L’insegnamento presenta una panoramica approfondita sui combustibili alternativi potenzialmente in grado di sostituire quelli di origine fossile, in particolare per l’applicazione nei motori a combustione interna. Vengono affrontati aspetti normativi, tecnici, energetici, ambientali ed economici, considerando le principali problematiche correlate sia alla produzione che all’utilizzo finale dei combustibili in esame. Sono inoltre definiti, discussi ed applicati criteri ed indicatori, sia sperimentali che numerici, per la valutazione ed il confronto dei diversi combustibili considerati.
I principali obiettivi formativi dell’insegnamento sono: fornire informazioni sulla normativa vigente riguardante le emissioni di gas serra e di inquinanti, analizzandone l’influenza sullo sviluppo dei sistemi di propulsione e dei combustibili alternativi. Formare una conoscenza critica sui combustibili alternativi e le loro applicazioni, considerando problematiche tecniche, energetiche, ambientali ed economiche. Sviluppare la capacità di analizzare e confrontare combustibili alternativi da utilizzare in motori a combustione interna. Fornire criteri per la selezione di combustibili/vettori energetici alternativi, con riferimento ai benefici complessivi associati alla loro produzione e utilizzo finale.
Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di: selezionare e analizzare le caratteristiche tecniche di combustibili/vettori energetici alternativi, per un loro rigoroso confronto. Identificare opzioni realistiche e fattibili per l’utilizzo finale di combustibili alternativi. Applicare parametri sperimentali per valutare il processo di combustione di combustibili convenzionali e alternativi. Calcolare indici energetici ed emissivi per la valutazione della sostenibilità ambientali dei combustibili. Selezionare ed esaminare libri e documenti scientifici per reperire dati ed informazioni tecniche affidabili.
E’ richiesta una conoscenza di base nel campo dei sistemi energetici e dei motori a combustione interna alternativi.
L'insegnamento prevede lezioni in aula sugli argomenti indicati nel programma.
Gli studenti che abbiano certificazioni in corso di validità per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi sono invitati a contattare il docente e il referente per la disabilità della Scuola Politecnica, Prof. Federico Scarpa (federico.scarpa@unige.it), all’inizio dell’insegnamento per concordare eventuali modalità didattiche e di esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.
Introduzione – Normativa europea sulle emissioni inquinanti e di gas serra. Direttive europee per la promozione dell’energia rinnovabile. Indicatori energetici ed emissivi.
Combustibili alternativi – Definizioni e classificazioni delle opzioni disponibili (combustibili sintetici, biocombustibili, green/blue/brown fuels, ecc.). Proprietà fisiche e chimiche di combustibili alternativi. Caratteristiche delle miscele aria – combustibile per i combustibili considerati. Problematiche tecniche, benefici e svantaggi di combustibili/vettori energetici alternativi (bio-gas, biocombustibili, metanolo, ammoniaca, idrogeno). Cenni sui metodi di produzione e sui costi di combustibili rinnovabili.
Metodologie sperimentali per la valutazione del comportamento dei combustibili nell’utilizzo in motori a combustione interna – Misura dei diagrammi indicati di pressione: strumentazione e componenti della catena di misura, procedure di acquisizione ed elaborazione dei dati sperimentali, problematiche operative. Calcolo delle leggi di rilascio di calore. Parametri di combustione: definizioni, significato, esempi applicativi. Confronto dei combustibili alternativi.
Valutazione di indicatori energetici ed emissivi – Approcci Well-to-Wheels/Well-to-Wake: definizioni, significato, valutazione dei termini Well-to-Tank e Tank-to-Wheels/Wake. Definizione di fattori di emissione per gas serra ed inquinanti. Valutazione delle emissioni di gas serra di combustibili/vettori energetici convenzionali ed alternativi. Esempi applicativi: veicoli stradali e indicatori energetici nel settore marittimo.
Questo insegnamento contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda ONU 2030: Obiettivi 7 (Assicurare a tutti l’accesso a sistemi di energia economici, affidabili, sostenibili e moderni) e 13 (Promuovere azioni, a tutti i livelli, per combattere il cambiamento climatico).
Le dispense dell’insegnamento verranno messe a disposizione dal Docente su Aulaweb.
Informazioni circa il reperimento del materiale bibliografico indicato verranno fornite dal Docente.
Ricevimento: Il docente riceve su appuntamento previo invio di un messaggio all'indirizzo e-mail: giorgio.zamboni@unige.it
GIORGIO ZAMBONI (Presidente)
VITTORIO USAI
SILVIA MARELLI (Presidente Supplente)
https://corsi.unige.it/corsi/9270/studenti-orario
L’esame è basato su una prova orale con due domande, relative ad argomenti trattati a lezione.
Per gli studenti con disturbi specifici dell'apprendimento, il tempo a disposizione sarà maggiore e sarà consentito l’uso di mappe concettuali, dietro presentazione della documentazione medica comprovante la situazione.
Verranno valutati i seguenti aspetti:
