di linguaggio dello studente in relazione agli argomenti teorici e pratici trattati. La valutazione finale verrà effettuata in trentesimi dalla commissione.

Testi di riferimento TESTI_RIF Sì - G. FINZI, G. BRUSASCA, La qualità dell'aria, modelli previsionali e gestionali, Masson, Milano 1991; - C.W. FETTER, Contaminant Hydrogeology, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 1999; - Dispense del Modulo disponibili sulla piattafoma UNI-STUDIUM. - G. Finzi, G. Brusasca, La qualità dell'aria, modelli previsionali e gestionali, Masson, Milano 1991. - C.W. Fetter, Contaminant Hydrogeology, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 1999. - Didactic material available in UNI-STUDIUM website

L'obiettivo primario del modulo consiste nel fornire agli allievi gli strumenti per conoscere le problematiche relative alle fonti energetiche tradizionali, al loro impatto sull'ambiente e alle modalità di gestirne la pianificazione.

Il quadro energetico-ambientale globale. Le fonti energetiche tradizionali. I mercati dell'energia. Le interazioni fra i sistemi energetici e l’ambiente. La pianificazione energetica.

Fisica tecnica.

Il corso è organizzato con lezioni in classe su tutti gli argomenti trattati. Inoltre, sono previsti momenti interattivi in gruppi per una migliore comprensione delle dinamiche legate alle tematiche di politica energetica.

Introduzione al corso. L'importanza di una buona presentazione. Quadro energetico mondiale, UE e italiano. Inquinamento globale. Trattati internazionali per la tutela ambientale. Il petrolio. Il carbone. Il gas naturale. L'energia nucleare. Il Vajont e l'energia in Italia. Il mercato dell'energia elettrica. Esercitazione sul mercato dell'energia elettrica. Il ruolo delle energie rinnovabili nella formazione del prezzo dell'energia elettrica. Il mercato del gas naturale. Indicatori economici - Applicazioni. Inquinamento atmosferico dei sistemi energetici. Inquinanti secondari e fonti di emissione. Inquinamento idrico e termico dei sistemi energetici. Inquinamento da campi elettromagnetici. La gerarchia della pianificazione energetica. Pianificazione energetica comunale - Esempi di piani energetici e ambientali comunali. I piani d'azione per l'energia sostenibile e il clima.

La verifica del profitto consiste in un colloquio orale della durata di circa 30 minuti. Gli allievi possono volontariamente sviluppare, nel corso delle lezioni, una tesina di approfondimento su uno dei temi del corso, da esporre ai colleghi. L'esame è finalizzato ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici del corso ii) il livello di competenza nell’esporre le problematiche legate all'approvigionamento energetico iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione e di sostenere un rapporto dialettico durante discussione. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

Saranno distribuite dispense a cura del docente.

Comprendere e identificare le principali situazioni di rischio geologico che possono essere incontrate nella pratica professionale dell'Ingegnere, con particolare riferimento al “rischio idrogeologico”. Conoscere i principi necessari alla corretta gestione delle acque sotterranee e all'interpretazione dei dati idrogeologici, tenendo conto dell'assetto geologico degli acquiferi.

Pericolosità geologica e rischio geologico. Tipi di rischio geologico (sismico, vulcanico e idrogeologico). L'attività estrattiva (cave e miniere). Principi di dinamica fluviale. La sistemazione degli alvei fluviali. Il rischio da dinamica d'alveo. le dighe. La frana del Vajont. Il rischio da interferenza tra fenomeni franosi di versante e dinamica fluviale (landslide dams). Verifica di stabilità dei versanti in roccia (Test di Markland). Elementi di idrogeologia. Relazioni tra assetto geologico e acque sotterranee. Sistemi acquiferi. Bilancio idrogeologico. Il movimento delle acque sotterranee. Legge di Darcy. Parametri idrogeologici e loro determinazione.

Conoscenze di base di geologia acquisite nel corso di laurea triennale.

Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche.

Le applicazioni della Geologia e la Geologia Applicata. La modellazione geologica. Pericolosità geologica e Rischio geologico. L'attività estrattiva. Classificazione e tipologia delle cave in base all'ambiente di lavoro. Cave e miniere. I Piani Regionali Attività Estrattive (PRAE). Classificazione e tipologia delle cave in base al tipo di materiale estratto. Classificazione di Canuti et alii. Cave a cielo aperto. Fronte di abbattimento. Piazzale e sue funzioni. Tipologie di coltivazione. Cave in sotterraneo. Individuazione delle aree oggetto di attività estrattiva. Qualità giacimentologica del sito e fattori condizionanti. Elementi utili alla definizione della qualità ambientale del sito. Lavori propedeutici all'attività estrattiva. Metodi di coltivazione. Tecnologie di coltivazione. Principi di dinamica fluviale. Lo stream corridor. Approccio idrologico-idraulico e morfologico-sedimentario. Caratteri morfologico-sedimentari dei sistemi alveo-pianura alluvionale. Stabilità ed equilibrio geomorfologico. Aggradazione e trinceramento. Le scale temporali. Energia di un corso d'acqua. Stream power e critical power. Diagramma di Bull. Equazione di Lane. Le classificazioni dei corsi d'acqua: Miall, Schumm, Montgomery e Buffington, Rosgen. Lo stadio di bankull. Flood prone area e Rapporto di trinceramento. Schema metodologico di analisi dei sistemi alveo-pianura fluviale. La sistemazione degli alvei fluviali. Interventi strutturali e non strutturali. Opere di regimazione. Opere di modica o consolidamento dell'alveo. Opere per il controllo del trasporto solido. Interventi non strutturali (cenni). Il rischio da dinamica d’alveo. Mobilità planimetrica e altimetrica degli alvei fluviali. Fattori di rischio geologico-idraulico. Rischio residuo. Previsione e prevenzione. La cartografia delle aree inondabili e le destinazioni d'uso (PAI). Il rischio da dinamica d'alveo in Italia. Il trend evolutivo attuale. Cause dei processi di erosione. Il Channel Evolution Model (CEM) di Schumm. Possibili soluzioni. Le dighe. Scopi dell'opera. Modalità costruttive. Scelta dell'ubicazione di una diga di ritenuta. Impermeabilità dell'invaso. Cause delle perdite. Stabilità delle sponde e dei versanti che sovrastano l'invaso e lo sbarramento. Interrimento dell'invaso. Stabilità del substrato di fondazione della diga. Impermeabilità della soglia sulla quale va ubicata la diga. Reperimento di inerti da costruzione. Studi e indagini effettuati per la realizzazione di una diga. Valutazione di impatto ambientale (cenni). La frana del Vajont. Le occlusioni d'alveo per frana. Scale di studio. Scenari derivanti dall’interazione tra dinamica degli alvei fluviali e fenomeni gravitativi di versante. Condizioni di rischio. Caratterizzazione delle landslide dams. Valutazione della pericolosità e del rischio. Classificazioni delle landslide dams. Limiti delle classificazioni. Effetti conseguenti al verificarsi e all'evoluzione del fenomeno. Casi di studio (Valderchia, San Benedetto Val di Sambro). Modalità di rottura dello sbarramento naturale. Analogie e differenze con le dighe in terra. Tracimazione dello sbarramento e forma della breccia. Filtrazione e sifonamento. Franamenti successivi del corpo di frana. Formazione dell'onda di piena anomala in seguito all'evoluzione del fenomeno (crollo dello sbarramento). I modelli matematici e i dati di input. Verifica di stabilità dei versanti in roccia (Test di Markland). Le proiezioni stereografiche. Rappresentazione dei dati strutturali (linee e piani). Ipotesi di rottura. Verifica cinematica e verifica dinamica. Cono di attrito. L'indice RMR di Bieniawski e la sua determinazione. Determinazione dell'angolo di attrito interno sulla base dell'indice RMR. Il Test di Markland. Esempi di applicazione. Introduzione alla idrogeologia. Definizioni: acquiferi e aquicludes. Tipi di acquiferi (liberi e confinati). Relazioni tra assetto geologico e corpi idrici sotterranei. Delimitazione dei bacini idrogeologici. Barriere a potenziale imposto e a flusso nullo. Bilancio idrogeologico. Sorgenti e acquiferi alluvionali. Il movimento delle acque sotterranee: legge di Darcy. Parametri idrogeologici (permeabilità, trasmissività, coefficiente di immagazzinamento) e loro significato fisico. Stima dei parametri idrogeologici attraverso le prove di pompaggio su pozzi in regime stazionario e transitorio. Valutazione delle caratteristiche idrogeologiche degli acquiferi a partire dai dati di portata delle sorgenti: curve di recessione e loro interpretazione. Equazione di Maillet.

È prevista un'unica prova orale, della durata di circa 30 minuti, finalizzata a verificare che lo Studente abbia ben chiare le problematiche geologiche che entrano in gioco nel campo della progettazione di opere e strutture proprie dell'Ingegneria Civile, del Territorio e dell'Ambiente.

Materiale distribuito dai docenti (slides presentate a lezione, pubblicazioni scientifiche inerenti ai temi trattati, dispense su alcuni argomenti specifici).

Il corso si propone di fornire agli studenti una preparazione completa sulle tecnologie, i metodi di progettazione e gli strumenti di gestione degli impianti per la produzione di energia elettrica, termica e frigorifera da fonti rinnovabili, anche grazie all’analisi di casi di studio e attività teorico-pratiche. In particolare, al termine del percorso formativo, gli studenti saranno in grado di: Conoscere e comprendere le caratteristiche tecniche e operative delle principali fonti rinnovabili di energia (solare fotovoltaica e termica, eolica, geotermica a bassa entalpia, biomasse) e i relativi scenari di sviluppo a livello europeo e nazionale. Progettare e dimensionare i principali componenti di impianti alimentati da fonti rinnovabili, valutandone producibilità, efficienza, aspetti costruttivi e criteri di installazione in relazione alle condizioni del sito e alle normative vigenti. Applicare strumenti di analisi tecnico-economica, anche mediante casi di studio reali, per valutare la sostenibilità degli investimenti e l’accesso agli incentivi previsti per la produzione di energia da fonti rinnovabili. Conoscere i modelli avanzati di gestione energetica, tra cui le Smart Grid e le Comunità Energetiche Rinnovabili, e comprendere i benefici ambientali, sociali ed economici derivanti dalla loro adozione. Condurre diagnosi energetiche in edifici e imprese, identificando interventi di efficienza energetica e strategie di riduzione delle emissioni di carbonio. Sviluppare capacità critica e autonomia di giudizio nell’analisi di soluzioni progettuali per la produzione e la gestione sostenibile dell’energia. Acquisire competenze comunicative e capacità di elaborare e presentare in modo efficace progetti e analisi tecniche.

Il corso fornisce una panoramica completa delle tecnologie e dei criteri di progettazione degli impianti per la produzione di energia elettrica, termica e frigorifera da fonti energetiche rinnovabili. Sono approfondite le principali soluzioni impiantistiche basate su energia solare, eolica, geotermica e biomasse, nonché i modelli avanzati di gestione dell'energia, quali Smart Grid e Comunità Energetiche. Il corso affronta inoltre le metodologie di diagnosi energetica, l'analisi tecnico-economica degli impianti, i principali meccanismi di incentivazione e il ruolo dell'Intelligenza Artificiale nell'ottimizzazione dei sistemi energetici. Le attività didattiche sono integrate da esempi applicativi, casi studio e strumenti per la valutazione delle prestazioni energetiche e ambientali dei sistemi.

