Laurea Magistrale in Low Carbon Technologies and Sustainable Chemistry

Il Corso di Laurea Magistrale si prefigge l'obiettivo specifico di formare un Tecnologo esperto in tecnologie chimiche e ambientali sostenibili e a bassa intensità di carbonio inserito all'interno di aziende ed enti pubblici e privati che si occupano di green e sustainable economy. Esso dovrà possedere le conoscenze e le competenze teoriche e pratiche necessarie per inserirsi in ambienti di lavoro multidisciplinari e internazionali impegnati:
- nella ricerca,
- nello sviluppo,
- nella produzione,
- nella valutazione e nel monitoraggio dell'impatto ambientale,
- nelle applicazioni e nella commercializzazione di materiali o prodotti per il sistema industriale, l'agricoltura, i servizi ed il consumo ad elevata sostenibilità.

Il Laureato Magistrale è in grado di affrontare le problematiche connesse alla definizione, progettazione, sviluppo e realizzazione di:
- processi industriali di produzione di energia e di trasformazioni chimiche e biochimiche con particolare attenzione alle problematiche di compatibilità con l'ambiente, di sicurezza, di basso consumo di materie prime e di energia,
- processi di produzione di materiali e tecnologie chimiche sostenibili,
- materiali per la produzione di energia e per le trasformazioni chimiche,
- processi industriali di riduzione delle emissioni di CO2 attraverso aumento dell'efficienza e accumulo e utilizzo della CO2,
- protocolli di indagine e di valutazione della sostenibilità e dell'impatto ambientale.

Il Laureato Magistrale è anche in grado di comprendere ed affrontare problematiche connesse all'utilizzo delle più avanzate metodologie spettroscopiche per l'analisi, la progettazione di materiali innovativi, lo sviluppo e realizzazione di processi industriali.

Il percorso specialistico seguito dallo studente garantisce la conoscenza approfondita di una selezione omogenea di argomenti coerenti con gli obiettivi del Corso di Laurea.

In particolare, sono offerti insegnamenti sia teorici che sperimentali su:
- le reazioni chimiche biochimiche sulle principali classi di prodotti, anche dotati di attività biologica, o materiali, compresi materiali funzionali innovativi e nanomateriali; le tecniche per la loro progettazione, preparazione e caratterizzazione;
- le reazioni delle principali specie inorganiche e minerali all'interno dei cicli biogeochimici e dei processi di produzione industriale e agricole;
- i criteri di scelta e di impiego dei materiali o dei prodotti per il sistema industriale, l'agricoltura, i servizi e per il consumo a basso impatto ambientale;
- gli aspetti relativi al trasferimento dei processi chimici e biochimici e delle tecnologie chimiche dallo stadio di sperimentazione in laboratorio fino alla commercializzazione, incluse le metodiche di scale‐up, la riconfigurazione dei processi industriali, le problematiche di sicurezza, di valutazione dell'impatto ambientale, di controllo della qualità della produzione, gli aspetti economici e di valutazione della redditività dei processi;
- i principi che governano le relazioni struttura‐attività o struttura‐proprietà dei prodotti e dei materiali per la produzione di chemical e di energia e l'interazione con gli elettroni e con i fotoni; la loro caratterizzazione chimica, fisica, spettroscopica;
- le metodologie per la progettazione e la realizzazione di nuovi prodotti o materiali, a basso impatto ambientale e ad elevata sostenibilità tenendo conto dei critical materials; inclusi i processi di riduzione di rifiuti e di riutilizzo e riciclo;
- le metodologie di monitoraggio e di valutazione ambientale in ambiti di lavoro e nei diversi comparti ambientali e i processi di dispersione e diffusione degli inquinanti;
- le metodologie per la preparazione di prodotti derivanti da biomasse a bassa intensità di carbonio e con una elevata sostenibilità ambientale e con particolare attenzione all'impatto sui cicli biogeochimici e alla chiusura dei cicli industriali;
- gli aspetti relativi allo sviluppo di materiali e tecnologie chimiche applicabili nel campo delle energie rinnovabili;
- le metodologie spettroscopiche di analisi di specie molecolari in fase gassosa anche in connessione a tematiche atmosferiche e ambientali;
- lo sviluppo di tecniche di caratterizzazione di matrici ambientali e di analisi di superfici e di materiali;
- le metodologie per la valutazione degli effetti ambientali e sugli ecosistemi delle emissioni relative ai processi chimici e per l'energia e a valutazione degli impatti del ciclo di vita dei prodotti e degli effetti sulla salute.

