Obiettivi formativi
Il corso intende fornire le conoscenze di base relative alla generazione ed all'utilizzo dell'energia e del relativo impatto sull’ambiente. In particolare vengono delineati i principali aspetti relativi all'impiego dell'energia, all'uso delle fonti primarie, alle trasformazioni di energia ed all'utilizzazione di combustibili fossili nei processi di combustione che avvengono negli impianti termici motori.
Conoscenze e capacità di comprendere:
Alla fine del corso lo studente sarà in grado di conoscere i principali aspetti e le problematiche legate ai consumi di energia nel mondo nonché le principali filiere dell'energia intese come la successione dei processi di generazione ed utilizzazione dell'energia a partire dalle fonti energetiche (rinnovabili e non), agli impianti motori, all'utilizzazione dell'energia. Avrà inoltre acquisito le nozioni di base relative al concetto di efficienza nei processi di conversione energetica. Disporrà quindi delle nozioni di massima relative ai problemi, ai vantaggi ed agli svantaggi delle diverse soluzioni oggi utilizzate e/o proposte per la generazione e l'utilizzo dell'energia.
Competenze:
Lo studente sarà in grado di formulare considerazioni di massima sulle caratteristiche operative, sulle prestazioni e sulle emissioni inquinanti degli impianti utilizzati per la generazione di energia a partire dalle fonti primarie. Sarà inoltre in grado di confrontare qualitativamente soluzioni diverse per la generazione di energia a partire dalle fonti primarie.
Autonomia di giudizio:
Lo studente possederà gli strumenti e le conoscenze necessarie per effettuare criticamente confronti di massima tra filiere e soluzioni per la generazione e l'utilizzo dell'energia dal punto di vista dei principali impatti sull’ambiente.
Capacità comunicative:
Disporrà inoltre degli strumenti necessari per presentare in maniera efficace valutazioni e confronti di soluzioni diverse per la realizzazione di specifici processi di generazione dell'energia attraverso rappresentazioni sia grafiche che numeriche relative alla caratterizzazione energetica ed ambientale delle alternative possibili.
Capacità di apprendimento:
Lo studente sarà in grado, sulla base delle conoscenze di base fornite nel corso, di acquisire autonomamente le informazioni, le caratteristiche, i dati diversi che possano essere utili per conoscere le principali caratteristiche dei sistemi e delle soluzioni utilizzate e/o proposte per la generazione e l'utilizzo dell'energia con riferimento ai possibili impatti sull’ambiente.
Prerequisiti
La frequenza al corso richiede le conoscenze fornite dai corsi di Fisica e Chimica.
Contenuti dell'insegnamento
Aspetti generali. Il bilancio energetico del pianeta. Sostenibilità energetica. Consumi di energia. Combustibili fossili e fonti rinnovabili. Tecnologie per l’utilizzazione delle fonti rinnovabili. Biomasse. Energia idraulica, solare ed eolica.
Impianti motori primi: rendimenti dei processi di conversione ed emissioni specifiche di inquinanti. Processi di combustione. Cenni agli impianti a vapore, alle turbine a gas ed ai motori a combustione interna. Principali emissioni degli impianti fissi e mobili e tecniche per la loro riduzione.
Programma esteso
Aspetti generali. Il bilancio energetico del pianeta: contributi naturali ed antropici. Sostenibilità energetica: razionalizzazione ed uso di Fonti di Energia Rinnovabili. Consumi di energia nel mondo e fonti energetiche primarie. Caratteristiche delle fonti energetiche primarie: combustibili fossili e fonti rinnovabili. Tecnologie per l’utilizzazione delle fonti rinnovabili. Biomasse: disponibilità e caratteristiche, vantaggi e svantaggi. Energia idraulica, solare ed eolica.
Impianti motori primi: rendimenti dei processi di conversione ed utilizzazione dell'energia, consumo specifico di combustibile ed emissioni specifiche di inquinanti. Processi di combustione: cenni alle reazioni, ai combustibili ed ai meccanismi di formazione dei composti inquinanti. Cenni agli impianti a vapore, alle turbine a gas ed ai motori a combustione interna: principali emissioni degli impianti fissi e mobili e tecniche per la loro riduzione.
Bibliografia
Gli argomenti affrontati durante il corso sono presentati con analogo approccio e con identica simbologia nel testo seguente:
M.Bianchi, A.De Pascale, A.Gambarotta, A.Peretto – “Sistemi energetici - Impatto ambientale” - vol.3, pp.1-544, ISBN 88-371-1754-X, Pitagora Editrice, Bologna, 2008.
Per ulteriori approfondimenti lo studente può inoltre consultare il testo seguente:
R.Vismara, "Ecologia Applicata", Hoepli, 1992
Le slides proiettate durante il corso in formato PDF verranno caricate sulla piattaforma Elly: per scaricare tale materiale da Elly è necessaria l’iscrizione al corso on line. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dal docente tramite la piattaforma Elly.
Metodi didattici
Le attività didattiche saranno condotte nella forma di lezioni frontali in aula. Nel corso delle lezioni verranno approfondite le nozioni fondamentali per lo studio di massima dei processi di conversione ed utilizzazione dell'energia a partire dalle fonti energetiche primarie. Nell'ambito del corso sarà presentato anche qualche esempio numerico finalizzato a consentire allo Studente di acquisire dimestichezza con le unità di misura utilizzate per valutare le caratteristiche operative dei sistemi impiegati per la generazione e l'utilizzo dell'energia.
Il docente è disponibile durante l’orario di ricevimento ed anche su appuntamento (e-mail) per chiarimenti sulle lezioni.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento si realizza attraverso il solo esame finale, che accerta l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità (ossia l‘acquisizione dei risultati di apprendimento) attraverso un colloquio orale.
Esso consiste in una domanda teorica sugli argomenti svolti nel corso e sull'applicazione della teoria a problemi anche originali: saranno valutate in particolare la capacità critica, la proprietà di esposizione e la capacità di correlare gli argomenti trattati.
La domanda viene valutata su una scala da 0 a 30. Per superare l’esame è necessario che la votazione sia almeno pari a 18/30.
Il voto finale è ottenuto calcolando la media aritmetica dei voti delle due domande della prova orale (entrambi in trentesimi). Il voto finale viene comunicato immediatamente al termine dell’esame.
Si ricorda che l'iscrizione on line all'appello è OBBLIGATORIA per sostenere l’esame finale.
Altre informazioni
E' vivamente consigliata la frequenza alle lezioni del corso.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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