Al fine di comprendere e saper applicare la maggior parte degli argomenti trattati nel corso è necessario aver sostenuto con successo gli esami di Fisica Tecnica e Idraulica durante Corso di Laurea Triennale. Nello specifico, è richiesta la conoscenza di: Concetti fondamentali di energia, potenza, rendimento termico e analisi dimensionale. Nozioni base di idraulica (perdite di carico, ecc.); Le conoscenze di base suddette rappresentano un prerequisito indispensabile per lo studente che voglia seguire il corso o sostenere l'esame con profitto.

Il corso è organizzato nel seguente modo: lezioni anche teorico-pratiche con applicazione dei contenuti del corso a casi di studio e/o utilizzo di software dedicati; visite guidate (facoltative) presso impianti e centrali tecnologiche, durante le quali gli allievi potranno visionare direttamente gli impianti tecnologici illustrati a lezione, con particolare riferimento a soluzioni all’avanguardia; seminari integrativi specialistici a cura di esperti e professionisti su tematiche specifiche inerenti il corso Quiz di verifica apprendimento on line facoltativi

DEFINIZIONE E CLASSIFICAZIONE DELLE FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI. Diffusione delle energie rinnovabili nel panorama mondiale, europeo e nazionale: scenario attuale e prospettive di sviluppo. 2) ENERGIA SOLARE Caratteristiche dell'energia solare. Stima della disponibilità per un sito. 2.1 Solare fotovoltaico La conversione fotovoltaica. Le celle e i moduli fotovoltaici: tipologie principali e caratteristiche elettriche. Componenti di un impianto fotovoltaico. Elementi di progettazione di un impianto fotovoltaico: dimensionamento e orientamento dei moduli, dimensionamento dei componenti principali, verifiche elettriche. Analisi tecnico-economica. Esempi di progettazione di impianti di piccola e media taglia. 2.2 Solare termico Tipologie di collettori e rendimenti. Caratteristiche e modalità di installazione dei principali componenti di un impianto solare termico. Dimensionamento di impianti per la produzione di ACS e per integrazione al riscaldamento. 2.3 Solare termodinamico Classificazione dei sistemi a concentrazione. Fluidi di lavoro e serbatoi di accumulo termico. 3) ENERGIA EOLICA Caratteristiche del vento, distribuzione di frequenza, profilo verticale. Massima potenza di una turbina eolica, cenni alla teoria di Betz. Coefficiente di potenza di una turbina eolica. Aspetti costruttivi e di controllo della turbina. Stima della produzione annua di energia elettrica. Analisi tecnico-economica. Impatto ambientale delle turbine eoliche. 4) ENERGIA GEOTERMICA A BASSA ENTALPIA La risorsa geotermica. Caratteristiche del sottosuolo. Tipologie di pompe di calore. Tipologie e dimensionamento sonde geotermiche verticali e orizzontali. Analisi tecnico-economica (cenni) 5) ENERGIA DALLE BIOMASSE Definizione di biomassa e Parametri chimico-fisici Definizione dei processi di conversione energetica Biomasse e cogenerazione/trigenerazione Panorama di Impiego delle biomasse. 6) NUOVI MODELLI DI GESTIONE E USO DELL’ENERGIA: SMART GRID E COMUNITÀ ENERGETICHE RINNOVABILI Introduzione ai modelli di gestione energetica avanzata. Architettura e funzionamento delle Smart Grid. Definizione e implementazione delle Comunità Energetiche Rinnovabili (CER). Benefici energetici, ambientali e sociali delle CER. Applicazioni pratiche e casi studio di progetti in corso. 7) DIAGNOSI ENERGETICA E GESTIONE SOSTENIBILE DELL’ENERGIA IN EDIFICI E IMPRESE Metodologie e strumenti per la diagnosi energetica. Analisi dei consumi energetici in ambito civile e industriale. Strategie per l’efficienza energetica nelle imprese. Ottimizzazione dell’uso dell’energia negli edifici. Riduzione delle emissioni di carbonio e impatti ambientali. 8) AI-Driven Energy Management Introduzione al ruolo dell'Intelligenza Artificiale nei sistemi energetici, con particolare attenzione all'impatto dei data center e delle infrastrutture digitali sulla domanda di energia. Applicazioni dell'AI per il monitoraggio, la previsione e l'ottimizzazione dei consumi energetici in edifici, impianti e Comunità Energetiche. Strategie per migliorare l'efficienza energetica, integrare le fonti rinnovabili e ridurre costi operativi ed emissioni. 9) ANALISI ECONOMICA, INCENTIVI E AUTORIZZAZIONI Analisi economica di interventi di efficienza energetica e impianti. Sistema di incentivazione della produzione di energia elettrica da FER-non FV. Incentivazione della produzione di energia termica da FER. Iter autorizzativo degli impianti alimentati da FER.

Il corso è integrato e la prova di esame è unica per i due moduli. 1) Prova orale (circa 30 minuti per ogni modulo del corso): verifica delle conoscenze teoriche, capacità di ragionamento critico e linguaggio tecnico. 2) Progetto di gruppo o individuale: applicazione pratica ad un caso di studio reale con consegna e discussione in sede d’esame. La prova orale per questo modulo è finalizzata ad accertare: il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici previsti dal programma; il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di dimensionamento degli impianti di produzione di energia termica, frigorifera ed elettrica alimentati sia da fonte convenzionale sia da fonte rinnovabile; l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo. Parte della prova orale consiste nella discussione dell'elaborato prodotto (in gruppo o in modo autonomo) relativo a un caso di studio. Il candidato dovrà illustrare il contesto normativo di riferimento, la metodologica adottata e l'analisi critica dei risultati ottenuti per il caso di studio esaminato. La prova nel suo complesso consente di accertare sia la capacità di conoscenza e comprensione, sia la capacità di applicare le competenze acquisite e di elaborare soluzioni in autonomia di giudizio. La prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicare con proprietà di linguaggio e di organizzare l'esposizione e di sostenere un rapporto dialettico durante discussione sui temi proposti dalla commissione.

Dispense didattiche disponibili in formato elettronico (pdf) fornite dal docente e disponibili su UNISTUDIUM (https://unistudium.unipg.it/unistudium/login/index.php);

L'obiettivo principale dell'insegnamento consiste nel fornire agli studenti le basi per affrontare lo studio degli impianti di climatizzazione e condizionamento per gli edifici residenziali e non residenziali. Il corso fornisce gli elementi utili per il dimensionamento degli impianti trattati (Centrali termiche e frigorifere, terminali di immissione dell'aria, reti di distribuzione dell'aria, unità di trattamento aria, terminali di immissione del calore, reti di distribuzione dell'acqua), anche attraverso lo svolgimento di opportune esercitazioni pratiche e/o l’utilizzo di software dedicati. A tal fine, nella parte iniziale, sono trattate tematiche relative al calcolo dei carichi termici e alla prestazioni energetiche degli edifici , alla normativa vigente in materia di risparmio energetico e alla classificazione degli impianti. Le principali conoscenze acquisite saranno: - conoscenze relative alle principali tecnologie oggi impiegate negli impianti di produzione di termica, frigorifera ed elettrica negli edifici; - conoscenza delle principali metodologie per il calcolo del fabbisogno energetico, per la certificazione e la diagnosi energetica di edifici; - conoscenze degli elementi di base della progettazione degli impianti di climatizzazione e condizionamento; - conoscenze relative ai componenti (materiali, tecnologie) e alle prestazioni dei componenti degli impianti. Le principali abilità saranno: - analizzare criticamente le varie tipologie di impianti; - impostare un progetto di massima di un impianto per la climatizzazione, il condizionamento o il riscaldamento di edifici; - dimensionare i componenti di un impianto di riscaldamento e di un impianto di condizionamento dell'aria; - utilizzare programmi per l'analisi dello stato di fatto delle prestazioni energetiche degli edifici (certificazione energetica) e proporre soluzioni nel rispetto della normativa vigente in materia di risparmio energetico.

Il corso fornisce un quadro completo delle tecnologie e dei metodi di progettazione relativamente agli impianti termotecnici (impianti di riscaldamento, di climatizzazione e condizionamento), con un focus sull'efficienza energetica e la sostenibilità in edilizia. Le principali tematiche approfondite sono le seguenti: - i principi di comfort termoigrometrico e qualità dell’aria; - la valutazione delle prestazioni energetiche e della sostenibilità in edilizia; - Soluzioni per l'efficienza energetica e la sostenibilità degli edifici - i criteri per la progettazione di impianti HVAC (riscaldamento, raffrescamento, ventilazione ) e centrali tecnologiche

Al fine di comprendere e saper applicare la maggior parte degli argomenti trattati nel corso è necessario aver sostenuto con successo gli esami di Fisica Tecnica e Idraulica durante Corso di Laurea Triennale. Nello specifico, è richiesta la conoscenza di: Termodinamica applicata e trasmissione del calore; Nozioni base di idraulica (perdite di carico, ecc.); Lettura e utilizzo del diagramma psicrometrico; Concetti fondamentali di rendimento termico e analisi dimensionale. Le conoscenze di base suddette rappresentano un prerequisito indispensabile per lo studente che voglia seguire il corso o sostenere l'esame con profitto.

Il corso è organizzato nel seguente modo: lezioni anche teorico-pratiche con applicazione dei contenuti del corso a casi di studio e/o utilizzo di software dedicati; visite guidate (facoltative) presso impianti e centrali tecnologiche, durante le quali gli allievi potranno visionare direttamente gli impianti tecnologici illustrati a lezione, con particolare riferimento a soluzioni all’avanguardia; seminari integrativi specialistici a cura di esperti e professionisti su tematiche specifiche inerenti il corso Quiz di verifica apprendimento on line facoltativi

1) BENESSERE TERMOIGROMETRICO E QUALITÀ DELL’ARIA Influenza dei principali parametri ambientali sul benessere e il comfort negli ambienti confinati (temperatura, umidità relativa, velocità dell'aria, ecc.). Cenni sulla qualità dell'aria: cenni sui principali inquinanti, cause ed effetti; determinazione dei requisiti di purezza. 2) PRESTAZIONI ENERGETICHE DEGLI EDIFICI E STRATEGIE PER L'EFFICIENZA ENERGETICA E LA SOSTENIBILITA' Carichi termici: Condizioni interne ed esterne di progetto e calcolo dei carichi termici estivi ed invernali: carichi termici esterni (trasmissione attraverso l'involucro edilizio, infiltrazione, ventilazione) ed interni (persone, macchinari, illuminazione). Fabbisogno energetico degli edifici ed impianti: normativa e verifiche ai sensi della Legislazione vigente fino alla certificazione energetica degli edifici. Strumenti e metodologie per il risparmio energetico e l'efficienza energetica. Sostenibilità degli edifici e requisiti CAM Applicazione a casi di studio. 3) IMPIANTI DI RISCALDAMENTO, CLIMATIZZAZIONE E CONDIZIONAMENTO Classificazione degli impianti (a tutt'aria, misti, multizona, ecc): tipologie principali, criteri di scelta, vantaggi e svantaggi delle soluzioni disponibili; Criteri di progettazione degli impianti di riscaldamento e condizionamento a fonti convenzionali. Descrizione e dimensionamento dei principali elementi costituenti gli impianti: terminali di immissione dell'aria in ambiente, canalizzazioni, unità di trattamento aria, ventilconvettori, circuiti idraulici, cenni sui sistemi di filtrazione. 4) CENTRALI TECNOLOGICHE: SISTEMI DI PRODUZIONE DI ENERGIA TERMICA E FRIGORIFERA Generatori di calore: tipologie, caratteristiche principali e parametri prestazionali. Caldaie a condensazione Macchine frigorifere: principio di funzionamento, tipologie, caratteristiche principali e parametri prestazionali. Pompe di calore: principio di funzionamento, tipologie, caratteristiche principali e parametri prestazionali. Impianti a espansione diretta. Dimensionamento di macchine frigorifere e generatori di calore.