Per il raggiungimento degli obiettivi elencati è considerata fondamentale una prolungata e continuativa attività formativa ad elevato contenuto sperimentale o pratico‐sperimentale prestata nei Laboratori del Dipartimento, di Enti o Industrie convenzionate.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:

Il laureato/la laureata magistrale conosce e comprende: - i cicli biogeochimici; - le emissioni antropogeniche di CO2 e le tecnologie per la sua riduzione e riutilizzo; - la produzione e le interazioni degli inquinanti con le matrici ambientali e il loro trattamento; - le metodologie e le tecniche per il monitoraggio e il controllo degli inquinanti; - i cicli dei materiali e degli elementi critici e le metodologie di recupero; - i principali processi e i relativi impatti di produzione di energia, materiali e prodotti chimici contenenti carbonio; - le filiere e i processi di utilizzo delle biomasse per la produzione di energia, fuel, chemical e materiali; - l'impatto ambientale delle tecnologie per la produzione di energia e chemical e le metodologie per la sua valutazione; - i processi e le tecnologie per la produzione di materiali a basso impatto ambientale; - le relazioni tra sistema produttivo e ambiente e la relativa sostenibilità socioeconomica. Il laureato/la laureata magistrale acquisisce le competenze per mezzo di attività svolte in aula, in laboratorio e durante le attività di tesi, per mezzo di esercitazioni, viaggi di istruzione, seminari e conferenze, collaborazioni con enti ed aziende. L'acquisizione delle conoscenze è verificata tramite: prove scritte, esami orali e prove pratiche di laboratorio.

Il laureato/la laureata magistrale: - sviluppa piani di valutazione e di monitoraggio dell'impatto ambientale; - definisce le strategie per aumentare la sostenibilità e ridurre l'impatto ambientale e l'intensità di carbonio dei processi e delle tecnologie per la produzione di energia, chemical e materiali; - gestisce processi chimici e per l'energia scegliendo le condizioni ottimali dal punto di vista dell'economicità, della sicurezza, e dell'impatto ambientale; - valuta le prestazioni di processi in termini di efficienza di emissione di CO2 e sviluppa processi per il suo accumulo e utilizzo; - sviluppa processi per la produzione di combustibili chimici ed energia che utilizzano sostanze naturali; - identifica le criticità nella produzione di materiali e nell'utilizzo delle risorse inorganiche; - sviluppa materiali per la produzione di energia, combustibili e prodotti a bassa intensità di carbonio. Il laureato/la laureata magistrale acquisisce le competenze per mezzo di attività svolte in aula, in laboratorio e durante le attività di tesi, per mezzo di esercitazioni, casi-studio, utilizzo di software di calcolo e modellazione, viaggi di istruzione, seminari e conferenze, collaborazioni con enti e aziende. L'acquisizione delle conoscenze è verificata tramite: prove scritte, esami orali e prove pratiche di laboratorio

Il laureato/la laureata magistrale:

- possiede capacità di programmare e condurre un esperimento; progettarne i tempi e le modalità, esercitare capacità autonoma di giudizio nel valutare e quantificare il risultato;
- possiede elevata capacità organizzativa, rigoroso rispetto dei tempi, capacità di analisi ed elevata attenzione al dettaglio;
- possiede capacità di programmare e condurre un esperimento; progettarne i tempi e le modalità, esercitare capacità autonoma di giudizio nel valutare e quantificare il risultato;
- possiede elevata capacità organizzativa, rigoroso rispetto dei tempi, capacità di analisi ed elevata attenzione al dettaglio.

L'acquisizione dell'autonomia di giudizio è valutata dal Relatore della Tesi sulla base dell'autonomia e della capacità di lavorare, anche in gruppo, durante l'attività di preparazione della Tesi Sperimentale ed è accertata durante il Colloquio di Laurea da parte di una apposita Commissione.

Il laureato/la laureata magistrale:

- possiede capacità di comunicare in forma scritta in Inglese;
- possiede abilità interpersonali, capacità di interagire con altre persone e di condurre attività in collaborazione anche a livello internazionale.

Le abilità comunicative scritte ed orali nella lingua inglese sono sviluppate particolarmente in occasione di seminari, esercitazioni ed altre attività formative che prevedono la preparazione di relazioni e documenti scritti e l'esposizione dei medesimi utilizzando anche strumenti multimediali o dimostrazioni al computer.

L'acquisizione e la valutazione/ verifica del conseguimento di tali abilità comunicative avvengono tramite la redazione della Tesi di Laurea e la discussione della medesima in lingua inglese.

In tutte le attività di esercitazione in aula ed in laboratorio, gli studenti sono comunque incoraggiati ad intervenire pubblicamente per migliorare la propria capacità di descrivere in modo chiaro e comprensibile eventuali dubbi e/o richieste di chiarimento su argomenti specifici.

Il laureato/la laureata magistrale:

- possiede capacità di continuare la propria formazione scientifica e professionale, anche attraverso la continua consultazione delle fonti bibliografiche internazionali;
- possiede capacità di lavorare per obiettivi autonomamente o in gruppo, reagendo positivamente ai problemi incontrati;
- è dotato di curiosità e attitudine allo sviluppo e al continuo aggiornamento delle conoscenze dello sviluppo scientifico e tecnologico, del mercato e dei prodotti esistenti.

Le capacità di apprendimento sono conseguite nel percorso di studio nel suo complesso, con riguardo in particolare allo studio e all'attività svolta per la preparazione della Tesi di Laurea.

