Insegnamento PROCESSI DI TRASPORTO E IDRAULICA PER L'AMBIENTE

Nome del corso di laurea Ingegneria per l'ambiente e il territorio
Codice insegnamento 70A00119
Curriculum Comune a tutti i curricula
Docente responsabile Marco Ferrante
CFU 10
Regolamento Coorte 2018
Erogato Erogato nel 2018/19
Erogato altro regolamento
Anno 1
Periodo Annuale
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Tipo attività Attività formativa integrata
Suddivisione

IDRAULICA PER L'AMBIENTE

Codice 70A00120
CFU 5
Docente responsabile Marco Ferrante
Docenti
  • Marco Ferrante
Ore
  • 40 Ore - Marco Ferrante
Attività Caratterizzante
Ambito Ingegneria per l'ambiente e territorio
Settore ICAR/01
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento Italiano. Nel caso di frequenza di studenti Erasmus, d’accordo con tutti gli studenti presenti in aula, parte delle normali lezioni e delle lezioni di didattica integrativa sarà in inglese
Contenuti Il corso parte dalla definizione di un fenomeno fisico di interesse ingegneristico (moti di filtrazione, moto vario in correnti a superficie libera) e dalle equazioni che lo governano per giungere alla sua modellazione per le pratiche applicazioni, con riferimenti alla normativa vigente, evidenziando limiti e ipotesi.
Testi di riferimento Dispense fornite dal docente e disponibili ai membri del gruppo Facebook ISA@unipg (https://www.facebook.com/groups/204315629742910/).
Parte delle dispense sono in inglese per favorire la conoscenza dell'inglese tecnico.
Obiettivi formativi Acquisire le capacità per applicare i modelli in maniera propria e con cognizione di causa per la soluzione di problemi ingegneristici di interesse applicativo.
Prerequisiti Conoscenze di idraulica e fondamenti di informatica.
Metodi didattici Lezioni frontali ed uso in aula del software PMWIN (MODFLOW pre- e post-processor, http://www.simcore.com) e HEC-RAS (http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/).
Modalità di verifica dell'apprendimento Prova scritta e esposizione di una tesina.

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso Moti di filtrazione Richiami delle equazioni dei moti di filtrazione in mezzi porosi saturi. Integrazione analitica delle equazioni e teoria e pratica delle prove di emungimento da pozzo. Esercitazione con impiego di Modflow. Integrazione numerica alla differenze finite. Condizioni al contorno e impostazione del problema inverso in acquiferi eterogenei. Confronto della soluzione numerica con misure di campo. Perimetrazione delle aree di salvaguardia: normativa di riferimento, soluzioni analitiche, particle tracking, applicazioni con Modpath.
Moto permanente e vario in alvei naturali.Richiami delle equazioni. Modelli semplificati ed estesi. Integrazione numerica alle differenze finite. Condizioni al contorno. Applicazioni con Hec-ras in moto permanente. I ponti e gli argini. Aree di pertinenza fluviale: normativa di riferimento, applicazioni a casi reali.

