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FONDAMENTI CHIMICI DELLE TECNOLOGIE
REGGIO DI CALABRIA
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
L’insegnamento si propone di fornire agli studenti le conoscenze e gli strumenti metodologici necessari per comprendere il ruolo della chimica nei processi di produzione, trasformazione e utilizzo dell’energia, nonché le conseguenze ambientali associate alle diverse fonti e tecnologie energetiche.
Il corso mira a sviluppare la capacità di distinguere e confrontare le principali fonti energetiche rinnovabili e non rinnovabili, analizzandone caratteristiche, potenzialità, limiti e impatti ambientali.
Particolare attenzione è dedicata al ruolo delle biomasse e dei materiali di scarto, agli sprechi energetici, ai cambiamenti climatici, all’inquinamento industriale, all’economia circolare e alle strategie per la transizione energetica.
Al termine del corso, lo studente sarà in grado di:
- definire il concetto di energia e riconoscerne le principali forme;
- descrivere i principi fondamentali della termodinamica applicati ai sistemi energetici;
- distinguere le fonti energetiche rinnovabili e non rinnovabili;
- illustrare le caratteristiche dei combustibili fossili e le principali conseguenze ambientali associate al loro utilizzo;
- descrivere le potenzialità delle biomasse, delle biomasse lignocellulosiche e dei materiali di scarto come fonti energetiche;
- riconoscere le principali modalità di produzione di energia dall’acqua, dall’aria e dalla terra;
- descrivere i principi generali dell’energia nucleare;
- analizzare il problema dello spreco energetico;
- collegare produzione e consumo di energia ai cambiamenti climatici e alle altre forme di danno ambientale;
- riconoscere i principi dell’economia circolare e della transizione energetica;
- analizzare gli impatti ambientali dei principali settori industriali;
- proporre semplici approcci sostenibili per affrontare problematiche energetiche e ambientali;
- sviluppare e discutere un’idea progettuale coerente con gli argomenti del corso;
- comunicare concetti e proposte utilizzando una terminologia scientifica appropriata.
Risultati di apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione:
Lo studente acquisirà conoscenze sui principi dell’energia e della termodinamica, sulle fonti energetiche rinnovabili e non rinnovabili, sui combustibili fossili, sulle biomasse, sull’energia nucleare, sugli sprechi energetici, sui cambiamenti climatici, sull’inquinamento industriale e sui principi dell’economia circolare.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite all’analisi di problematiche energetiche e ambientali, individuando possibili strategie sostenibili e sviluppando una semplice idea progettuale.
Autonomia di giudizio:
Lo studente sarà in grado di confrontare fonti e tecnologie energetiche, valutandone vantaggi, limiti e impatti, e di formulare giudizi motivati sulla sostenibilità delle soluzioni considerate.
Abilità comunicative:
Lo studente sarà in grado di presentare e discutere concetti, problematiche e proposte progettuali utilizzando un linguaggio scientifico chiaro e appropriato.
Capacità di apprendimento:
Lo studente svilupperà la capacità di approfondire autonomamente argomenti energetici e ambientali attraverso la consultazione di testi, materiali didattici e fonti scientifiche.
Prerequisiti
Per affrontare efficacemente i contenuti dell’insegnamento è utile possedere:
- conoscenze di base di chimica generale;
- conoscenze fondamentali relative alla struttura della materia e alle trasformazioni chimiche;
- conoscenze elementari di termodinamica;
- conoscenze matematiche di base;
- capacità di utilizzare le principali unità di misura dell’energia, della potenza e della temperatura;
- capacità di leggere e interpretare grafici, tabelle e semplici dati quantitativi;
- conoscenze generali relative alle principali problematiche ambientali.
Metodi didattici
Le attività sono svolte prevalentemente mediante lezioni frontali, finalizzate alla presentazione e alla discussione dei fondamenti teorici e applicativi relativi all’energia, alle fonti energetiche e agli impatti ambientali.
Le lezioni sono integrate da:
- esperienze pratiche di laboratorio;
- analisi e discussione di casi studio;
- lettura e interpretazione di dati, grafici e informazioni relativi ai sistemi energetici e ambientali;
- momenti di approfondimento e discussione degli argomenti trattati;
- sviluppo guidato di semplici idee progettuali riferite a problematiche energetiche e ambientali.
Le attività didattiche mirano a favorire la partecipazione attiva degli studenti e la capacità di collegare aspetti chimici, energetici, ambientali, tecnologici e sociali.
Il lavoro autonomo dello studente comprende:
- studio dei testi e del materiale didattico;
- approfondimento degli argomenti trattati;
- analisi dei casi studio;
- elaborazione dell’idea progettuale;
- preparazione alla prova orale.
Verifica Apprendimento
La verifica dell’apprendimento consiste in una prova orale finale basata sulla presentazione e discussione di un’idea progettuale coerente con gli argomenti dell’insegnamento.
Lo studente dovrà individuare una problematica di carattere energetico o ambientale e proporre un possibile approccio sostenibile, applicando le conoscenze acquisite durante il corso.