La capacità di apprendimento viene valutata attraverso forme di verifica continua durante le attività formative, richiedendo la presentazione di dati reperiti autonomamente, mediante l'attività di tutorato nello svolgimento di progetti e mediante la valutazione della capacità di auto-apprendimento maturata durante lo svolgimento dell'attività relativa alla Tesi di Laurea.

Funzione in un contesto di lavoro

Ambiti Professionali: 1. Ricerca, Sviluppo e Gestione di Processi, Tecnologie, Prodotti, Materiali e Formulazioni sostenibili e a bassa intensità di carbonio; 2. Valutazione e monitoraggio della sostenibilità e dell'impatto ambientale. Il laureato in "Low Carbon Technologies and Sustainable Chemistry" (LoCaTe), nell'ambito degli sbocchi professionali proposti: 1.1 Programma, progetta, realizza e gestisce nuovi processi, tecnologie prodotti, materiali, formulazioni ed il miglioramento di quelli esistenti, in funzione dell'impatto ambientale, della disponibilità di materie prime, dello sviluppo di filiere da fonti rinnovabili e da biomasse e la chiusura dei cicli in linea con le caratteristiche del territorio, con le esigenze delle politiche aziendali ed in risposta a richieste specifiche dei clienti e della pianificazione degli enti pubblici. 1.2 Supporta il management nella scelta delle materie prime di natura agroforestale o geologica per lo sviluppo di materiali prodotti e processi. 1.3 Analizza l'efficienza energetica e applica strategie di risparmio energetico e l'applicazione di tecnologie chimiche per la produzione e l'utilizzo di energie da fonti rinnovabili. 1.4 Analizza la sostenibilità di processi, prodotti e materiali e valuta l'utilizzo e l'applicazione di key enabling technologies per il miglioramento della sostenibilità di processi e materiali. Svolge sia ricerca applicata che ricerca di base in ambito multiculturale e multilinguistico. 2.1 Sulla base di specifiche territoriali, dell'analisi della filiera e dei processi e dei prodotti esistenti, progetta e realizza la valutazione e il monitoraggio dei rischi ambientali e le risposte alle pressioni ambientali coniugando competenze geologiche, biologiche ed ecologiche alla capacità di applicare tecniche e tecnologie chimiche, all'analisi di processo e di ciclo di vita. 2.2 Garantisce l'assistenza tecnica necessaria per la rilevazione degli impatti ambientali e dell'analisi ambientale sia nel territorio che in ambienti di lavoro. 2.3 Supporta il management sulla definizione dei rischi ambientali e la valutazione degli impatti delle produzioni e sulla scelta delle strategie di sviluppo e delle key enabling technologies più opportune per il miglioramento del processo e della filiera. 2.4 Elabora proposte destinate a effettuare e migliorare le procedure di valutazione di prodotti e processi per rispettare il quadro della normativa europea con particolare riferimento al REACH, e gli indirizzi europei in merito alle emissioni di inquinanti e all'intensità di carbonio.

Competenze associate alla funzione

Il laureato magistrale possiede: - Conoscenza dei principi fondamentali della chimica nei vari settori di base, industriali e di processo; - Conoscenza della scienza e tecnologia dell'ambiente e del territorio, nei vari settori della biologia, della geologia e dell'agronomia, in relazione agli aspetti della chimica e della sostenibilità ambientale e dei processi antropici; - Conoscenza dei processi industriali e biotecnologici a bassa intensità di carbonio; - Conoscenza delle risorse disponibili e dei processi per la produzione di energia, fuel, chemical e materiali per il loro riutilizzo, in un'ottica di chiusura dei cicli e di impatto ambientale sul territorio; - Conoscenza delle metodologie per la valutazione del miglioramento dell'efficienza dei processi energetici, chimici e di produzione di materiali; - Conoscenza dei metodi per l'analisi della sostenibilità dei processi e per la valutazione dell'applicabilità di key enabling technologies per il miglioramento della loro sostenibilità; - Conoscenza delle metodologie per la valutazione e il monitoraggio dei rischi ambientali in funzione delle caratteristiche del territorio e dell'ambiente di lavoro; - Conoscenza delle metodologie per la valutazione delle criticità e opportunità ambientali ed economiche per lo sviluppo strategico di materiali, prodotti e processi; - Conoscenza delle metodologie di indagine condotte in laboratori sia di ricerca che industriali.

Sbocchi occupazionali

Il laureato in "Low Carbon Technologies and Sustainable Chemistry" (LoCaTe) si inserisce nell'ambito delle tecnologie sostenibili e a bassa intensità di carbonio, e nella gestione dei beni ambientali. Lavora all'interno di aziende ed enti pubblici e privati che si occupano di green e sustainable economy, di economia circolare e di energie rinnovabili, in ogni ambito in cui è utile un approccio che coniughi i cicli biogeochimici e la sostenibilità ambientale con quelli antropogenici. In particola trova occupazione in: - Laboratori analisi, gestione ambientale e degli impianti, società di Consulenza; - Pubblica amministrazione, enti pubblici e privati; - Società di servizi, multiutility.