93249 - ENERGIA ED ETICA AMBIENTALE T

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze di base per un’analisi critica delle peculiarità tecniche e gestionali della produzione, trasporto e distribuzione dell'energia, sia da fonti fossili (gas naturale, carbone e petrolio), sia da fonti rinnovabili (idroelettrico, geotermico, eolico, solare, biomasse), nonché gli strumenti per lo studio delle filiere produttive delle principali fonti energetiche secondarie (elettricità, combustibili, vettore idrogeno, biocombustibili, etc.). Lo studente affronta inoltre anche la lettura dei bilanci energetici nazionali, i temi degli stoccaggi e della sicurezza degli approvvigionamenti, della mobilità sostenibile e dei green fuels, smart grid, power-to-gas, efficiency, zero carbon. Infine, il corso fornisce gli strumenti logici e tecnici per poter affrontare criticamente i principali temi della riflessione etica contemporanea in ambito ambientale: rapporto uomo-natura; salvaguardia della biosfera e dei diritti delle generazioni future; radici storico-culturali dei dissesti ambientali; risorse naturali e sostenibilità ambientale; surriscaldamento globale e destabilizzazione climatica; transizione energetica e dinamiche di resilienza; incrementi e squilibri demografici. In particolare, al termine del corso lo studente è in grado di: - Applicare autonomamente la gestione tecnologica, ambientale e di sicurezza nell’ambito delle suddette attività industriali. - Diagnosticare le interazioni tra produzione e consumo di energia, sviluppo economico e conservazione dell’ambiente. - Eseguire criticamente valutazioni comparate tra progetti o installazioni industriali del settore energetico. - Valutare le principali tipologie di impatto ambientale (anche in termini di costi/benefici) e di sostenibilità di tali progetti. - Analizzare le caratteristiche ambientali, ingegneristiche e di sostenibilità dei sistemi energetici, al fine di progettare il futuro in chiave etica ambientale.

Contenuti

Prerequisiti e Propedeuticità consigliate

L’allievo che accede a questo insegnamento ha acquisito e sa utilizzare le conoscenze di base della chimica, della fisica, della geologia e dell’idraulica. Tali conoscenze sono acquisite, di norma, superando l’esame di Chimica e Chimica Applicata, Geologia e Geologia Applicata, Idraulica, Fisica Generale e Fisica Tecnica Ambientale. Inoltre, padroneggia con sicurezza i metodi dell’analisi matematica e del calcolo delle probabilità a livello universitario, ed è in grado di utilizzare i vari sistemi di unità di misura, con particolare riferimento al Sistema Internazionale (SI).

Tutte le lezioni sono tenute in Italiano. È quindi necessaria un’ottima comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito.

Programma

Parte 1, Energia (Prof. P. Macini)

Il concetto fisico di energia/lavoro, rendimento, efficienza energetica, potenza e relative unità di misura del Sistema Internazionale. Concetto di energia primaria, energia secondaria, energia finale, energia utile. Analisi comparativa e scenari di produzione e distribuzione delle principali fonti di energia primaria. Le fonti energetiche fossili: petrolio greggio, gas naturale, carbone. Il panorama energetico italiano e mondiale relativo all’utilizzo di combustibili fossili. Il Bilancio Energetico Nazionale (BEN).

Gli idrocarburi nel mondo: consumi e definizione delle riserve. Cenni al prezzo del petrolio e ai fondamentali del mercato energetico. Le fasi industriali dei progetti di esplorazione, produzione e sviluppo di giacimenti di idrocarburi. Legislazione italiana relativa al rilascio dei titoli minerari: normative di sicurezza e studi di impatto ambientale. La sicurezza dell’industria petrolifera a terra e a mare: cenni alla legislazione italiana.

Il petrolio greggio, il gas naturale e il carbone: proprietà, usi, trasporto e problematiche ambientali. Produzione di energia da centrali termoelettriche a gas naturale e a carbone.

Il dilemma del nucleare: principi e problematiche della generazione elettrica da fonte nucleare.

Le fonti energetiche rinnovabili/alternative/sostenibili/durevoli: i fondamenti della tecnologia e dell’industria della generazione eolica, solare (applicazioni termiche e fotovoltaiche), idroelettrica e delle biomasse/bioenergie.

Il ruolo dell’idrogeno nello scenario energetico del futuro.

La produzione di energia geotermica da serbatoi ad alta media e bassa entalpia; prospettive attuali e future delle tecniche di geoscambio in ambito civile e industriale.

L’industria del gas naturale: stoccaggio nel sottosuolo, trasporto in condotta e fondamenti dell’industria LNG (Liquified Natural Gas). Trasporto del greggio in condotta e via mare; problemi di sicurezza e meccanismi di dispersione del greggio in mare. Gli idrocarburi non convenzionali e la rivoluzione dello shale gas.

L’impatto sul clima delle fonti fossili, la possibile mitigazione dell’effetto serra e le tecniche di cattura e stoccaggio geologico della CO2. Studio della subsidenza del suolo indotta dalla produzione di fluidi del sottosuolo. Accettabilità sociale della produzione degli idrocarburi.

Parte 2, Elementi di Etica Ambientale (Prof. E. Mesini + Prof. P. Macini).