Il corso è integrato e la prova di esame è unica per i due moduli. 1) Prova orale (circa 30 minuti) per ogni modulo: verifica delle conoscenze teoriche, capacità di ragionamento critico e linguaggio tecnico. 2) Progetto di gruppo o individuale: applicazione pratica ad un caso di studio reale con consegna e discussione in sede d’esame. La prova orale per questo modulo è finalizzata ad accertare: il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici previsti dal programma; il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di dimensionamento degli impianti HVAC e strategie per l’efficienza energetica degli edifici; l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo. La prova nel suo complesso consente di accertare sia la capacità di conoscenza e comprensione, sia la capacità di applicare le competenze acquisite e di elaborare soluzioni in autonomia di giudizio. La prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicare con proprietà di linguaggio e di organizzare l'esposizione e di sostenere un rapporto dialettico durante discussione sui temi proposti dalla commissione.

Dispense didattiche disponibili in formato elettronico (pdf) fornite dal docente e disponibili su UNISTUDIUM (https://unistudium.unipg.it/unistudium/login/index.php); C. Buratti, Impianti di Climatizzazione e Condizionamento, Morlacchi Editore, Seconda Edizione settembre 2015. ISBN:978-88-6074-709-9

Il modulo/corso tratta di fenomeni erosivi e di esondazione dei corsi d’acqua ed è finalizzato alla protezione del territorio, alla progettazione di opere idrauliche, alla gestione delle risorse idriche. Gli obiettivi formativi sono i seguenti. Il primo obiettivo è relativo all'acquisizione delle conoscenze che riguarderanno: •le opere per il contenimento dell’erosione; •la correzione e sistemazione dei torrenti di scavo; •la correzione e sistemazione dei torrenti di trasporto; •la sistemazione dei fiumi; •le opere fluviali per la difesa dalle inondazioni. Il secondo obiettivo riguarderà l'acquisizione delle principali abilità volte a: •selezionare e applicare l’opportuno approccio (eventualmente semplificato) nella simulazione del processo di erosione fluviale o di esondazione del corso d’acqua, con consapevolezza del significato e dei valori attesi per i parametri e le grandezze coinvolti; •pianificare e progettare un intervento strutturale e/o non strutturale ai fini del controllo dei fenomeni erosivi o di difesa dalle piene fluviali.

Il programma del Modulo è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: •opere per il contenimento dell’erosione •correzione e sistemazione dei torrenti •sistemazione dei fiumi •opere fluviali per la difesa dalle inondazioni

Le conoscenze richieste per comprendere i contenuti del corso e raggiungere gli obiettivi formativi previsti sono le seguenti: •Idraulica: idrostatica, correnti in pressione e a superficie libera, foronomia. •Idrologia: componenti di base del ciclo idrologico (formazione e misura delle precipitazioni, modelli di base per la stima delle perdite per infiltrazione e degli idrogrammi di piena). •Scienza delle Costruzioni: elementi di resistenza dei materiali, analisi statica di solidi prismatici. •Ingegneria dei Corsi d’Acqua: sforzo tangenziale, resistenza al moto, trasporto dei sedimenti (incipiente movimento).

Il Modulo è organizzato in: •lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con confronto con gli studenti; •esercitazioni in aula svolte nella modalità classica (alla lavagna); •lezioni frontali a carattere seminariale con supporto del proiettore.

Il Modulo affronta la descrizione dei fenomeni erosivi e di esondazione dei corsi d’acqua. La finalità dell’apprendimento degli argomenti del corso è la progettazione di opere idrauliche, la protezione del territorio e la gestione delle risorse idriche. Il programma è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: •Opere per il contenimento dell’erosione: copertura vegetale ed effetto bosco, drenaggi montani, barriere a secco, in gabbioni, graticciate e viminate secche e vive, fascinate, staccionate, cespugliamenti, idrosemine, coperture nero-verde. •Correzione e sistemazione dei torrenti di scavo. Sistemazione a gradinata, sistemazione a cunetta. Dimensionamento e costruzione delle briglie: la gaveta, lo spessore del coronamento, il profilo del corpo briglia, l’analisi delle forze, le condizioni di stabilità, i criteri di dimensionamento, apporto statico delle sponde, fondazioni delle briglie a gravità. Briglie in terra, briglie in cls armato, briglie prefabbricate, in legname, in gabbioni, in scogliera. Manufatti accessori delle briglie. Soglie di fondo. •Correzione e sistemazione dei torrenti di trasporto. Briglie selettive. Piazze di deposito: camera di Venetz, labirinto di Gras. •Sistemazione dei fiumi. Opere longitudinali continue: scogliere, difesa in gabbioni, difese rigide, rivestimenti di sponda in materassi Reno. Opere trasversali discontinue: pennelli (criteri di dimensionamento e campi di impiego). •Opere fluviali per la difesa dalle inondazioni : Sistemazioni d’alveo. Argini. Serbatoi di laminazione, casse di espansione, scolmatori, diversivi. Preannuncio delle piene in tempo reale.

La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede, a completa discrezione dello studente, due prove orali (Modalità 1) o una sola prova orale (Modalità 2). Modalità 1 Le prove orali, che potranno essere sostenute in sessioni diverse o nella stessa sessione secondo il calendario degli esami stabilito dal CdS, consistono in una discussione della durata di circa 45 minuti ciascuna finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici dei due moduli, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idrologica, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche delle opere di sistemazione dei bacini idrografici e delle opere ad esse complementari, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni idrologiche e statiche, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati delle due prove entrambe con peso =1/2. Modalità 2 La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 75 minuti finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici dei due moduli, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idrologica, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche delle opere di sistemazione dei bacini idrografici e delle opere ad esse complementari, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni idrologiche e statiche, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

•G. Benini, Sistemazioni idraulico forestali, Ed. UTET, 1992. •V. Ferro, La Sistemazione dei Bacini Idrografici, McGraw-Hill, Milano, 2002 •Dispense del docente, disponibili sulla piattaforma UNISTUDIUM.

Il Modulo affronta la descrizione della variazione della resistenza al moto nei corsi d’acqua naturali in relazione alla loro evoluzione morfologica e della determinazione del trasporto solido, con l’obiettivo di fornire strumenti per la progettazione di interventi di mitigazione dei fenomeni erosivi e di infrastrutture idrauliche per il controllo delle piene fluviali. Gli obiettivi formativi sono di seguito descritti. Il primo obiettivo è relativo all'acquisizione delle principali conoscenze relative a: •Richiami di Idrologia: Precipitazioni intense. Curve di possibilità pluviometrica. Stima della portata di massima piena mediante metodo statistico diretto e mediante metodo statistico indiretto basato sulla modellistica piogge-portate. La resistenza al moto nei corsi d’acqua naturali a fondo fisso: Moto uniforme nei canali a sezione compatta. Resistenza della vegetazione. Canali a sezione composta. Canali con pareti a scabrezza diversa. Il trasporto dei sedimenti : Caratterizzazione delle particelle solide. Meccanismi di trasporto del materiale d’alveo. Forme di fondo Condizioni di incipiente movimento : La teoria di Shields. Limiti e problemi della teoria di Shields. Altri criteri per definire la condizione di movimento incipiente. La resistenza negli alvei a fondo mobile Il trasporto di fondo, trasporto in sospensione e trasporto totale: Teoria di Einstein per il trasporto di fondo. Soglia critica per l’inizio del moto. Altre formule di trasporto solido di fondo. Calcolo della portata solida in sospensione. Portata solida totale. Il secondo obiettivo riguarda l'acquisizione delle principali abilità acquisite volte a: •selezionare e applicare equazioni del moto dell’acqua nei canali a fondo fisso e a fondo mobile per la simulazione di un corretto legame tra tirante idrico e portata transitante in una fissata sezione fluviale di interesse, sulla base delle informazioni disponibili; •selezionare e applicare un metodo appropriato per la stima della portata solida transitante in una sezione fluviale al fine di progettare un’opera idraulica.

Il programma del Modulo è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: •Richiami di Idrologia. •La resistenza al moto nei corsi d’acqua naturali a fondo fisso. •Il trasporto dei sedimenti. •Condizioni di incipiente movimento. •La resistenza negli alvei a fondo mobile. •Il trasporto di fondo, trasporto in sospensione e trasporto totale.

Le conoscenze richieste per comprendere i contenuti del corso e raggiungere gli obiettivi formativi previsti sono le seguenti: •Idraulica: idrostatica, correnti in pressione e a superficie libera, foronomia. •Idrologia: componenti di base del ciclo idrologico (formazione e misura delle precipitazioni, modelli di base per la stima delle perdite per infiltrazione e degli idrogrammi di piena). •Scienza delle Costruzioni: elementi di resistenza dei materiali, analisi statica di solidi prismatici.

Il Modulo è organizzato in: •lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con confronto con gli studenti; •esercitazioni in aula svolte nella modalità classica (alla lavagna); •lezioni frontali a carattere seminariale con supporto del proiettore.

Il Modulo affronta la descrizione della variazione della resistenza al moto nei corsi d’acqua naturali in relazione alla loro evoluzione morfologica e della determinazione del trasporto solido, con l’obiettivo di fornire strumenti per la progettazione di interventi di mitigazione dei fenomeni erosivi e di infrastrutture idrauliche per il controllo delle piene fluviali. Il programma del Modulo è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: •Richiami di Idrologia: precipitazioni intense, curve di possibilità pluviometrica, stima della portata di massima piena mediante metodo statistico diretto e mediante metodo statistico indiretto basato sulla modellistica piogge-portate. •La resistenza al moto nei corsi d’acqua naturali a fondo fisso: moto uniforme nei canali a sezione compatta, resistenza della vegetazione, canali a sezione composta, canali con pareti a scabrezza diversa. •Il trasporto dei sedimenti : caratterizzazione delle particelle solide, meccanismi di trasporto del materiale d’alveo, forme di fondo •Condizioni di incipiente movimento: la teoria di Shields, limiti e problemi della teoria di Shields, altri criteri per definire la condizione di movimento incipiente. •La resistenza negli alvei a fondo mobile •Il trasporto di fondo, trasporto in sospensione e trasporto totale: teoria di Einstein per il trasporto di fondo, soglia critica per l’inizio del moto, altre formule di trasporto solido di fondo, calcolo della portata solida in sospensione, portata solida totale.

La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede, a completa discrezione dello studente, due prove orali (Modalità 1) o una sola prova orale (Modalità 2). Modalità 1 Le prove orali, che potranno essere sostenute in sessioni diverse o nella stessa sessione secondo il calendario degli esami stabilito dal CdS, consistono in una discussione della durata di circa 45 minuti ciascuna finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici dei due moduli, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idrologica, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche delle opere di sistemazione dei bacini idrografici e delle opere ad esse complementari, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni idrologiche e statiche, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati delle due prove entrambe con peso =1/2. Modalità 2 La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 75 minuti finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici dei due moduli, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idrologica, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche delle opere di sistemazione dei bacini idrografici e delle opere ad esse complementari, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni idrologiche e statiche, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

•A. Armanini, Principi di Idraulica Fluviale, Editoriale BIOS, Cosenza, 1999. •V. Ferro, La Sistemazione dei Bacini Idrografici, McGraw-Hill, Milano, 2002. •Dispense del docente disponibili sulla piattaforma UNISTUDIUM.

