Insegnamento GEOMATERIALI E SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE
| Nome del corso di laurea | Scienze della terra e dell'ambiente |
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| Codice insegnamento | A004575 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Azzurra Zucchini |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2025 |
| Erogato | Sarà erogato nel 2027/28 |
| 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 occuperà 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 e le applicazioni tecnologico-industriali di riferimento; - 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 ed eventualmente escursioni didattiche. In dettaglio: - lezioni frontali in aula sugli argomenti del corso; - visita dei principali laboratori di microscopia ottica ed elettronica e diffrazione di raggi X; - possibili escursioni didattiche giornaliere presso stabilimenti produttivi, con l'obiettivo di osservare direttamente alcuni dei processi industriali affrontati durante il corso. |
| Altre informazioni | |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L'esame si svolgerà con una prova orale della durata di 20/25 minuti circa. Agli studenti e alle studentesse verranno sottoposte 1 domanda per ciascuno dei seguenti raggruppamenti dei concetti studiati durante il corso. In particolare: Sostenibilità ambientale ed economia circolare Geomateriali naturali e di seconda generazione Metodologie analitiche Impiego di geomateriali nella nostra vita L'obiettivo della prova è quello di verificare il livello di conoscenza acquisito dagli studenti e dalle studentesse relativamente agli aspetti affrontati durante il corso. La valutazione della prova orale sarà inoltre formulata tenendo in considerazione la capacità di collegamento tra i requisiti di sostenibilità ambientale, 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. Sostenibilità ambientale ed economia circolare. - Sostenibilità ambientale ed economia circolare: definizione ed introduzione alla tematica. - Criteri ambientali minimi (CAM). - Life Cycle Assessment (LCA). 2. I geomateriali naturali e di seconda generazione. - I geomateriali: definizione, classificazione e introduzione agli impieghi. - I Critical Raw Materials (CRM): definizione e introduzione alla problematica. - Rifiuti industriali da attività estrattive, da processi chimici e di termovalorizzazione: origine e caratterizzazione chimico-fisica. - 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. 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 - 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. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | 11 Città e comunità sostenibili 12 Consumo e produzione responsabili 13 Lotta contro il cambiamento climatico |