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.

L’insegnamento contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda ONU 2030:

Obiettivo 4. Fornire un’educazione di qualità, equa ed inclusiva, e opportunità di apprendimento per tutti

Obiettivo 5. Raggiungere l’uguaglianza di genere ed emancipare tutte le donne e le ragazze

Obiettivo 9. Costruire un'infrastruttura resiliente e promuovere l'innovazione ed una industrializzazione equa, responsabile e sostenibile

Obiettivo 12. Garantire modelli sostenibili di produzione e di consumo

Obiettivo 13. Promuovere azioni, a tutti i livelli, per combattere il cambiamento climatico

Obiettivo 15. Proteggere, ripristinare e favorire un uso sostenibile dell’ecosistema terrestre.

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

Dal 4 marzo 2024.

Orari delle lezioni

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile all'indirizzo EasyAcademy.

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.

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.