Acquisire le capacità per applicare i modelli in maniera propria e con cognizione di causa per la soluzione di due problemi ingegneristici di interesse applicativo: la gestione del rischio da alluvioni e la definizione delle aree di salvaguardia per la captazione dal pozzo.

Il corso parte dalla definizione di un fenomeno fisico di interesse ingegneristico (moti di filtrazione, moto vario in correnti a superficie libera) e dalle equazioni che lo governano per giungere alla sua modellazione per le pratiche applicazioni, con riferimenti alla normativa vigente ed evidenziando limiti e ipotesi.

Conoscenze di idraulica e fondamenti di informatica.

Lezioni frontali con proiezione di slide ed uso in aula dei software ModelMuse (MODFLOW pre- e post-processor, https://www.usgs.gov/software/modelmuse-a-graphical-user-interface-groundwater-models) e HEC-RAS (http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/).

Moti di filtrazione Richiami delle equazioni dei moti di filtrazione in mezzi porosi saturi. Integrazione analitica delle equazioni e teoria e pratica delle prove di emungimento da pozzo. Esercitazione con impiego di MODFLOW. Integrazione numerica alle differenze finite. Condizioni al contorno e impostazione del problema inverso in acquiferi eterogenei. Confronto della soluzione numerica con misure di campo. Perimetrazione delle aree di salvaguardia: normativa di riferimento, soluzioni analitiche, particle tracking, applicazioni con MODPATH. Moto permanente e vario in alvei naturali. Richiami delle equazioni. Modelli semplificati ed estesi. Integrazione numerica alle differenze finite. Condizioni al contorno. Applicazioni con HEC-RAS in moto permanente. I ponti e gli argini. Aree di pertinenza fluviale: normativa di riferimento, applicazioni a casi reali.

Prova scritta e esposizione di una tesina.

Dispense fornite dal docente. Parte delle dispense sono in inglese per favorire la conoscenza dell'inglese tecnico.

Apprendimento dei concetti di base alla base della valutazione delle condizioni di stabilità dei versanti in terreni e rocce, e dei criteri, metodologie e tecniche degli eventuali interventi di stabilizzazione e rinforzo.

Richiami di alcuni concetti di base di geotecnica, rigidezza e resistenza a taglio dei terreni. Frane in terreni sciolti: tipologie, cinematismi e metodi di analisi. Versanti in roccia. Osservazioni e confronti. Analisi numeriche di stabilità dei pendii con software geotecnico. Analisi di stabilità dei versanti in roccia. Verifiche di sicurezza. Interventi di stabilizzazione.

Gli studenti devono avere una conoscenza approfondita dei principi di base della meccanica dei terreni e delle rocce, affrontati nei corsi di base di Laurea Triennale in Ing. Civile e nei corsi specialistici di geotecnica, erogati al 1° anno dei corsi di laurea magistrale.

Lezioni frontali ed esercitazioni guidate in classe. Impiego di codici di calcolo geotecnici. Uscite didattiche (lezioni sul campo)

Introduzione all'argomento: richiami di alcuni concetti di base di geotecnica, resistenza a taglio dei terreni. Condizioni di rottura, picco post-picco, residuo. Scelta dei parametri di resistenza al taglio. Condizioni drenate e non drenate. Frane in terreni sciolti: tipologie, cinematismi e metodi di analisi. Metodo del pendio indefinito; metodi delle strisce. Versanti in roccia. Osservazioni e confronti. Analisi numeriche di stabilità dei pendii con software geotecnico. Costruzione del modello di calcolo; input parametri geotecnici; svolgimento in classe di analisi numeriche con riferimento a diverse geometrie e scenari; interpretazione dei risultati; confronto risultati ottenuti da metodi di calcolo diversi. Analisi di stabilità dei versanti in roccia; scivolamento in condizioni piane (cuneo piano); stabilità al ribaltamento. Verifiche di sicurezza. Interventi di stabilizzazione.

La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede la sola prova orale. L'esame consiste in una discussione della durata non superiore a circa 45min finalizzata ad accertare il livello di conoscenza degli argomenti trattati nel corso. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla commissione e di sostenere un rapporto dialettico con la commissione stessa.

Dispense del docente; Rischio frane in Italia: linee guida di AGI-ISPRA; NTC2018; Articoli specialistici

Comprendere la disponibilità e le caratteristiche di risorse residuali a scopo energetico. Apprendere le tecniche di analisi sperimentali in laboratorio. Comprendere il funzionamento di tecnologie per la transizione energetica e l'economia circolare anche con visite presso impianti esistenti. Svolgere la progettazione preliminare di impianti attraverso bilanci di massa ed energia. Apprendere il funzionamento di un software commerciale di analisi (ASPEN o SimaPro). Applicazione pratica sperimentale o numerica o progettuale ad un caso reale.

Risorse energetiche residuali e loro caratterizzazione. Tecnologie per la transizione energetica e l'economia circolare. Biocarburanti e biocombustibili. Tecniche di abbattimento emissioni in atmosfera. Bilanci di massa, energia e missioni con software commerciali.

Conoscenza di base della termodinamica e del funzionamento dei sistemi di conversione dell'energia.

Lezioni frontali - pratica di laboratorio - visite ad impianti - simulazione software

Risorse energetiche residuali e loro caratterizzazione (Analisi elementare, Analisi termogravimetrica, Potere Calorifico). Tecnologie per la transizione energetica e l'economia circolare (gassificazione, pirolisi, combustione, digestione anaerobica, Fischer-Tropsch). Biocarburanti e biocombustibili (biodiesel, bioetanolo, biometano e biogas, HVO, biochar). Tecniche di abbattimento emissioni in atmosfera (NOx, SOx, Trace elements e metalli, Cloro e Diossine, VOC e PM). Bilanci di massa, energia e missioni con software commerciali (Aspen/SimaPro).

Realizzazione di un lavoro pratico di sperimentazione o analisi numerica o progettazione - Redazione e discussione di un executive report sull'attività svolta -

Slides delle lezioni - materiali di approfondimento - a cura del docente

Lo studente alla fine del corso sarà in grado di effettuare il riconoscimento del valore delle analisi di inquinanti ambientali. Lo studente dovrà essere in grado di riconoscere e interpretare spettri IR, UV-VIS e NMR in modo da comprendere l'analisi fatta. Alla fine del corso lo studente dovrebbe conoscere in dettaglio tutti gli argomenti seguenti: teoria degli errori, spettroscopia ottica, spettroscopia IR, spettroscopia UV-Vis, spettrometria di massa, cromatografia, spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, chimica nucleare e radioattività.

Struttura atomica e legame chimico. Principi generali dell'analisi chimica strumentale per il controllo dell'Inquinamento Tecniche spettroscopiche: IR e UV-Vis. Spettrometria di massa. Cromatografia. Spettroscopia NMR. Chimica nucleare e radioattività ambientale.

Conoscenze acquisiste nel corso di Chimica. In particolare è richiesta una conoscenza approfondita della struttura atomica, delle proprietà periodiche degli elementi e del legame chimico. Per questi motivi nella parte iniziale del corso ci sono dei richiami su questi argomenti del corso di Chimica.

Lezioni frontali con dimostrazioni in laboratorio

Struttura atomica e legame chimico. Principi generali dell’analisi chimica ambientale; metodologia strumentale; precisione e accuratezza delle misure; deviazione standard e livello di affidabilità; limiti di rivelazione. Principi della spettroscopia ottica d’assorbimento e d’emissione; assorbimento molecolare; spettroscopia infrarosso. Applicazione di tecniche spettroscopiche al controllo dell’inquinamento atmosferico; analisi delle acque; analisi dell’ozono; analisi degli ossidi d’azoto; analisi del monossido di carbonio; analisi del biossido di zolfo. Principi generali della spettrometria di massa; vari tipi di ionizzazione; sistemi di dispersione; rivelazione degli ioni gassosi. Alcune applicazioni al controllo di inquinanti. Principi generali della cromatografia. Accoppiamento tra gas cromatografia e spettrometria di massa. Alcune applicazioni al controllo di inquinanti. Cenni sulla spettroscopia a risonanza magnetica nucleare e alcune applicazioni alla identificazione di inquinanti. Chimica nucleare e radioattività ambientale. Determinazione della radioattività ambientale in cantieri e in biologia architettonica. Radon. Definizione di rischio nucleare. Incidenti nucleari. Analisi del caso Chernobyl. Stoccaggio e smaltimento delle scorie nucleari. Discussione generale sui problemi del controllo dell’inquinamento del territorio.

Prova scritta della durata di 90 minuti seguita da una breve discussione orale della prova scritta. La prova scritta è articolata in 10 quesiti, che possono essere problemi numerici o descrizioni teoriche. Ad ogni quesito risposto correttamente e completamente vengono attribuiti 3 punti; il punteggio diminuisce se la risposta è solo parziale. L'assenza di risposta non viene penalizzata. I quesiti riguardano tutti gli argomenti del programma: teoria degli errori, spettroscopia ottica, spettroscopia IR, spettroscopia UV-Vis, spettrometria di massa, cromatografia, spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, radioattività. Durante la prova scritta è possibile consultare libri e appunti. La prova orale è solo una revisione della prova scritta. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

1) David W. Oxtoby, H. P. Gillis & Laurie J. Butler, Chimica Moderna, EdiSES, VI Edizione, Napoli, 2025. 2) Douglas A. Skoog, F. James Holler, Stanley R. Crouch, Chimica Analitica strumentale, EdiSES, Napoli. 3) Colin Baird, Chimica Ambientale, Zanichelli, Bologna Ian Williams, Environmental Chemistry, Wiley, Chichester.

Il corso si propone di fornire agli studenti una preparazione completa sulle tecnologie, i metodi di progettazione e gli strumenti di gestione degli impianti per la produzione di energia elettrica, termica e frigorifera da fonti rinnovabili, anche grazie all’analisi di casi di studio e attività teorico-pratiche. In particolare, al termine del percorso formativo, gli studenti saranno in grado di: Conoscere e comprendere le caratteristiche tecniche e operative delle principali fonti rinnovabili di energia (solare fotovoltaica e termica, eolica, geotermica a bassa entalpia, biomasse) e i relativi scenari di sviluppo a livello europeo e nazionale. Progettare e dimensionare i principali componenti di impianti alimentati da fonti rinnovabili, valutandone producibilità, efficienza, aspetti costruttivi e criteri di installazione in relazione alle condizioni del sito e alle normative vigenti. Applicare strumenti di analisi tecnico-economica, anche mediante casi di studio reali, per valutare la sostenibilità degli investimenti e l’accesso agli incentivi previsti per la produzione di energia da fonti rinnovabili. Conoscere i modelli avanzati di gestione energetica, tra cui le Smart Grid e le Comunità Energetiche Rinnovabili, e comprendere i benefici ambientali, sociali ed economici derivanti dalla loro adozione. Condurre diagnosi energetiche in edifici e imprese, identificando interventi di efficienza energetica e strategie di riduzione delle emissioni di carbonio. Sviluppare capacità critica e autonomia di giudizio nell’analisi di soluzioni progettuali per la produzione e la gestione sostenibile dell’energia. Acquisire competenze comunicative e capacità di elaborare e presentare in modo efficace progetti e analisi tecniche.

