Insegnamento GEOMATERIALI E SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE

Nome del corso di laurea	Scienze della terra e dell'ambiente
Codice insegnamento	A004575
Curriculum	Comune a tutti i curricula
Docente responsabile	Azzurra Zucchini
Docenti	Azzurra Zucchini
Ore	52 Ore - Azzurra Zucchini
CFU	6
Regolamento	Coorte 2024
Erogato	Sarà erogato nel 2026/27
Attività	Affine/integrativa
Ambito	Attività formative affini o integrative
Settore	GEO/06
Anno	3
Periodo	Secondo Semestre
Tipo insegnamento	Opzionale (Optional)
Tipo attività	Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento	Italiano
Contenuti	Il corso prevederà una parte iniziale in cui verranno introdotti i concetti di sostenibilità ambientale, transizione ecologica ed economia circolare. La seconda parte del corso si occuperò di studiare le tecniche analitiche maggiormente impiegate per lo studio dei geomateriali, con particolare riferimento alle analisi chimico-mineralogiche. Si passerà quindi allo studio dei geomateriali e alle loro applicazioni industriali e tecnologiche, con particolare riferimento al loro impiego sostenibile, sia come materiali naturali che come materie prime di seconda generazione. Le lezioni frontali saranno coadiuvate da attività pratiche, in cui verrà proposta l’esecuzione a scala di laboratorio di una delle applicazioni tecnologico-industriali studiate.
Testi di riferimento	Materiale fornito dal docente.
Obiettivi formativi	Il corso “Geomateriali e sostenibilità ambientale” ha lo scopo di fornire agli studenti e alle studentesse una approfondita conoscenza su: - il concetto di sostenibilità ambientale applicato alle realtà tecnologico-industriali; - le diverse tipologie di geomateriali maggiormente utilizzati nelle applicazioni tecnologico-industriali; - le metodologie analitiche utilizzate per lo studio dei geomateriali; - la differenza tra geomateriali naturali e materie prime di seconda generazione, nell’ottica di un’economia di tipo circolare e di un miglioramento delle caratteristiche di sostenibilità ambientale di alcuni processi tecnologico-industriali. Le conoscenze principali acquisite dallo studente saranno: - conoscenze circa le caratteristiche mineralogiche e cristallografiche dei minerali fondamentali per la transizione ecologica, impiegati nei vari processi industriali, nonché dei principali prodotti di scarto; - conoscenze relative alle principali analisi chimiche e mineralogiche impiegate per studiare differenti tipologie di materie prime e di prodotti industriali; - conoscenze circa la differenza tra prodotti di scarto, sottoprodotti e materie prime di seconda generazione, con applicazione a differenti tipi di realtà tecnologico-industriali; Le abilità principali acquisite dallo studente saranno: - capacità di riprodurre in laboratorio alcuni dei processi industriali studiati in un’ottica sostenibile; - capacità di analizzare e quindi scegliere le materie prime naturali e/o di scarto migliori da utilizzare in ciascun campo industriale analizzato; - capacità di utilizzo delle principali tecniche di analisi chimico-mineralogica impiegate per studiare i geomateriali sia naturali che di seconda generazione, con particolare attenzione alla microscopia ottica, microscopia elettronica, fluorescenza di raggi X, diffrazione di raggi X, spettroscopia Raman ed IR. Lo studente, alla fine del corso, avrà le basi per affrontare problematiche mineralogiche in campo industriale, nonché per intraprendere studi metodologici e sperimentali volti a migliorarne l'efficienza produttiva e la sostenibilità ambientale.
Prerequisiti	Gli argomenti trattati necessitano che lo studente sia a conoscenza della mineralogia sistematica e dei concetti base di cristallografia. Tali argomenti verranno comunque ripresi nella prima parte del corso. Per poter sostenere l'esame finale, è fortemente consigliato il superamento dell'esame di “Mineralogia”.