Scopo della seconda parte del corso è di stimolare l'attenzione degli allievi sulle numerose urgenze ambientali che segnano il mondo attuale, rendendo sempre più evidenti i segni della crisi che sta investendo l'intera biosfera. Il corso prevede un inquadramento di ordine generale sulla riflessione etica contemporanea (rapporto uomo-natura, logiche applicative per la salvaguardia della biosfera e dei diritti delle generazioni future, radici storico-culturali dei dissesti ambientali, etc.), seguito dall'analisi di alcuni aspetti più strettamente legati agli approcci progettuali, di ricerca e di studio delle logiche di prevenzione. In particolare, verranno trattati i seguenti temi:

a) Incrementi e squilibri demografici.

b) Riscaldamento globale e destabilizzazione climatica.

c) Emissioni inquinanti e accentuazione dell'effetto serra..

d) Disponibilità di energia e ambiente.

Testi/Bibliografia

Testo di riferimento:

Paolo Macini, Ezio Mesini. Energia: risorse, tecnologia e ambiente, Bonomia University Press, 2021.

Bibliografia secondaria:

Maugeri L: Con tutta l’energia possibile, Sperling & Kupfer, Milano, 2011.

Calì M. (Ed.): Guida all'energia e alle civiltà umane, Esculapio, 2014.

C.J. Cleveland (Ed.): Encyclopedia of Energy, Elsevier, 2004 (full text access: https://www.sciencedirect.com/referencework/9780121764807/encyclopedia-of-energy#book-description )

Pozzati P., Palmeri F., Verso la cultura della responsabilità. Ambiente Tecnica Etica, Ed. Ambiente, Milano, 2007.

Acot P., Storia del clima. Il freddo e la storia passata. Il caldo e la storia futura, Donzelli, Roma - 2011.

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni in aula. Attività seminariali svolte da professionisti del mondo industriale o da esperti nel campo della ricerca. Possibili visite a impianti del settore energetico. Le lezioni saranno integrate da esercitazioni pratiche e discussioni su temi di attualità nel campo energetico, allo scopo di sviluppare il senso critico degli studenti, di riconoscere e valorizzare l’interdisciplinarità con altre materie di studio, al fine di delineare le soluzioni ingegneristiche più efficaci volte a risolvere i problemi teorici, tecnici e di gestione industriale affrontati durante le lezioni frontali.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso un esame finalizzato a valutare le capacità critiche e metodologiche maturate dallo studente, e ad accertare la conoscenza degli aspetti tecnologici e di gestione industriale presentati a lezione e illustrati nel materiale di studio. L’esame consiste nello svolgimento di una prova scritta (in presenza), da svolgere senza l’aiuto di appunti, libri o supporti informatici, o alternativamente di un colloquio orale (a distanza, in caso di prosecuzione della didattica a distanza) con domande di teoria e svolgimento di brevi esercizi.

La prova scritta è composta di norma da 3 quesiti a risposta aperta (a svolgimento sintetico, massimo 1 pagina di testo per ogni risposta), e di una serie di quesiti a risposta multipla (orientativamente tra 20 e 25 quesiti, alcuni dei quali potranno presentare semplici elementi di calcolo).

Il superamento dell’esame sarà garantito agli studenti che dimostreranno padronanza e capacità operativa in relazione ai concetti chiave illustrati nell’insegnamento. Particolarmente valutate saranno le capacità dello studente di sapersi muovere anche all’interno del materiale di studio, al fine di saper individuare in essi le informazioni utili che gli permettano di illustrare gli aspetti propri della materia. Il raggiungimento da parte dello studente di una visione organica dei temi affrontati a lezione, congiunta alla loro utilizzazione critica, la dimostrazione del possesso di una padronanza espressiva e di linguaggio specifico saranno valutati con voti di eccellenza. La conoscenza per lo più meccanica e/o mnemonica della materia, capacità di sintesi e di analisi non articolate e/o un linguaggio corretto ma non sempre appropriato porteranno a valutazioni discrete; lacune formative e/o linguaggio inappropriato (seppur in un contesto di conoscenze minimali del materiale d’esame) condurranno a voti che non supereranno la sufficienza. Lacune formative, linguaggio inappropriato, mancanza di orientamento all’interno del materiale di studio non potranno che essere valutati negativamente.

COME ISCRIVERSI AGLI ESAMI. L’iscrizione avviene tramite la procedura informatica Almaesami utilizzando le credenziali di Ateneo. Si ricorda che è sempre possibile, fino al giorno dell’esame compreso, cancellarsi dalla lista se non si parteciperà all’esame selezionando il pulsante “ritira” nella pagina Almaesami.

COME CONOSCERE IL RISULTATO DI UN ESAME. I risultati degli esami saranno pubblicati in AlmaEsami (il risultato sarà visibile a fianco dell’esame prenotato). Esempio di visualizzazione: Sostenuto (28) - significa che il docente ha solo pubblicato il voto. Verbalizzato: 28 - significa che il docente ha anche verbalizzato il voto. La valutazione negativa non comporta l’attribuzione di un voto. Essa è annotata mediante un giudizio sul verbale (secondo i casi: ritirato o respinto), non è inserita nel curriculum dello studente, pertanto non influisce sulla media della votazione finale (Regolamento didattico di Ateneo art.16 comma 7).

Qualora una valutazione positiva proposta dal docente non rispondesse alle aspettative dello studente, è ammessa la possibilità di “rifiutare il voto” almeno una volta, annullando definitivamente il risultato della valutazione stessa.

Strumenti a supporto della didattica

Presentazioni e materiale didattico preparati dal Docente.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paolo Macini

Consulta il sito web di Ezio Mesini