L'obiettivo principale dell'insegnamento consiste nel fornire agli studenti le basi per affrontare lo studio degli impianti di climatizzazione e condizionamento per gli edifici residenziali e non residenziali. Il corso fornisce gli elementi utili per il dimensionamento degli impianti trattati (Centrali termiche e frigorifere, terminali di immissione dell'aria, reti di distribuzione dell'aria, unità di trattamento aria, terminali di immissione del calore, reti di distribuzione dell'acqua), anche attraverso lo svolgimento di opportune esercitazioni pratiche e/o l’utilizzo di software dedicati. A tal fine, nella parte iniziale, sono trattate tematiche relative al calcolo dei carichi termici e alla prestazioni energetiche degli edifici , alla normativa vigente in materia di risparmio energetico e alla classificazione degli impianti. Le principali conoscenze acquisite saranno: - conoscenze relative alle principali tecnologie oggi impiegate negli impianti di produzione di termica, frigorifera ed elettrica negli edifici; - conoscenza delle principali metodologie per il calcolo del fabbisogno energetico, per la certificazione e la diagnosi energetica di edifici; - conoscenze degli elementi di base della progettazione degli impianti di climatizzazione e condizionamento; - conoscenze relative ai componenti (materiali, tecnologie) e alle prestazioni dei componenti degli impianti. Le principali abilità saranno: - analizzare criticamente le varie tipologie di impianti; - impostare un progetto di massima di un impianto per la climatizzazione, il condizionamento o il riscaldamento di edifici; - dimensionare i componenti di un impianto di riscaldamento e di un impianto di condizionamento dell'aria; - utilizzare programmi per l'analisi dello stato di fatto delle prestazioni energetiche degli edifici (certificazione energetica) e proporre soluzioni nel rispetto della normativa vigente in materia di risparmio energetico.

Il corso fornisce una panoramica completa delle tecnologie e dei criteri di progettazione degli impianti per la produzione di energia elettrica, termica e frigorifera da fonti energetiche rinnovabili. Sono approfondite le principali soluzioni impiantistiche basate su energia solare, eolica, geotermica e biomasse, nonché i modelli avanzati di gestione dell'energia, quali Smart Grid e Comunità Energetiche. Il corso affronta inoltre le metodologie di diagnosi energetica, l'analisi tecnico-economica degli impianti, i principali meccanismi di incentivazione e il ruolo dell'Intelligenza Artificiale nell'ottimizzazione dei sistemi energetici. Le attività didattiche sono integrate da esempi applicativi, casi studio e strumenti per la valutazione delle prestazioni energetiche e ambientali dei sistemi.

Il corso fornisce un quadro completo delle tecnologie e dei metodi di progettazione relativamente agli impianti termotecnici (impianti di riscaldamento, di climatizzazione e condizionamento), con un focus sull'efficienza energetica e la sostenibilità in edilizia. Le principali tematiche approfondite sono le seguenti: - i principi di comfort termoigrometrico e qualità dell’aria; - la valutazione delle prestazioni energetiche e della sostenibilità in edilizia; - Soluzioni per l'efficienza energetica e la sostenibilità degli edifici - i criteri per la progettazione di impianti HVAC (riscaldamento, raffrescamento, ventilazione ) e centrali tecnologiche.

Al fine di comprendere e saper applicare la maggior parte degli argomenti trattati nel corso è necessario aver sostenuto con successo gli esami di Fisica Tecnica e Idraulica durante Corso di Laurea Triennale. Nello specifico, è richiesta la conoscenza di: Concetti fondamentali di energia, potenza, rendimento termico e analisi dimensionale. Nozioni base di idraulica (perdite di carico, ecc.); Le conoscenze di base suddette rappresentano un prerequisito indispensabile per lo studente che voglia seguire il corso o sostenere l'esame con profitto.

Al fine di comprendere e saper applicare la maggior parte degli argomenti trattati nel corso è necessario aver sostenuto con successo gli esami di Fisica Tecnica e Idraulica durante Corso di Laurea Triennale. Nello specifico, è richiesta la conoscenza di: Termodinamica applicata e trasmissione del calore; Nozioni base di idraulica (perdite di carico, ecc.); Lettura e utilizzo del diagramma psicrometrico; Concetti fondamentali di rendimento termico e analisi dimensionale. Le conoscenze di base suddette rappresentano un prerequisito indispensabile per lo studente che voglia seguire il corso o sostenere l'esame con profitto.

Il corso è organizzato nel seguente modo: lezioni anche teorico-pratiche con applicazione dei contenuti del corso a casi di studio e/o utilizzo di software dedicati; visite guidate (facoltative) presso impianti e centrali tecnologiche, durante le quali gli allievi potranno visionare direttamente gli impianti tecnologici illustrati a lezione, con particolare riferimento a soluzioni all’avanguardia; seminari integrativi specialistici a cura di esperti e professionisti su tematiche specifiche inerenti il corso Quiz di verifica apprendimento on line facoltativi

Il corso è organizzato nel seguente modo: lezioni anche teorico-pratiche con applicazione dei contenuti del corso a casi di studio e/o utilizzo di software dedicati; visite guidate (facoltative) presso impianti e centrali tecnologiche, durante le quali gli allievi potranno visionare direttamente gli impianti tecnologici illustrati a lezione, con particolare riferimento a soluzioni all’avanguardia; seminari integrativi specialistici a cura di esperti e professionisti su tematiche specifiche inerenti il corso Quiz di verifica apprendimento on line facoltativi

DEFINIZIONE E CLASSIFICAZIONE DELLE FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI. Diffusione delle energie rinnovabili nel panorama mondiale, europeo e nazionale: scenario attuale e prospettive di sviluppo. 2) ENERGIA SOLARE Caratteristiche dell'energia solare. Stima della disponibilità per un sito. 2.1 Solare fotovoltaico La conversione fotovoltaica. Le celle e i moduli fotovoltaici: tipologie principali e caratteristiche elettriche. Componenti di un impianto fotovoltaico. Elementi di progettazione di un impianto fotovoltaico: dimensionamento e orientamento dei moduli, dimensionamento dei componenti principali, verifiche elettriche. Analisi tecnico-economica. Esempi di progettazione di impianti di piccola e media taglia. 2.2 Solare termico Tipologie di collettori e rendimenti. Caratteristiche e modalità di installazione dei principali componenti di un impianto solare termico. Dimensionamento di impianti per la produzione di ACS e per integrazione al riscaldamento. 2.3 Solare termodinamico Classificazione dei sistemi a concentrazione. Fluidi di lavoro e serbatoi di accumulo termico. 3) ENERGIA EOLICA Caratteristiche del vento, distribuzione di frequenza, profilo verticale. Massima potenza di una turbina eolica, cenni alla teoria di Betz. Coefficiente di potenza di una turbina eolica. Aspetti costruttivi e di controllo della turbina. Stima della produzione annua di energia elettrica. Analisi tecnico-economica. Impatto ambientale delle turbine eoliche. 4) ENERGIA GEOTERMICA A BASSA ENTALPIA La risorsa geotermica. Caratteristiche del sottosuolo. Tipologie di pompe di calore. Tipologie e dimensionamento sonde geotermiche verticali e orizzontali. Analisi tecnico-economica (cenni) 5) ENERGIA DALLE BIOMASSE Definizione di biomassa e Parametri chimico-fisici Definizione dei processi di conversione energetica Biomasse e cogenerazione/trigenerazione Panorama di Impiego delle biomasse. 6) NUOVI MODELLI DI GESTIONE E USO DELL’ENERGIA: SMART GRID E COMUNITÀ ENERGETICHE RINNOVABILI Introduzione ai modelli di gestione energetica avanzata. Architettura e funzionamento delle Smart Grid. Definizione e implementazione delle Comunità Energetiche Rinnovabili (CER). Benefici energetici, ambientali e sociali delle CER. Applicazioni pratiche e casi studio di progetti in corso. 7) DIAGNOSI ENERGETICA E GESTIONE SOSTENIBILE DELL’ENERGIA IN EDIFICI E IMPRESE Metodologie e strumenti per la diagnosi energetica. Analisi dei consumi energetici in ambito civile e industriale. Strategie per l’efficienza energetica nelle imprese. Ottimizzazione dell’uso dell’energia negli edifici. Riduzione delle emissioni di carbonio e impatti ambientali. 8) AI-Driven Energy Management Introduzione al ruolo dell'Intelligenza Artificiale nei sistemi energetici, con particolare attenzione all'impatto dei data center e delle infrastrutture digitali sulla domanda di energia. Applicazioni dell'AI per il monitoraggio, la previsione e l'ottimizzazione dei consumi energetici in edifici, impianti e Comunità Energetiche. Strategie per migliorare l'efficienza energetica, integrare le fonti rinnovabili e ridurre costi operativi ed emissioni. 9) ANALISI ECONOMICA, INCENTIVI E AUTORIZZAZIONI Analisi economica di interventi di efficienza energetica e impianti. Sistema di incentivazione della produzione di energia elettrica da FER-non FV. Incentivazione della produzione di energia termica da FER. Iter autorizzativo degli impianti alimentati da FER.

1) BENESSERE TERMOIGROMETRICO E QUALITÀ DELL’ARIA Influenza dei principali parametri ambientali sul benessere e il comfort negli ambienti confinati (temperatura, umidità relativa, velocità dell'aria, ecc.). Cenni sulla qualità dell'aria: cenni sui principali inquinanti, cause ed effetti; determinazione dei requisiti di purezza. 2) PRESTAZIONI ENERGETICHE DEGLI EDIFICI E STRATEGIE PER L'EFFICIENZA ENERGETICA E LA SOSTENIBILITA' Carichi termici: Condizioni interne ed esterne di progetto e calcolo dei carichi termici estivi ed invernali: carichi termici esterni (trasmissione attraverso l'involucro edilizio, infiltrazione, ventilazione) ed interni (persone, macchinari, illuminazione). Fabbisogno energetico degli edifici ed impianti: normativa e verifiche ai sensi della Legislazione vigente fino alla certificazione energetica degli edifici. Strumenti e metodologie per il risparmio energetico e l'efficienza energetica. Sostenibilità degli edifici e requisiti CAM Applicazione a casi di studio. 3) IMPIANTI DI RISCALDAMENTO, CLIMATIZZAZIONE E CONDIZIONAMENTO Classificazione degli impianti (a tutt'aria, misti, multizona, ecc): tipologie principali, criteri di scelta, vantaggi e svantaggi delle soluzioni disponibili; Criteri di progettazione degli impianti di riscaldamento e condizionamento a fonti convenzionali. Descrizione e dimensionamento dei principali elementi costituenti gli impianti: terminali di immissione dell'aria in ambiente, canalizzazioni, unità di trattamento aria, ventilconvettori, circuiti idraulici, cenni sui sistemi di filtrazione. 4) CENTRALI TECNOLOGICHE: SISTEMI DI PRODUZIONE DI ENERGIA TERMICA E FRIGORIFERA Generatori di calore: tipologie, caratteristiche principali e parametri prestazionali. Caldaie a condensazione Macchine frigorifere: principio di funzionamento, tipologie, caratteristiche principali e parametri prestazionali. Pompe di calore: principio di funzionamento, tipologie, caratteristiche principali e parametri prestazionali. Impianti a espansione diretta. Dimensionamento di macchine frigorifere e generatori di calore.

