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PROCESSI CHIMICI E TECNOLOGIE PULITE (4 CFU)

CODICE 61428
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 4 cfu al 2° anno di 9018 SCIENZE CHIMICHE (LM-54) - GENOVA
  • 4 cfu al 3° anno di 8757 CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE (L-27) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE CHIM/04
    LINGUA Italiano
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 2° Semestre
    PROPEDEUTICITA
    Propedeuticità in ingresso
    Per sostenere l’esame di questo insegnamento è necessario aver sostenuto i seguenti esami:
    • CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE 8757 (coorte 2021/2022)
    • ISTITUZIONI DI MATEMATICHE 72564
    • CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE 8757 (coorte 2020/2021)
    • ISTITUZIONI DI MATEMATICHE 72564
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    L'insegnamento è focalizzato sulle strategie di prevenzione (piuttosto che trattamento) dell’inquinamento, con particolare attenzione ai principi della Green Chemistry, della Sustainable Chemistry e della Process Intensification. Vengono inoltre forniti gli strumenti di analisi fondamentali per valutare l’impatto ambientale di un prodotto o di un processo in tutto il suo ciclo di vita. Attraverso alcuni “case study” si esemplifica come le procedure acquisite possono essere applicate per migliorare le prestazioni ambientali a livello di micro, meso e macro-scala.

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    L'insegnamento è focalizzato sulle strategie di prevenzione (piuttosto che trattamento) dell’inquinamento, con particolare attenzione ai principi della Green Chemistry, della Sustainable Chemistry e della Process Intensification.  

    Dopo una panoramica sulle principali problematiche ambientali e alcuni cenni sul concetto di rischio chimico, vengono forniti gli strumenti di analisi fondamentali per valutare l’impatto ambientale di un prodotto e di un processo (dal punto di vista dei materiali, dell’utilizzo delle risorse, dei metodi di sintesi, delle diverse operazioni unitarie).

    Dall’impianto di produzione l’analisi viene estesa a tutto il ciclo di vita del prodotto, fornendo tecniche di valutazione standardizzate.

    Infine attraverso alcuni case study si esemplifica come le procedure acquisite possono essere applicate per migliorare le prestazioni ambientali di un processo a livello di micro, meso e macro-scala: processi tradizionali e processi innovativi vengono messi a confronto, sottolineando come la prevenzione sia l’approccio più efficace anche sotto il profilo economico.

    Gli obiettivi formativi (attinenti al settore disciplinare CHIM/04) sono stati predisposti a servizio del curriculum "Tecnologie Chimiche" del corso di laurea triennale "Chimica e Tecnologie Chimiche". Pertanto la possibilità di raggiungere appieno tali obiettivi richiede la conoscenza dei concetti fondamentali forniti negli insegnamenti: Chimica fisica industriale, Fondamenti di tecnologie chimiche per l'industria e per l'ambiente (modulo 1), Scienza e tecnologia dei materiali polimerici.

    I risultati attesi sono: acquisire e saper discutere i principali concetti associati alle tematiche affrontate durante lo svolgimento dell'insegnamento; identificare e categorizzare le più importanti problematiche ambientali associate ai processi e ai prodotti chimici; illustrare come si articola la progettazione di un processo chimico pulito; valutare, in base a casi specifici, le più efficaci strategie di prevenzione dell'inquinamento.

    PREREQUISITI

    È necessario possedere le conoscenze di base fornite negli insegnamenti: Chimica fisica industriale, Fondamenti di tecnologie chimiche per l'industria e per l'ambiente (modulo 1), Scienza e tecnologia dei materiali polimerici.

    MODALITA' DIDATTICHE

    Lezioni teoriche frontali.

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    Parte introduttiva

    • Problemi ambientali
    • Sviluppo sostenibile
    • Evoluzione dell'approccio: dal trattamento alla prevenzione dell'inquinamento

    Aspetti legislativi: il regolamento REACH come incentivo alla riprogettazione dei processi di produzione

     

    Parte I. Prodotti chimici intrinsecamente sicuri

    Valutazione dell'impatto ambientale di un prodotto:

    • correlazioni struttura-proprietà
    • stima della persistenza nell'ambiente
    • previsioni sul destino ambientale
    • individuazione delle possibili vie di esposizione
    • valutazione del rischio potenziale e sistemi di indicizzazione

    Esempi

    Ciclo di vita di un prodotto e di un processo:

    • valutazione del ciclo di vita (LCA): analisi dei diversi stadi della procedura e problematiche associate
    • analisi semplificate (streamlined LCA): alcuni possibili schemi

    Esempi applicativi

    Green Chemistry e Sustainable Chemistry:

    • definizione e obiettivi
    • i 12 principi
    • nuove metriche (potenziali di impatto sull’ambiente e sulla salute, metriche focalizzate sulla conservazione delle risorse)

    Progettazione di prodotti intrinsecamente sicuri

    Uso di SAR (structure-activity relationships) e QSAR (quantitative structure-activity relationships)

    Minimizzazione di:

    • esposizione
    • biodisponibilità
    • tossicità

    Esempi

     

    Parte II. Processi chimici puliti

    Progettazione di processi a ridotto impatto ambientale: possibili ambiti di azione

    Linee guida per la selezione di:

    •  materie prime - Esempi applicativi
    • catalizzatori - Esempi applicativi
    • solventi - Esempi applicativi

    Problematiche legate allo scale-up di un processo chimico

    Valutazione della performance ambientale delle operazioni unitarie più importanti:

    • reattori
    • operazioni di separazione
    • serbatoi e tubazioni

    Esempi

    Generalità sulla Process Intensification come strumento per il miglioramento delle prestazioni delle apparecchiature chimiche

    Esempi

    Case study: un nuovo processo per la sintesi di policarbonati

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Il materiale di studio è fornito dal docente tramite le lezioni orali e tramite aula web, dove sono presenti anche spunti di approfondimento. Per consultare altro materiale è possibile contattare il docente.

    DOCENTI E COMMISSIONI

    Commissione d'esame

    CAMILLA COSTA (Presidente)

    ANDREA REVERBERI

    ANTONIO COMITE (Presidente Supplente)

    ALBERTO SERVIDA (Supplente)

    LEZIONI

    INIZIO LEZIONI

    Secondo l'orario riportato su http://www.chimica.unige.it/didattica/orari_CTC.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    L’esame consiste in un colloquio orale.

    L'esame orale è sempre condotto da due docenti di ruolo (o in casi limitati da un docente di ruolo e da un riconosciuto cultore della materia) ed ha una durata di circa 1 ora.

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    Lo scopo del colloquio è quello di valutare se lo studente ha acquisito i principali concetti associati alle tematiche affrontate durante lo svolgimento dell'insegnamento, se possiede la capacità di usarli in modo critico e se è in grado di applicarli a semplici situazioni reali.

    Con queste modalità la commissione è in grado di verificare con sufficiente accuratezza il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. Nel caso la commissione ritenga che tali obiettivi non siano stati raggiunti, lo studente verrà invitato a ritirarsi.

    Una volta proposto il voto, l'accettazione (o la richiesta di rifiuto) dovrà avvenire entro 1 giorno. Qualora lo studente rifiuti il voto, dovrà ripetere l'esame in un appello successivo.

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note

    ALTRE INFORMAZIONI

    Si richiede agli studenti che intendono sostenere l'esame di inviare sempre al docente una email di preavviso 5 giorni prima della data dell'appello.