OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si propone di fornire agli studenti gli strumenti per una modellizzazione degli ecosistemi e la determinazione degli indicatori di sostenibilità ambientale attraverso una valutazione dei parametri energetici ed entropici che influenzano i processi chimici di non equilibrio. Verranno sviluppate capacità di condurre esperimenti in gruppo e di scrivere relazioni sull'attività di laboratorio.

MODALITA' DIDATTICHE

Il Corso è costituito da lezioni frontali su argomenti di teoria svolte in aula dal docente.

Verranno inoltre svolte esercitazioni su argomenti a carattere monografico, in parte concordate con gli studenti, sia in aula con la partecipazione di esperti, sia in laboratorio, o sul terreno con visita a impianti industriali

PROGRAMMA/CONTENUTO

1) STRUMENTI - Richiami di termodinamica classica: il 1° Principio della Termodinamica, il 2° Principio della Termodinamica, il concetto di Entropia e sua generalizzazione. Formulazione “locale” del 2° Principio. Entropia di sistemi a più componenti. Potenziali chimici per sistemi ideali e non ideali. Produzione di Entropia dovuta a reazioni chimiche. Affinità chimica. Produzione e flusso di Entropia in sistemi aperti. Produzione di Entropia in funzione del tempo. Produzione di entropia in sistemi continui. Sistemi equivalenti: velocità e forze generalizzate. Un modello globale di Ecosfera: Il concetto di neghentropia. Sviluppo sostenibile. Teoria dell’autoorganizzazione di Odum. Quarto principio della termodinamica.

2) MODELLI - Introduzione: le ragioni di una modellistica corretta, classificazione dei modelli. La modellistica atmosferica: estensione spazio-temporale dei fenomeni. Aspetti meteorologici che influenzano l’inquinamento atmosferico. Definizione delle classi di stabilità. Processi che regolano la diluizione dei composti chimici nell’atmosfera. La modellizzazione degli ecosistemi idrici. Caratterizzazione dei corpi d’acqua. Necessità di tridimensionalità e comportamenti in verticale. Fenomeni termoalini. Il segnale di CO2 di origine antropica negli oceani. Modelli per il trasporto e la trasformazione di composti chimici nel suolo. Relazione generale per la concentrazione totale di una specie. Leggi di flusso e modelli di dispersione. Teoria dell’auto-organizzazione e modelli emergetici di Sostenibilita’ Ambientale: il Rendimento Emergetico, il Rapporto di Impatto Ambientale, il Rapporto di Investimento Emergetico. Analisi emergetica di un Sistema Territoriale.

3) TECNOLOGIE – Questa parte ha carattere monografico e vengono svolti alcuni argomenti in parte concordati con gli studenti, con esercitazioni in aula, in laboratorio o sul terreno. - Fonti energetiche rinnovabili e non rinnovabili, consumi e fabbisogni, riserve disponibili, costi ambientali. Contabilizzazione delle emissioni di gas ad effetto serra. Calcolo dell’energia primaria. Metodologia per il calcolo dei consumi energetici. Il trattamento delle acque reflue: tipologie di acque, tipologie di impianti e riferimenti normativi. Bonifica di aree industriali attive o dismesse: caratterizzazione dei materiali, trattamento dei terreni contaminati e della falda. Salute, sicurezza e igiene industriale. Analisi e valutazione dei rischi per la salute e sicurezza dei lavoratori. Il concetto di Circular Economy e di gerarchia dei rifiuti: prevenzione, riutilizzo, riciclaggio, recupero energetico, smaltimento.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale bibliografico per la preparazione dell'esame è costituito dalle dispense delle lezioni fornite dal docente.

Testi specifici per eventuali approfondimenti a scelta dello studente verranno forniti dal docente.