Metodi didattici	Il corso sarà organizzato con lezioni frontali, esercitazioni in laboratorio ed eventualmente escursioni didattiche. In dettaglio: - lezioni frontali in aula sugli argomenti del corso; - esercitazioni in laboratorio per riprodurre alcuni dei processi industriali studiati; - esercitazioni nei laboratori di microscopia ottica ed elettronica e diffrazione di raggi X per applicare le suddette analisi mineralogiche alle materie prime di seconda generazione, nonché ai prodotti finiti, di alcuni tra i processi industriali studiati; - possibili escursioni didattiche giornaliere presso stabilimenti in riferimento ad alcuni tra i processi industriali studiati.
Altre informazioni
Modalità di verifica dell'apprendimento	L'esame si svolgerà con una prova orale. L'obiettivo della prova è quello di verificare il livello di conoscenza acquisito dagli studenti e dalle studentesse relativamente agli aspetti teorici e pratici affrontati durante il corso. La valutazione della prova orale sarà inoltre formulata tenendo in considerazione la capacità di collegamento tra le necessità richieste dai processi tecnologico-industriali, i geomateriali naturali e di seconda generazione utilizzabili e le tecniche analitiche da impiegare sia sulle materie prime che sul prodotto finito. Gli studenti e le studentesse saranno inoltre valutati/e in base alla capacità di esposizione e all'adeguatezza del linguaggio tecnico/scientifico utilizzato. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti e alle studentesse con disabilità e/o DSA si può fare riferimento alla pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa.
Programma esteso	1. Ripasso di concetti chiave di mineralogia e basi di cristallografia 2. Sostenibilità ambientale ed economia circolare - Sostenibilità ambientale ed economia circolare: definizione ed introduzione alla tematica. - I Critical Raw Materials (CRM): definizione e introduzione alla problematica. - Rifiuti industriali da attività estrattive, da processi chimici e di termovalorizzazione: caratterizzazione chimico-fisica e determinazione della loro pericolosità per l’ambiente e la salute umana. - Tecniche di upcycling dei materiali di scarto, rispetto a tecniche di downcycling: processi di rigenerazione di prodotti di scarto in materiali di seconda generazione. - Definizione e trattazione di esempi di riutilizzo di prodotti di scarto come materiali di seconda generazione. - Analisi di Life Cycle Assessment (LCA): definizione ed impiego per la quantificazione in termini energetici dell’impatto sull’ambiente dei processi industriali che utilizzano prodotti di seconda generazione rispetto ai processi industriali tradizionali. 3. Basi di microscopia ottica, microscopia elettronica, fluorescenza di raggi X, diffrazione di raggi X, spettroscopia Raman ed IR. 4. Impiego di geomateriali nella nostra vita - I geomateriali: definizione. - I minerali industriali: definizione e trattazione di gruppi di minerali impiegati in attività industriali. - Cementi: geomateriali impiegati, possibili materie prime di seconda generazione, composizione mineralogica delle materie prime, produzione dei cementi, minerali dei cementi, caratterizzazione del prodotto finito, sostenibilità ambientale nell’industria dei cementi. - Ceramici: geomateriali impiegati, possibili materie prime di seconda generazione, materiali ceramici industriali e tecnologici, materiali ceramici avanzati, produzione dei materiali ceramici, caratterizzazione del prodotto finito, sostenibilità ambientale nell’industria dei ceramici. - Geopolimeri: geomateriali impiegati, possibili materie prime di seconda generazione, processi di produzione, impieghi. - Geomateriali micro- e meso-porosi: caratteristiche, proprietà ed applicazioni. - Vetri: geomateriali impiegati, possibili materie prime di seconda generazione, produzione industriale dei vetri, caratterizzazione del prodotto finito, sostenibilità ambientale nel processo produttivo dei vetri. - Zeoliti: struttura, caratteristiche, proprietà, impieghi nelle tematiche ambientali.
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile	11 Città e comunità sostenibili 12 Consumo e produzione responsabili 13 Lotta contro il cambiamento climatico