ID:
511424
Durata (ore):
56
CFU:
6
SSD:
FONDAMENTI CHIMICI DELLE TECNOLOGIE
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (30/09/2024 - 17/01/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
L'obiettivo del corso è quello di fornire le conoscenze e le competenze necessarie per: (i) comprendere i principi fondamentali della chimica circolare e le loro applicazioni pratiche nei materiali e nei processi chimici; (ii) valutare l'importanza delle risorse minerarie nelle transizioni energetiche e nelle moderne tecnologie; (iii) applicare i principi dell'ecodesign per migliorare la sostenibilità nello sviluppo di prodotti e processi chimici; e (iv) riflettere sulle implicazioni etiche e sociali della produzione e del consumo di sostanze chimiche, con particolare attenzione alla giustizia ambientale, all'equità delle risorse e all'impatto sulla comunità, nonché alla formulazione di strategie circolari.
Prerequisiti
Conoscenze di base di chimica generale e chimica fisica, acquisite negli insegnamenti della laurea triennale
Metodi didattici
Metodi didattici Le attività didattiche prevedono ore sia in aula (4 CFU) che in laboratorio (2 CFU).
Il corso si compone di lezioni frontali, alternate a lezioni di stampo euristico socratico durante le quali sarà privilegiato il confronto dialogico con l’aula e prevede seminari da parte di esperti del mondo industriale su tematiche specifiche affrontate attraverso casi studio selezionati.
Le attività di laboratorio sono finalizzate ad acquisire competenze sulle principali strategie di riciclo e di recupero di alcuni materiali critici primari e sui metodi di valutazione della sostenibilità.
Le slide utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate sulla cartella Drive accessibile dalla piattaforma KIRO. Per scaricare le slide è necessaria l’iscrizione al corso.
Le slide vengono considerate parte integrante del materiale didattico assieme ad articoli scientifici e capitoli di libro consigliati dai docenti. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite.
Il corso si compone di lezioni frontali, alternate a lezioni di stampo euristico socratico durante le quali sarà privilegiato il confronto dialogico con l’aula e prevede seminari da parte di esperti del mondo industriale su tematiche specifiche affrontate attraverso casi studio selezionati.
Le attività di laboratorio sono finalizzate ad acquisire competenze sulle principali strategie di riciclo e di recupero di alcuni materiali critici primari e sui metodi di valutazione della sostenibilità.
Le slide utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate sulla cartella Drive accessibile dalla piattaforma KIRO. Per scaricare le slide è necessaria l’iscrizione al corso.
Le slide vengono considerate parte integrante del materiale didattico assieme ad articoli scientifici e capitoli di libro consigliati dai docenti. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite.
Verifica Apprendimento
La valutazione sommativa degli apprendimenti è effettuata tramite un esame finale orale, che si compone di tre parziali, relativi ai tre moduli. Lǝ studente dovrà dimostrare di aver compreso i principi fondamentali della chimica circolare, e di essere in grado di (i) valutare l'importanza delle risorse minerarie nelle transizioni energetiche e nelle moderne tecnologie, (ii) applicare i principi dell'ecodesign per migliorare la sostenibilità nello sviluppo di prodotti e processi chimici, (iii) riflettere sulle implicazioni etiche e sociali della produzione e del consumo di materiali e prodotti chimici.
Testi
Non è previsto un unico libro di testo. I materiali per la preparazione dell'esame finale comprendono gli appunti delle lezioni, le diapositive, i capitoli dei libri di testo e gli articoli scientifici suggeriti. I materiali sono disponibili dalla piattaforma KIRO.
Letture suggerite:
M.F. Ashby, Materials and the Environment Eco-Informed Material Choice, Butterworth-Heinemann, 2021
S.E. Kesler and A.C. Simon, Mineral Resources, Economics and the Environment, Cambridge University Press, 2015
European Commission, Critical Raw Materials and the Circular Economy – Background Report, 2017.
European Commission, Critical Raw Materials for Strategic Technologies and Sectors in the EU – a Foresight Study, 2020.
European Commission, Critical Raw Materials Resilience: Charting a Path towards greater Security and Sustainability - 2020
Letture suggerite:
M.F. Ashby, Materials and the Environment Eco-Informed Material Choice, Butterworth-Heinemann, 2021
S.E. Kesler and A.C. Simon, Mineral Resources, Economics and the Environment, Cambridge University Press, 2015
European Commission, Critical Raw Materials and the Circular Economy – Background Report, 2017.
European Commission, Critical Raw Materials for Strategic Technologies and Sectors in the EU – a Foresight Study, 2020.
European Commission, Critical Raw Materials Resilience: Charting a Path towards greater Security and Sustainability - 2020
Contenuti
L'obiettivo del corso è fornire una comprensione ampia dei principi della chimica circolare e dell'ecodesign. Il corso esaminerà le correlazioni tra questi concetti, al fine di ottimizzare l'efficienza delle risorse, ridurre al minimo i rifiuti e progettare processi e prodotti sostenibili in una prospettiva di economia circolare. Si attingerà alle discipline della chimica, della scienza dei materiali, dell'economia e della politica ambientale per affrontare le sfide dell'utilizzo delle risorse, del riciclo e della gestione dei rifiuti. Particolare enfasi sarà posta sulle risorse critiche per le tecnologie di transizione energetica. Verrà analizzato l'impatto ambientale dei materiali, le sfide del consumo delle risorse e le strategie per raggiungere la sostenibilità attraverso l'applicazione dei principi dell'economia circolare.
