72584 - PRINCIPI FISICI PER IL MONITORAGGIO ENERGETICO E AMBIENTALE

Anno Accademico 2021/2022

  • Docente: Massimo Andretta
  • Crediti formativi: 6
  • SSD: FIS/07
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Cesena
  • Corso: Laurea in Ingegneria elettronica per l'energia e l'informazione (cod. 8767)

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce i fondamenti teorici ed applicativi delle tecniche per il monitoraggio energetico ed ambientale, con particolare attenzione a quanto richiesto dalle vigenti leggi e normative tecniche di settore. Lo studente acquisisce le conoscenze sui processi di produzione dell'energia, sia a scopo civile/abitativo, sia industriale e sui meccanismi di emissione, dispersione e reazione degli inquinanti nei diversi comparti ambientali. Lo studente acquisisce anche competenze nella valutazione dei rischi in ambito ingegneristico ed ambientale, utili per il corretto monitoraggio dell'efficienza dei processi, della loro sicurezza e degli impatti ambientali prodotti. Lo studente comprende, anche tramite esempi ed esperienze in campo, gli strumenti teorici e le conoscenze applicative per la progettazione di reti efficienti di monitoraggio energetico ed ambientale.

Contenuti

Programma: Richiami alle leggi fisiche fondamentali della trasmissione del calore. L'inquinamento ambientale prodotto dai sistemi energetici e le relative tecniche di mitigazione. Cenni sui principi di base della fisica dei reattori a fusione nucleare. Analisi e discussione degli incidenti nucleari di Three Miles Island, Chernobyl e Fukushima. I gas serra, i cambiamenti climatici globali ed i modelli dinamici applicati ai problemi ambientali e climatici. Richiami alle norme EPA, alle Direttive Europee ed alla normativa italiana in materia ambientale. Norme sulle metodiche di campionamento, la progettazione delle reti di monitoraggio. L'inquinamento indoor e suo rapporto  con l'inquinamento esterno. Principi, tecniche e strumenti elettronici per le analisi termografiche in campo ingegneristico, i campionamenti e le analisi di inquinanti ambientali. Cenni sulle equazioni fondamentali della fluidodinamica. Nozioni fondamentali di fisica della bassa atmosfera (troposfera). Teoria dei modelli di simulazione di tipo "gaussiano". Cenni sulla dispersione degli inquinanti ed agenti patogeni in ambienti confinati. Tecniche e strumenti elettronici per la rilevazione delle emissioni e delle concentrazioni di inquinanti. Nozioni di teoria generale dei trasduttori.

Testi/Bibliografia

Fondamentale sarà l'utilizzo degli appunti di lezione e di materiale didattico reso disponibile in rete.

Per ulteriori approfondimenti si consigliano:

- Y. A. Cengel, J. M. Cimbala, R.H. Turner, "Elementi di fisica tecnica. Termodinamica applicata. Meccanica dei fluidi. Trasmissione del calore" 5° Ediz., McGraw-Hill Education, Milano 2017.

- M. Bianchi, A. de Pascale, A. Gambarotta, A. Peretto, "Sistemi energetici", Vol. 3 - Impatto Ambientale, Pitagora Editrice, Bologna 2008.

- P. Zannetti, “Air Pollution Modeling. Theoris, Computational Methods and Available”. Springer, 1990. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4757-4465-1 (In particolare, i Capitoli: 1-3).

- M. J. Deaton, J. J. Winebrake, "Dynamic Modeling of Environmental Systems", Springer-Verlag, New York,  2000

- J.M. Wallace, P.V. Hobbs, “Atmospheric Science. An Introductory Survey", Academic Press, Elsevier Inc., II Edition, 2006.

- S.R. Hanna, G.A. Briggs, R.P.Hosker Jr., Handbook on Atmospheric Diffusion”, U.S: Dept. Of Energy, NTIS, 1982, http://www.wmo.int/pages/prog/www/DPFSERA/documents/workbook.pdf

- R. Sozzi et al., “La micrometeorologia e la dispersione degli inquinanti in aria”, http://www.isprambiente.gov.it/files/aria/micrometeorologiadispersioneinquinanti.pdf

- B. Gates, “Clima come evitare un disastro. Le soluzione di oggi. Le sfide di domani“, La Nave di Teseo, Milano 2021.

- S. Levantesi, “I bugiardi del clima. Potere, politica, psicologia di chi nega la crisi del secolo “, Editori Laterza, 2021.

 

Metodi didattici

Il corso è strutturato in lezioni frontali in aula nelle quali vengono presentati gli elementi teorici fondamentali. Alla presentazione teorica di ogni tema trattato fanno seguito  lezioni dedicate alla risoluzione di esercizi, problemi esemplificativi, discussione di casi di studio, esercitazioni pratiche all'uso di specifici strumenti.

Tutto ciò a sottolineare la natura applicativa della disciplina e per fare acquisire agli studenti i dettagli ed i metodi di utilizzo ed applicazione delle nozioni apprese.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova orale finale. Essa parte da un argomento a scelta dello studente, fra quelli svolti a lezione, eventualmente strutturato in una breve dissertazione scritta, che lo studente può preparare ed esporre all'esame. Seguono alcune domande volte ad accertare l'acquisizione delle conoscenze scientifiche e tecnicheimpartite a lezione.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna luminosa, PC, videoproiettore.

Il materiale didattico presentato a lezione viene messo a disposizione dello studente in formato elettronico sul sito del docente.

Verranno svolti esercizi in classe e simulazioni al computer su casi di particolare interesse.

Alcuni argomenti trattati nel corso, di particolare rilievo ed attualità, saranno introdotti tramite la lettura e discussione in classe di recenti, specifici, articoli scientifici.

Saranno anche mostrati video didattici illustrativi di alcuni specifici argomenti, particolarmente interessanti dal punto di vista tecnico/scientifico.

Sono previste, se autorizzate, visite a centri di controllo della qualità dell'aria ed a postazioni di reti di monitoraggio della Regione Emilia Romagna.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Massimo Andretta

SDGs

Energia pulita e accessibile Lotta contro il cambiamento climatico La vita sulla terra

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.