PROCESSI DI TRASPORTO NEI FLUIDI E NEL SUOLO

Codice GP004450
CFU 5
Docente responsabile Alessia Flammini
Docenti
  • Alessia Flammini
Ore
  • 40 Ore - Alessia Flammini
Attività Caratterizzante
Ambito Ingegneria per l'ambiente e territorio
Settore ICAR/02
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento ITALIANO
Contenuti Il modulo, avvalendosi di elementi della dinamica dei fluidi, affronta la modellazione dei processi di trasporto di contaminanti nel fluido acqua del sottosuolo e di vapore nel fluido aria al di sopra gli specchi d'acqua naturali o artificiali ed è pertanto strutturato nelle seguenti Unità didattiche:
- Trasporto degli inquinanti nel recettore suolo
- Evaporazione da riserve aperte in atmosfera
Testi di riferimento - C.W. FETTER, Contaminant Hydrogeology, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 1999;
- Dispense del Modulo disponibili sulla piattafoma UNI-STUDIUM.
Obiettivi formativi Il modulo, avvalendosi di elementi della dinamica dei fluidi, affronta la modellazione dei processi di trasporto di contaminanti nel fluido acqua del sottosuolo e di vapore nel fluido aria al di sopra gli specchi d'acqua naturali o artificiali.
Le principali conoscenze acquisite saranno relative a:
- modelli di trasporto dei contaminanti disciolti nell’acqua del sottosuolo (sia in zona insatura che satura);
- approcci per la stima del processo di evaporazione al di sopra di specchi d’acqua.
Le principali abilità saranno quelle di:
- selezionare e applicare un modello di trasporto (eventualmente semplificato) per lo studio dell’evoluzione di un pennacchio di contaminante nel recettore suolo (saturo o insaturo) e per l’eventuale progettazione di un opera di bonifica del sito, con adeguata cognizione delle equazioni e dei parametri coinvolti;
- quantificare, con l’opportuna metodologia, il processo evaporativo nell’ambito del bilancio idrologico di una riserva d’acqua.
Prerequisiti Al fine di comprendere lo sviluppo di alcuni modelli matematici descritti nell’ambito del modulo e perseguire gli obiettivi di apprendimento, è necessario che lo studente abbia acquisito le seguenti conoscenze:
- elementi analitici di base, quali integrali, derivate totali e parziali, equazioni differenziali (forniti nei Corsi di Analisi Matematica del Corso di Laurea in Ingegneria Civile, L-7, o equipollenti);
- elementi di dinamica dei fluidi e in particolare delle equazioni del moto e di conservazione dell’acqua in suolo saturo e insaturo (forniti nel Corso di Idrologia e Infrastrutture Idrauliche della Laurea in Ingegneria Civile, L-7, o equipollente).
I prerequisiti relativi a elementi di dinamica dei fluidi e in particolare alle equazioni del moto e di continuità in suolo saturo e insaturo sono comunque acquisiti nell'ambito del primo modulo del corso.
Metodi didattici Il corso è organizzato in:
- lezioni di didattica frontale;
- esercitazioni;
- seminari.
Altre informazioni Nessuna ulteriore informazione
Modalità di verifica dell'apprendimento Il corso appartiene all'insegnamento globale Processi di Trasporto e Idraulica per i Sistemi le cui modalità di verifica sono di seguito specificate.
L’esame prevede due prove, riguardanti rispettivamente i contenuti dei due moduli (in ordine cronologico: Idraulica per i sistemi e Processi di Trasporto nei Fluidi e nel Suolo), che potranno anche essere sostenute in sessioni diverse.

Per la prova relativa al primo modulo si rimanda al modulo medesimo.

Per quanto riguarda il secondo modulo, la prova è orale e consiste in una discussione della durata di circa 30-40 minuti, finalizzata ad accertare il livello di conoscenza dei contenuti teorici e metodologici forniti e dettagliati nel programma, nonché il livello di abilità e di autonomia di giudizio nel selezionare e utilizzare l’opportuno approccio per ciascun ambito applicativo, con consapevolezza delle ipotesi semplificative che sono alla base, del significato fisico delle quantità coinvolte e dei limiti di validità dei risultati conseguiti. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità di comunicazione e di sintesi organica, nonché la proprietà di linguaggio dello studente in relazione agli argomenti teorici e pratici trattati.

La valutazione finale verrà effettuata in trentesimi dalla commissione attraverso una media pesata dei risultati conseguiti nelle due prove, assumendo come pesi il rapporto fra il numero di crediti (CFU) associati a ciascun modulo e il numero di crediti totale dell’Insegnamento. Nel caso in cui il voto ottenuto, inopinatamente, non sia un intero, si opererà una approssimazione all'intero più vicino.
Programma esteso Il modulo, avvalendosi di elementi della dinamica dei fluidi, affronta la modellazione dei processi di trasporto di contaminanti nel fluido acqua del sottosuolo e di vapore nel fluido aria al di sopra gli specchi d'acqua naturali o artificiali ed è pertanto strutturato nelle seguenti due Unità didattiche.
1. Trasporto degli inquinanti nel recettore suolo (14 ore): i)Caratterizzazione della struttura del suolo, l'acqua nel terreno (contenuto e potenziale), campo di moto dell'acqua nel terreno, acquiferi (definizione e tipologia); ii) Inquinamento del suolo, inquinanti (tipologia e fonti di contaminazione); iii) Trasporto in mezzi saturi (diffusione, avvezione, dispersione meccanica e idrodinamica, equazione di avvezione-dispersione del trasporto del soluto disciolto, dispersività, interazioni contaminante-suolo e riformulazione dell'equazione del trasporto per processi di assorbimento, decadimento radioattivo e biodegradazione); iv) Trasporto in mezzo insaturo (interazioni del soluto con particelle colloidali, equazione fondamentale del trasporto in zona vadosa, modelli di equilibrio e non-equilibrio delle fasi liquida-solida in zona vadosa, percorsi preferenziali nella zona vadosa); v) Strumenti di monitoraggio (pozzi e altre metodologie), strumenti di contenimento di un fenomeno di contaminazione.
2. Evaporazione da riserve aperte in atmosfera (10 ore): i) Meccanismi in gioco nel processo di evaporazione delle riserve idriche; ii) Formulazione dell'evaporazione mediante metodi del bilancio di massa, del bilancio energetico, del trasporto di massa e combinato; iii) Evaporazione e dimensionamento di riserve artificiali per il raffreddamento di impianti; iv) Stima dell'evaporazione attraverso evaporimetro.
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