Il corso è integrato e la prova di esame è unica per i due moduli. 1) Prova orale (circa 30 minuti per ogni modulo del corso): verifica delle conoscenze teoriche, capacità di ragionamento critico e linguaggio tecnico. 2) Progetto di gruppo o individuale: applicazione pratica ad un caso di studio reale con consegna e discussione in sede d’esame. La prova orale per questo modulo è finalizzata ad accertare: il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici previsti dal programma; il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di dimensionamento degli impianti di produzione di energia termica, frigorifera ed elettrica alimentati sia da fonte convenzionale sia da fonte rinnovabile; l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo. Parte della prova orale consiste nella discussione dell'elaborato prodotto (in gruppo o in modo autonomo) relativo a un caso di studio. Il candidato dovrà illustrare il contesto normativo di riferimento, la metodologica adottata e l'analisi critica dei risultati ottenuti per il caso di studio esaminato. La prova nel suo complesso consente di accertare sia la capacità di conoscenza e comprensione, sia la capacità di applicare le competenze acquisite e di elaborare soluzioni in autonomia di giudizio. La prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicare con proprietà di linguaggio e di organizzare l'esposizione e di sostenere un rapporto dialettico durante discussione sui temi proposti dalla commissione.

Il corso è integrato e la prova di esame è unica per i due moduli. 1) Prova orale (circa 30 minuti) per ogni modulo: verifica delle conoscenze teoriche, capacità di ragionamento critico e linguaggio tecnico. 2) Progetto di gruppo o individuale: applicazione pratica ad un caso di studio reale con consegna e discussione in sede d’esame. La prova orale per questo modulo è finalizzata ad accertare: il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici previsti dal programma; il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di dimensionamento degli impianti HVAC e strategie per l’efficienza energetica degli edifici; l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo. La prova nel suo complesso consente di accertare sia la capacità di conoscenza e comprensione, sia la capacità di applicare le competenze acquisite e di elaborare soluzioni in autonomia di giudizio. La prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicare con proprietà di linguaggio e di organizzare l'esposizione e di sostenere un rapporto dialettico durante discussione sui temi proposti dalla commissione.

Dispense didattiche disponibili in formato elettronico (pdf) fornite dal docente e disponibili su UNISTUDIUM (https://unistudium.unipg.it/unistudium/login/index.php);

Dispense didattiche disponibili in formato elettronico (pdf) fornite dal docente e disponibili su UNISTUDIUM (https://unistudium.unipg.it/unistudium/login/index.php); C. Buratti, Impianti di Climatizzazione e Condizionamento, Morlacchi Editore, Seconda Edizione settembre 2015. ISBN:978-88-6074-709-9

Comprendere e identificare le principali situazioni di rischio geologico che possono essere incontrate nella pratica professionale dell'Ingegnere, con particolare riferimento al “rischio idrogeologico”. Conoscere i principi necessari alla corretta gestione delle acque sotterranee e all'interpretazione dei dati idrogeologici, tenendo conto dell'assetto geologico degli acquiferi.

Pericolosità geologica e rischio geologico. Tipi di rischio geologico (sismico, vulcanico e idrogeologico). L'attività estrattiva (cave e miniere). Principi di dinamica fluviale. La sistemazione degli alvei fluviali. Il rischio da dinamica d'alveo. le dighe. La frana del Vajont. Il rischio da interferenza tra fenomeni franosi di versante e dinamica fluviale (landslide dams). Verifica di stabilità dei versanti in roccia (Test di Markland). Elementi di idrogeologia. Relazioni tra assetto geologico e acque sotterranee. Sistemi acquiferi. Bilancio idrogeologico. Il movimento delle acque sotterranee. Legge di Darcy. Parametri idrogeologici e loro determinazione.

Conoscenze di base di geologia acquisite nel corso di laurea triennale.

Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche.

Le applicazioni della Geologia e la Geologia Applicata. La modellazione geologica. Pericolosità geologica e Rischio geologico. L'attività estrattiva. Classificazione e tipologia delle cave in base all'ambiente di lavoro. Cave e miniere. I Piani Regionali Attività Estrattive (PRAE). Classificazione e tipologia delle cave in base al tipo di materiale estratto. Classificazione di Canuti et alii. Cave a cielo aperto. Fronte di abbattimento. Piazzale e sue funzioni. Tipologie di coltivazione. Cave in sotterraneo. Individuazione delle aree oggetto di attività estrattiva. Qualità giacimentologica del sito e fattori condizionanti. Elementi utili alla definizione della qualità ambientale del sito. Lavori propedeutici all'attività estrattiva. Metodi di coltivazione. Tecnologie di coltivazione. Principi di dinamica fluviale. Lo stream corridor. Approccio idrologico-idraulico e morfologico-sedimentario. Caratteri morfologico-sedimentari dei sistemi alveo-pianura alluvionale. Stabilità ed equilibrio geomorfologico. Aggradazione e trinceramento. Le scale temporali. Energia di un corso d'acqua. Stream power e critical power. Diagramma di Bull. Equazione di Lane. Le classificazioni dei corsi d'acqua: Miall, Schumm, Montgomery e Buffington, Rosgen. Lo stadio di bankull. Flood prone area e Rapporto di trinceramento. Schema metodologico di analisi dei sistemi alveo-pianura fluviale. La sistemazione degli alvei fluviali. Interventi strutturali e non strutturali. Opere di regimazione. Opere di modica o consolidamento dell'alveo. Opere per il controllo del trasporto solido. Interventi non strutturali (cenni). Il rischio da dinamica d’alveo. Mobilità planimetrica e altimetrica degli alvei fluviali. Fattori di rischio geologico-idraulico. Rischio residuo. Previsione e prevenzione. La cartografia delle aree inondabili e le destinazioni d'uso (PAI). Il rischio da dinamica d'alveo in Italia. Il trend evolutivo attuale. Cause dei processi di erosione. Il Channel Evolution Model (CEM) di Schumm. Possibili soluzioni. Le dighe. Scopi dell'opera. Modalità costruttive. Scelta dell'ubicazione di una diga di ritenuta. Impermeabilità dell'invaso. Cause delle perdite. Stabilità delle sponde e dei versanti che sovrastano l'invaso e lo sbarramento. Interrimento dell'invaso. Stabilità del substrato di fondazione della diga. Impermeabilità della soglia sulla quale va ubicata la diga. Reperimento di inerti da costruzione. Studi e indagini effettuati per la realizzazione di una diga. Valutazione di impatto ambientale (cenni). La frana del Vajont. Le occlusioni d'alveo per frana. Scale di studio. Scenari derivanti dall’interazione tra dinamica degli alvei fluviali e fenomeni gravitativi di versante. Condizioni di rischio. Caratterizzazione delle landslide dams. Valutazione della pericolosità e del rischio. Classificazioni delle landslide dams. Limiti delle classificazioni. Effetti conseguenti al verificarsi e all'evoluzione del fenomeno. Casi di studio (Valderchia, San Benedetto Val di Sambro). Modalità di rottura dello sbarramento naturale. Analogie e differenze con le dighe in terra. Tracimazione dello sbarramento e forma della breccia. Filtrazione e sifonamento. Franamenti successivi del corpo di frana. Formazione dell'onda di piena anomala in seguito all'evoluzione del fenomeno (crollo dello sbarramento). I modelli matematici e i dati di input. Verifica di stabilità dei versanti in roccia (Test di Markland). Le proiezioni stereografiche. Rappresentazione dei dati strutturali (linee e piani). Ipotesi di rottura. Verifica cinematica e verifica dinamica. Cono di attrito. L'indice RMR di Bieniawski e la sua determinazione. Determinazione dell'angolo di attrito interno sulla base dell'indice RMR. Il Test di Markland. Esempi di applicazione. Introduzione alla idrogeologia. Definizioni: acquiferi e aquicludes. Tipi di acquiferi (liberi e confinati). Relazioni tra assetto geologico e corpi idrici sotterranei. Delimitazione dei bacini idrogeologici. Barriere a potenziale imposto e a flusso nullo. Bilancio idrogeologico. Sorgenti e acquiferi alluvionali. Il movimento delle acque sotterranee: legge di Darcy. Parametri idrogeologici (permeabilità, trasmissività, coefficiente di immagazzinamento) e loro significato fisico. Stima dei parametri idrogeologici attraverso le prove di pompaggio su pozzi in regime stazionario e transitorio. Valutazione delle caratteristiche idrogeologiche degli acquiferi a partire dai dati di portata delle sorgenti: curve di recessione e loro interpretazione. Equazione di Maillet.

È prevista un'unica prova orale, della durata di circa 30 minuti, finalizzata a verificare che lo Studente abbia ben chiare le problematiche geologiche che entrano in gioco nel campo della progettazione di opere e strutture proprie dell'Ingegneria Civile, del Territorio e dell'Ambiente.

Materiale distribuito dai docenti (slides presentate a lezione, pubblicazioni scientifiche inerenti ai temi trattati, dispense su alcuni argomenti specifici).

Fornire una panoramica delle equazioni differenziali alle derivate parziali del primo e del secondo ordine

Serie di funzioni, serie di potenze,serie di Fourier Equazioni differenziali alle derivate parziali del primo ordine Equazioni differenziali alle derivate parziali del secondo ordine

Analisi matematica 2

Lezioni tenute dal docente sulla teoria e con molti esempi applicativi

Serie di funzioni, serie di potenze, serie di Fourier Trasformata di Fourier Equazioni differenziali alle derivate parziali del primo ordine Equazioni differenziali alle derivate parziali del secondo ordine: equazione delle onde, equazione di Laplace

Verifica scritta

Dispense del docente

L'obiettivo primario del modulo consiste nel fornire agli allievi gli strumenti per conoscere le problematiche relative alle fonti energetiche tradizionali, al loro impatto sull'ambiente e alle modalità di gestirne la pianificazione.

Il quadro energetico-ambientale globale. Le fonti energetiche tradizionali. I mercati dell'energia. Le interazioni fra i sistemi energetici e l’ambiente. La pianificazione energetica.

Fisica tecnica.

Il corso è organizzato con lezioni in classe su tutti gli argomenti trattati. Inoltre, sono previsti momenti interattivi in gruppi per una migliore comprensione delle dinamiche legate alle tematiche di politica energetica.

Introduzione al corso. L'importanza di una buona presentazione. Quadro energetico mondiale, UE e italiano. Inquinamento globale. Trattati internazionali per la tutela ambientale. Il petrolio. Il carbone. Il gas naturale. L'energia nucleare. Il Vajont e l'energia in Italia. Il mercato dell'energia elettrica. Esercitazione sul mercato dell'energia elettrica. Il ruolo delle energie rinnovabili nella formazione del prezzo dell'energia elettrica. Il mercato del gas naturale. Indicatori economici - Applicazioni. Inquinamento atmosferico dei sistemi energetici. Inquinanti secondari e fonti di emissione. Inquinamento idrico e termico dei sistemi energetici. Inquinamento da campi elettromagnetici. La gerarchia della pianificazione energetica. Pianificazione energetica comunale - Esempi di piani energetici e ambientali comunali. I piani d'azione per l'energia sostenibile e il clima.

La verifica del profitto consiste in un colloquio orale della durata di circa 30 minuti. Gli allievi possono volontariamente sviluppare, nel corso delle lezioni, una tesina di approfondimento su uno dei temi del corso, da esporre ai colleghi. L'esame è finalizzato ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici del corso ii) il livello di competenza nell’esporre le problematiche legate all'approvigionamento energetico iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione e di sostenere un rapporto dialettico durante discussione. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

Saranno distribuite dispense a cura del docente.