L’idea progettuale potrà riguardare, a titolo esemplificativo:
- il miglioramento dell’efficienza nell’uso dell’energia;
- la valorizzazione energetica di biomasse o materiali di scarto;
- la riduzione degli impatti ambientali di un processo o di un settore industriale;
- l’applicazione dei principi dell’economia circolare;
- la proposta di una soluzione per la transizione energetica;
- la prevenzione o la riduzione di una forma di inquinamento.
Durante la prova lo studente dovrà presentare la problematica selezionata, motivarne la rilevanza, descrivere la proposta progettuale e discuterne i possibili vantaggi, limiti e impatti.
La prova orale è finalizzata a verificare:
- la conoscenza e la comprensione degli argomenti del corso;
- la capacità di applicare le conoscenze a una problematica concreta;
- la capacità di individuare e analizzare gli aspetti energetici e ambientali rilevanti;
- la coerenza scientifica dell’idea progettuale;
- la capacità di formulare una proposta sostenibile;
- la capacità di stabilire collegamenti tra i diversi argomenti;
- l’autonomia di giudizio e la capacità critica;
- la chiarezza dell’esposizione;
- l’uso appropriato del linguaggio scientifico.
Il voto finale è espresso in trentesimi.
Criteri di attribuzione del voto
- 30–30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti; idea progettuale originale, scientificamente coerente e ben articolata; eccellente capacità di applicazione, analisi e collegamento; esposizione chiara, rigorosa e appropriata.
- 28–29: conoscenza approfondita degli argomenti; idea progettuale coerente e ben sviluppata; ottime capacità di analisi e applicazione; esposizione chiara, con lievi imprecisioni.
- 25–27: buona conoscenza degli argomenti; idea progettuale pertinente e complessivamente corretta; buona capacità di applicazione, con alcune limitazioni nell’analisi o nei collegamenti.
- 22–24: conoscenza discreta dei contenuti essenziali; idea progettuale semplice ma coerente; capacità di analisi sufficiente, con alcune lacune e limitata autonomia.
- 18–21: conoscenza di base degli argomenti principali; proposta progettuale essenziale; limitata capacità di applicare e collegare le conoscenze; esposizione non sempre precisa.
- Insufficiente: conoscenze frammentarie o gravemente incomplete; idea progettuale non coerente o non adeguatamente sviluppata; rilevanti errori concettuali; incapacità di applicare le conoscenze o di utilizzare un linguaggio scientifico appropriato.
La lode potrà essere attribuita allo studente che dimostri una preparazione particolarmente approfondita, piena autonomia di giudizio, capacità critica e originalità nella formulazione dell’idea progettuale.
Obbligatorietà
Prova orale finale: obbligatoria.
Presentazione e discussione dell’idea progettuale: obbligatoria.
Frequenza delle lezioni: facoltativa, ma fortemente consigliata.
Esperienze pratiche e attività di approfondimento: previste nell’ambito del corso.
Testi
- Gianni Comini, Giuliano Croce, Stefano Savino, Energetica generale, 5ª edizione, SGEditoriali, 2011.
- Stanley E. Manahan, Chimica dell’ambiente, Piccin, edizione disponibile.
- Altri testi pertinenti agli argomenti del programma.
- Materiale didattico, slide, articoli e documenti forniti dal docente.
I testi indicati possono essere utilizzati in modo complementare.
Contenuti
L’insegnamento affronta il tema dell’energia da un punto di vista chimico, ambientale e tecnologico, con particolare attenzione alle fonti energetiche, ai processi di conversione, agli impatti ambientali e alle strategie per la transizione energetica.
Il programma comprende i seguenti argomenti: definizione di energia e principali forme di energia; energia e termodinamica; fonti energetiche rinnovabili e non rinnovabili; fonti energetiche alternative; cambiamenti climatici e altri impatti ambientali connessi alla produzione e al consumo di energia; economia circolare e transizione energetica; inquinamento ambientale; principali settori industriali responsabili dell’inquinamento: industria energetica, industria agraria, industria tessile, industria alimentare, industria dei trasporti, industria edile, industria tecnologica; approcci sostenibili per la riduzione degli impatti ambientali; analisi e discussione di casi studio; esperienze pratiche di laboratorio connesse agli argomenti trattati durante il corso.
Altre informazioni
All’interno dell’insegnamento sono previste ore dedicate ad attività di supporto, approfondimento e discussione degli argomenti trattati.
Il materiale didattico utilizzato durante le lezioni e ulteriori documenti di approfondimento potranno essere resi disponibili attraverso la piattaforma istituzionale.
Gli studenti non frequentanti sono tenuti a fare riferimento all’intero programma, ai testi consigliati e al materiale didattico fornito dal docente.
Il ricevimento degli studenti è da concordare tramite posta elettronica istituzionale.
Per gli studenti con disabilità o disturbi specifici dell’apprendimento saranno adottate le misure previste dalla normativa vigente e concordate con i servizi competenti dell’Ateneo.