Il modulo/corso tratta di fenomeni erosivi e di esondazione dei corsi d’acqua ed è finalizzato alla protezione del territorio, alla progettazione di opere idrauliche, alla gestione delle risorse idriche. Gli obiettivi formativi sono i seguenti. Il primo obiettivo è relativo all'acquisizione delle conoscenze che riguarderanno: •le opere per il contenimento dell’erosione; •la correzione e sistemazione dei torrenti di scavo; •la correzione e sistemazione dei torrenti di trasporto; •la sistemazione dei fiumi; •le opere fluviali per la difesa dalle inondazioni. Il secondo obiettivo riguarderà l'acquisizione delle principali abilità volte a: •selezionare e applicare l’opportuno approccio (eventualmente semplificato) nella simulazione del processo di erosione fluviale o di esondazione del corso d’acqua, con consapevolezza del significato e dei valori attesi per i parametri e le grandezze coinvolti; •pianificare e progettare un intervento strutturale e/o non strutturale ai fini del controllo dei fenomeni erosivi o di difesa dalle piene fluviali.

Il Modulo affronta la descrizione della variazione della resistenza al moto nei corsi d’acqua naturali in relazione alla loro evoluzione morfologica e della determinazione del trasporto solido, con l’obiettivo di fornire strumenti per la progettazione di interventi di mitigazione dei fenomeni erosivi e di infrastrutture idrauliche per il controllo delle piene fluviali. Gli obiettivi formativi sono di seguito descritti. Il primo obiettivo è relativo all'acquisizione delle principali conoscenze relative a: •Richiami di Idrologia: Precipitazioni intense. Curve di possibilità pluviometrica. Stima della portata di massima piena mediante metodo statistico diretto e mediante metodo statistico indiretto basato sulla modellistica piogge-portate. La resistenza al moto nei corsi d’acqua naturali a fondo fisso: Moto uniforme nei canali a sezione compatta. Resistenza della vegetazione. Canali a sezione composta. Canali con pareti a scabrezza diversa. Il trasporto dei sedimenti : Caratterizzazione delle particelle solide. Meccanismi di trasporto del materiale d’alveo. Forme di fondo Condizioni di incipiente movimento : La teoria di Shields. Limiti e problemi della teoria di Shields. Altri criteri per definire la condizione di movimento incipiente. La resistenza negli alvei a fondo mobile Il trasporto di fondo, trasporto in sospensione e trasporto totale: Teoria di Einstein per il trasporto di fondo. Soglia critica per l’inizio del moto. Altre formule di trasporto solido di fondo. Calcolo della portata solida in sospensione. Portata solida totale. Il secondo obiettivo riguarda l'acquisizione delle principali abilità acquisite volte a: •selezionare e applicare equazioni del moto dell’acqua nei canali a fondo fisso e a fondo mobile per la simulazione di un corretto legame tra tirante idrico e portata transitante in una fissata sezione fluviale di interesse, sulla base delle informazioni disponibili; •selezionare e applicare un metodo appropriato per la stima della portata solida transitante in una sezione fluviale al fine di progettare un’opera idraulica.

Il programma del Modulo è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: •opere per il contenimento dell’erosione •correzione e sistemazione dei torrenti •sistemazione dei fiumi •opere fluviali per la difesa dalle inondazioni

Il programma del Modulo è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: •Richiami di Idrologia. •La resistenza al moto nei corsi d’acqua naturali a fondo fisso. •Il trasporto dei sedimenti. •Condizioni di incipiente movimento. •La resistenza negli alvei a fondo mobile. •Il trasporto di fondo, trasporto in sospensione e trasporto totale.

Le conoscenze richieste per comprendere i contenuti del corso e raggiungere gli obiettivi formativi previsti sono le seguenti: •Idraulica: idrostatica, correnti in pressione e a superficie libera, foronomia. •Idrologia: componenti di base del ciclo idrologico (formazione e misura delle precipitazioni, modelli di base per la stima delle perdite per infiltrazione e degli idrogrammi di piena). •Scienza delle Costruzioni: elementi di resistenza dei materiali, analisi statica di solidi prismatici. •Ingegneria dei Corsi d’Acqua: sforzo tangenziale, resistenza al moto, trasporto dei sedimenti (incipiente movimento).

Le conoscenze richieste per comprendere i contenuti del corso e raggiungere gli obiettivi formativi previsti sono le seguenti: •Idraulica: idrostatica, correnti in pressione e a superficie libera, foronomia. •Idrologia: componenti di base del ciclo idrologico (formazione e misura delle precipitazioni, modelli di base per la stima delle perdite per infiltrazione e degli idrogrammi di piena). •Scienza delle Costruzioni: elementi di resistenza dei materiali, analisi statica di solidi prismatici.

Il Modulo è organizzato in: •lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con confronto con gli studenti; •esercitazioni in aula svolte nella modalità classica (alla lavagna); •lezioni frontali a carattere seminariale con supporto del proiettore.

Il Modulo è organizzato in: •lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con confronto con gli studenti; •esercitazioni in aula svolte nella modalità classica (alla lavagna); •lezioni frontali a carattere seminariale con supporto del proiettore.

Il Modulo affronta la descrizione dei fenomeni erosivi e di esondazione dei corsi d’acqua. La finalità dell’apprendimento degli argomenti del corso è la progettazione di opere idrauliche, la protezione del territorio e la gestione delle risorse idriche. Il programma è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: •Opere per il contenimento dell’erosione: copertura vegetale ed effetto bosco, drenaggi montani, barriere a secco, in gabbioni, graticciate e viminate secche e vive, fascinate, staccionate, cespugliamenti, idrosemine, coperture nero-verde. •Correzione e sistemazione dei torrenti di scavo. Sistemazione a gradinata, sistemazione a cunetta. Dimensionamento e costruzione delle briglie: la gaveta, lo spessore del coronamento, il profilo del corpo briglia, l’analisi delle forze, le condizioni di stabilità, i criteri di dimensionamento, apporto statico delle sponde, fondazioni delle briglie a gravità. Briglie in terra, briglie in cls armato, briglie prefabbricate, in legname, in gabbioni, in scogliera. Manufatti accessori delle briglie. Soglie di fondo. •Correzione e sistemazione dei torrenti di trasporto. Briglie selettive. Piazze di deposito: camera di Venetz, labirinto di Gras. •Sistemazione dei fiumi. Opere longitudinali continue: scogliere, difesa in gabbioni, difese rigide, rivestimenti di sponda in materassi Reno. Opere trasversali discontinue: pennelli (criteri di dimensionamento e campi di impiego). •Opere fluviali per la difesa dalle inondazioni : Sistemazioni d’alveo. Argini. Serbatoi di laminazione, casse di espansione, scolmatori, diversivi. Preannuncio delle piene in tempo reale.

Il Modulo affronta la descrizione della variazione della resistenza al moto nei corsi d’acqua naturali in relazione alla loro evoluzione morfologica e della determinazione del trasporto solido, con l’obiettivo di fornire strumenti per la progettazione di interventi di mitigazione dei fenomeni erosivi e di infrastrutture idrauliche per il controllo delle piene fluviali. Il programma del Modulo è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: •Richiami di Idrologia: precipitazioni intense, curve di possibilità pluviometrica, stima della portata di massima piena mediante metodo statistico diretto e mediante metodo statistico indiretto basato sulla modellistica piogge-portate. •La resistenza al moto nei corsi d’acqua naturali a fondo fisso: moto uniforme nei canali a sezione compatta, resistenza della vegetazione, canali a sezione composta, canali con pareti a scabrezza diversa. •Il trasporto dei sedimenti : caratterizzazione delle particelle solide, meccanismi di trasporto del materiale d’alveo, forme di fondo •Condizioni di incipiente movimento: la teoria di Shields, limiti e problemi della teoria di Shields, altri criteri per definire la condizione di movimento incipiente. •La resistenza negli alvei a fondo mobile •Il trasporto di fondo, trasporto in sospensione e trasporto totale: teoria di Einstein per il trasporto di fondo, soglia critica per l’inizio del moto, altre formule di trasporto solido di fondo, calcolo della portata solida in sospensione, portata solida totale.

La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede, a completa discrezione dello studente, due prove orali (Modalità 1) o una sola prova orale (Modalità 2). Modalità 1 Le prove orali, che potranno essere sostenute in sessioni diverse o nella stessa sessione secondo il calendario degli esami stabilito dal CdS, consistono in una discussione della durata di circa 45 minuti ciascuna finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici dei due moduli, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idrologica, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche delle opere di sistemazione dei bacini idrografici e delle opere ad esse complementari, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni idrologiche e statiche, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati delle due prove entrambe con peso =1/2. Modalità 2 La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 75 minuti finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici dei due moduli, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idrologica, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche delle opere di sistemazione dei bacini idrografici e delle opere ad esse complementari, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni idrologiche e statiche, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede, a completa discrezione dello studente, due prove orali (Modalità 1) o una sola prova orale (Modalità 2). Modalità 1 Le prove orali, che potranno essere sostenute in sessioni diverse o nella stessa sessione secondo il calendario degli esami stabilito dal CdS, consistono in una discussione della durata di circa 45 minuti ciascuna finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici dei due moduli, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idrologica, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche delle opere di sistemazione dei bacini idrografici e delle opere ad esse complementari, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni idrologiche e statiche, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati delle due prove entrambe con peso =1/2. Modalità 2 La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 75 minuti finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici dei due moduli, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idrologica, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche delle opere di sistemazione dei bacini idrografici e delle opere ad esse complementari, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni idrologiche e statiche, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

•G. Benini, Sistemazioni idraulico forestali, Ed. UTET, 1992. •V. Ferro, La Sistemazione dei Bacini Idrografici, McGraw-Hill, Milano, 2002 •Dispense del docente, disponibili sulla piattaforma UNISTUDIUM.

•A. Armanini, Principi di Idraulica Fluviale, Editoriale BIOS, Cosenza, 1999. •V. Ferro, La Sistemazione dei Bacini Idrografici, McGraw-Hill, Milano, 2002. •Dispense del docente disponibili sulla piattaforma UNISTUDIUM.

Obiettivo del corso è fornire agli studenti le conoscenze di base sulle caratteristiche fondamentali dei più diffusi sistemi di conversione dell’energia, in termini di campi di impiego, caratteristiche di efficienza termodinamica e di impatto ambientale. I sistemi analizzati sono: - motori a combustione interna; - sistemi basati su ciclo Rankine (impianti a vapore) - sistemi basati su ciclo Brayton (turbina a gas). Lo studente acquisirà le basi per l'analisi progettuale e di verifica di funzionamento dei componenti elementari dei vari sistemi energetici, ottenendo adeguate competenze in termini di tecnologie e soluzioni impiantistiche impiegate per il miglioramento delle prestazioni e per la mitigazione delle emissioni inquinanti delle varie tipologie di convertitori di energia. Conseguentemente, lo studente sarà in grado di valutare criticamente le caratteristiche di un sistema energetico in funzione della tipologia di servizio e di taglia dell’impianto.

L’obiettivo del corso è fornire allo studente le competenze sulle caratteristiche fondamentali (aspetti termodinamici e di impatto ambientale) per le principali tipologie di impianti di produzione di potenza basati su macchine termiche: Motori a combustione interna. Impianti con turbina a vapore (basati su combustibili fossili, geotermici e nucleari). Impianti basati su turbina a gas e gas-vapore.

Gli argomenti trattati nel modulo richiedono le competenze fornite nei corsi di Fisica e Fisica tecnica del Corso di Laurea Triennale. In particolare è richiesta una adeguata conoscenza dei principi base della Termodinamica, per impostare e risolvere bilanci di massa ed energia, nonché nozioni relative alla dinamica dei fluidi comprimibili ed incomprimibili e ai meccanismi di scambio termico.

Le tematiche del corso sono affrontate con lezioni frontali dedicate all’analisi termodinamica di base e allo studio degli schemi progettuali e delle tecnologie impiegate per realizzare le diverse tipologie di impianti.

Il corso si prefigge di fornire allo studente le competenze relative alla sostenibilità ambientale dei principali sistemi energetici basati su macchine termiche, competenze basate sulla conoscenza delle rispettive caratteristiche teoriche ed operative. Particolare attenzione è posta sulle caratteristiche di efficiente uso dell’energia e di emissione di inquinanti: Motori a combustione interna: - Campo di utilizzo dei motori a combustione interna - cicli termodinamici di riferimento e cicli reali; espressione della potenza di un motore. - motori a quattro e due tempi; diagramma di distribuzione delle fasi. - sistemi di iniezione e tipologie di combustione - meccanismi di formazione degli inquinanti e sistemi di aftertreatment. - Ibridizzazione dei powertrain per il miglioramento dell’efficienza energetica. Impianti con turbina a vapore - Descrizione del ciclo elementare. - Miglioramenti al circuito elementare: surriscaldamenti ripetuti e rigenerazione termica. - tecnologie impiegate in impianti a vapore: circuito aria fumi e acqua vapore. Emissioni da impianti a vapore - impianti a vapore geo-termoelettrici: tipologie di impianto ed impatto ambientale - impianti a vapore termo-nucleari: concetti fondamentali e potenziale impatto ambientale. Impianti con turbina a gas - Descrizione del ciclo elementare. - Miglioramenti al ciclo semplice: rigenerazione termica, compressione inter-refrigerata, post-combustione Tecnologie per l’incremento di efficienza. iniezione di acqua e/o vapore. -Emissioni inquinanti da impianti con turbina a gas. Sistemi SCR (Selective Catalytic Reduction) per il controllo delle emissioni di NOx. - Cicli combinati gas- vapore: caldaie a recupero.

L’esame è basato su una prova orale, della durata di 30-40 minuti relativa alle tematiche affrontate durante il corso. Il colloquio è finalizzato a verificare: - le competenze acquisite dallo studente sulle caratteristiche teoriche (cicli di riferimento, analisi termodinamica) dei diversi sistemi di produzione dell’energia in impianti di potenza analizzati durante il corso (cicli a vapore ad alimentazione fossile, geotermica e nucleare; turbina a gas; motori a combustione interna). - le conoscenze sulle tecnologie adottate (schemi di impianto, aspetti costruttivi e funzionali) - il livello delle conoscenze acquisite relativamente alle problematiche di impatto ambientale dei diversi sistemi energetici analizzati e sugli accorgimenti progettuali utilizzati per mitigarle. Globalmente, la prova di esame è mirata a verificare la capacità da parte dello studente di operare un corretto confronto in termini di efficienza energetica e di impatto ambientale fra le diverse soluzioni ingegneristiche per la produzione di energia analizzate nel corso. La prova orale ha infine lo scopo di verificare da parte dello studente la capacità di discutere con adeguata proprietà di linguaggio e capacità di sintesi le tematiche oggetto del corso. La valutazione finale verrà espressa dalla Commissione in trentesimi.

Dispense fornite dal docente in formato .pdf su piattaforma Unistudium Testi suggeriti per la preparazione dell’esame sono: - C.Caputo: Gli impianti convertitori di Energia - Casa Editrice Ambrosiana - V. Dossena et al.: Macchine a fluido. CittàStudi Edizioni

L'insegnamento mira ad approfondire le diverse tematiche relative alle operazioni unitarie dell’ingegneria chimica ed al loro impiego nei processi rilevanti alle trasformazioni ed all’impiego delle risorse energetiche. Esso si compone di due moduli. Impianti chimici. In questo modulo verranno trattati argomenti di tipo fondamentale e saranno forniti gli elementi per la scelta ed il calcolo delle principali unità impiegate nelle operazioni di separazione e purificazione. Processi chimici. Nel modulo verranno approfonditi il ruolo e le caratteristiche dei processi chimici di interesse per il settore energetico quali: trasformazioni delle materie prime energetiche necessarie a soddisfare i requisiti di impiego industriale dei combustibili; processi di produzione e trasformazione del gas di sintesi, riduzione degli inquinanti della combustione da sorgenti fisse e mobili. I processi verranno analizzati a partire dai criteri razionali di tipo termodinamico, cinetico ed impiantistico alla base della loro progettazione ed esercizio.

Contesto energetico e ruolo attualmente ricoperto dalle fonti energetiche convenzionali; Raffineria: descrizione dei flussi di materia in ingresso ed in uscita; Principali processi di raffineria per la trasformazione del greggio; Processi di raffineria per l'abbattimento degli inquinanti; Principali chemicals ottenuti da processi di raffineria; Raffineria da carbone; Bioraffineria; Confronto tra le differenti tipologie di raffineria, in termini di processi, impatti ed opportunità.

Concetti generali di termodinamica. Conoscenza dei principali componenti degli impianti industriali. Nozioni di base di chimica organica.

Il corso è strutturato in: 1) lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con confronto con gli studenti; 2) lezioni frontali a carattere seminariale con supporto del proiettore; 3) attività pratiche in laboratorio.

L'industria chimica. Breve storia dei prodotti chimici inorganici e organici. Struttura dell'industria chimica. Materie prime e contesto energetico (consumo e riserve di combustibili fossili; biomassa come alternativa ai combustibili fossili; composizione dei combustibili fossili e delle biomasse). Concetti generali di chimica organica. Concetti generali sulla catalisi. Processi nella raffineria di petrolio: - Panoramica generale con flussi di massa ed energia in ingresso e in uscita; - Processi fisici: desalting e dehydration, distillazione del greggio e deasphalting con propano; - Processi termici: visbreaking, delayed coking e flexicoking; - Processi catalitici: definizione di numeri di ottano e cetano; cracking catalitico; reforming catalitico; alchilazione; idroprocessing; Produzione di gas di sintesi: - Gas di sintesi da gas naturale, reazioni e termodinamica; - Processo di steam reforming; - Processo di reforming autotermico; - Concetti generali sulla gassificazione del carbone; - Pulizia e condizionamento del gas di sintesi (rimozione dei gas acidi, reazione di water-gas shift, metanazione) Prodotti chimici di base e combustibile sintetico derivato dal gas di sintesi: - Ammoniaca; - Metanolo; - Combustibili sintetici e additivi per carburanti. Introduzione alla bioraffineria.

La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento prevede una prova orale. Essa consiste in una discussione di durata compresa tra i 20 e i 40 minuti, finalizzata ad accertare il livello di conoscenza dei contenuti teorici e metodologici forniti e dettagliati nel programma. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità di comunicazione e di sintesi organica, nonché la proprietà di linguaggio dello studente in relazione agli argomenti teorici e pratici trattati. La valutazione finale verrà effettuata in trentesimi dalla commissione. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

Jacob A. Moulijn, Michiel Makkee, Annelies E. van Diepen, "Chemical Process Technology" Wiley Dispense mostrate in aula e messe a disposizione dal docente.

Gli obiettivi formativi del corso sono i seguenti: - acquisire le principali conoscenze in merito agli effetti del cambiamento climatico sulla risorsa idrica - fornire gli strumenti necessari alla corretta interpretazione del fenomeno - fornire le conoscenze relative a tecniche di monitoraggio innovative - acquisire le capacità necessarie ad attuare strategie di previsione e mitigazione di scarsità idriche future - acquisire le competenze necessarie per progettare opere idrauliche resilienti al cambiamento climatico - fornire conoscenze utili alla gestione delle reti acquedottistiche in scenari di cambiamento climatico

Il programma è strutturato nelle seguenti unità didattiche: 1. Il cambiamento climatico e i suoi effetti sulle risorse idriche 2. La “governance” dell’acqua e gli usi antropici 3. Monitoraggio da satellite delle grandezze idrologiche 4. Strategie di previsione e mitigazione 5. Il contesto dei sistemi di condotte in pressione e strumenti di misura e monitoraggio nelle reti acquedottistiche 6. Gestione delle reti acquedottistiche in scenari di cambiamento climatico

Le conoscenze richieste per comprendere i contenuti del corso e raggiungere gli obiettivi formativi previsti sono le seguenti: - Idraulica: idrostatica, correnti in pressione e a superficie libera, foronomia; - Infrastrutture Idrauliche: reti acquedottistiche; - Idrologia: componenti di base del ciclo idrologico.

Il corso è strutturato in: - lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con confronto con gli studenti; - esercitazioni in aula svolte nella modalità classica; -lezioni frontali a carattere seminariale con supporto del proiettore.

Il corso è strutturato nelle seguenti unità didattiche: 1. Il cambiamento climatico e i suoi effetti sulle risorse idriche (12 ore) - Brevi cenni al problema del cambiamento climatico - Concetto di scarsità idrica e declinazione alle varie componenti del ciclo idrologico - Siccità: definizione, differenti tipologie (meteorologica, idrologica, economico-sociale), trasformazione e propagazione - indici di siccità (basati su pioggia, umidità del suolo, evapotraspirazione, indici combinati) 2. La “governance” dell’acqua e gli usi antropici (4 ore) - Riferimenti normativi - Usi settoriali dell’acqua 3. Monitoraggio da satellite delle grandezze idrologiche (8 ore) - Principi di telerilevamento (microonde attive/passive, sensori ottici) - Grandezze idrologiche monitorabili da satellite e sistemi operativi - Monitoraggio delle siccità da satellite 4. Strategie di previsione e mitigazione (12 ore) - Identificazione degli impatti del cambiamento climatico dall’analisi di grandezze idro-meteorologiche - Analisi dei trend - Scenari climatici futuri - Interventi non strutturali (piani siccità, diversificazione strategica fonti di approvvigionamento, strumenti modellistici, “digital twins”) - Interventi strutturali (opere idrauliche per accumulo e gestione) - progettazione resiliente delle opere idrauliche 5. Il contesto dei sistemi di condotte in pressione e strumenti di misura e monitoraggio nelle reti acquedottistiche (6 ore) - Indicatori di prestazione per la gestione delle reti idriche: il ruolo di ARERA - Quadro normativo e regolamentazione della gestione idrica in Italia - Tecnologie per la misura delle grandezze idrauliche fondamentali (portata, pressione, livello, qualità dell’acqua) - Sistemi di acquisizione dati e monitoraggio remoto - Monitoraggio per la ricerca perdite 6. Gestione delle reti acquedottistiche in scenari di cambiamento climatico (6 ore) - Cenni sul funzionamento intermittente - Principi di funzionamento e applicazioni di valvole innovative per la regolazione della pressione - Principi di funzionamento e applicazioni di dispositivi per il recupero di energia (microturbine e di “Pump as Turbines”, PAT)

La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede una prova orale. Essa consiste in una discussione della durata di circa 30-40 minuti, finalizzata ad accertare il livello di conoscenza dei contenuti teorici e metodologici forniti e dettagliati nel programma, nonché il livello di abilità e di autonomia di giudizio nel selezionare e utilizzare l’opportuno approccio per ciascun ambito applicativo, con spirito critico e consapevolezza del significato fisico delle quantità coinvolte. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità di comunicazione e di sintesi organica, nonché la proprietà di linguaggio dello studente in relazione agli argomenti teorici e pratici trattati. La valutazione finale verrà effettuata in trentesimi dalla commissione. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

Dispense del docente disponibili sulla piattaforma UNISTUDIUM.