MODULE A (2 CFU, 16 h)
Il legame tra società e natura. I flussi di materiali e il nesso delle risorse. Contesto storico: Rivoluzioni industriali e materiali non rinnovabili. Il pensiero di sistema nella Chimica Circolare.
Risorse naturali. Riserve e risorse. Eco-proprietà e aspetti geoeconomici di materiali e processi. Consumo di risorse e suoi fattori trainanti. Nesso tra materiali, energia e acqua. Panoramica delle risorse minerarie. Impatto ambientale e socio-economico dell'estrazione mineraria. Estrattivismo dei materiali.
Materiali critici e rischi della catena di approvvigionamento. Materie prime critiche: definizione e principali fornitori globali. Importanza strategica del CRM per la transizione ecologica e digitale. Fattori che contribuiscono alla criticità. Rischi della catena di approvvigionamento. Tasso di riciclo e riciclaggio a fine vita. Potenziale di sostituzione. Il CRM nel contesto dell'UE. Strategie e politiche per la mitigazione del rischio. Caso di studio sui materiali critici e le loro implicazioni geopolitiche.
Il ciclo di vita dei materiali. I principi del riciclaggio: affrontare le criticità e ridurre l'esaurimento delle risorse. Il concetto di rifiuto come risorsa. Materiali secondari. La gerarchia dei rifiuti. Ottimizzazione dell'efficienza delle risorse. Scala della circolarità.
Recupero delle risorse e circolarità dei materiali. Tecnologie e processi di riciclaggio. Urban mining. Esplorazione del potenziale di recupero di materiali preziosi dagli ambienti urbani. Sfide e barriere per un riciclo efficace. Ostacoli al pieno recupero di materia dai rifiuti.
Sostenibilità e politiche globali. Introduzione alla sostenibilità: storia e interpretazione. Quadri di sostenibilità. L'impronta ecologica: metodi e applicazioni. Panoramica della legislazione internazionale: trattati, protocolli e strumenti economici. Regolamento REACH. Sistemi di scambio di emissioni. ISO 14000.
MODULO C (1 CFU, 8 h)
Introduzione all'Ecodesign. L'Ecodesign è essenziale per la circolarità economica e lo sviluppo sostenibile, in linea con la Direttiva EcoDesign e il Green Deal europeo.
Strategie chiave per la progettazione ecocompatibile. Strategie come “chiudere il cerchio” per la riciclabilità e “rallentare il cerchio” per la durata. Principi di Design for Disassembly (DfD) e Material Passports per la tracciabilità.
Ecodesign attraverso il ciclo di vita del prodotto. Applicazione dei principi di ecodesign in ogni fase del ciclo di vita del prodotto: produzione, utilizzo e riutilizzo.
Modularità e design circolare. La modularità facilita le riparazioni, gli aggiornamenti e il riciclaggio. Il ruolo degli strumenti digitali nell'ottimizzazione del design circolare.
Ridefinizione dei modelli di business attraverso l'ecodesign. Supporto ai modelli di business circolari come il Product-as-a-Service (PaaS) e la Sharing Economy.
Strumenti e metodologie per l'implementazione dell'ecodesign. Metodologie pratiche come Design for X (DfX) e Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA). Il ruolo degli strumenti digitali come le simulazioni.
Casi di studio sulla progettazione ecocompatibile. Esempi reali di industrie come la ceramica e la chimica verde, conformi alle normative europee e agli obiettivi del Green Deal.
Sfide e opportunità dell'ecodesign. Riduzione della dipendenza da materie prime critiche, integrazione dei valori sociali nella progettazione e utilizzo dell'ecodesign per affrontare le sfide dell'Industria X.0.
MODULE A (2 CFU, 16 h)
Il legame tra società e natura. I flussi di materiali e il nesso delle risorse. Contesto storico: Rivoluzioni industriali e materiali non rinnovabili. Il pensiero di sistema nella Chimica Circolare.
Risorse naturali. Riserve e risorse. Eco-proprietà e aspetti geoeconomici di materiali e processi. Consumo di risorse e suoi fattori trainanti. Nesso tra materiali, energia e acqua. Panoramica delle risorse minerarie. Impatto ambientale e socio-economico dell'estrazione mineraria. Estrattivismo dei materiali.
Materiali critici e rischi della catena di approvvigionamento. Materie prime critiche: definizione e principali fornitori globali. Importanza strategica del CRM per la transizione ecologica e digitale. Fattori che contribuiscono alla criticità. Rischi della catena di approvvigionamento. Tasso di riciclo e riciclaggio a fine vita. Potenziale di sostituzione. Il CRM nel contesto dell'UE. Strategie e politiche per la mitigazione del rischio. Caso di studio sui materiali critici e le loro implicazioni geopolitiche.
Il ciclo di vita dei materiali. I principi del riciclaggio: affrontare le criticità e ridurre l'esaurimento delle risorse. Il concetto di rifiuto come risorsa. Materiali secondari. La gerarchia dei rifiuti. Ottimizzazione dell'efficienza delle risorse. Scala della circolarità.
Recupero delle risorse e circolarità dei materiali. Tecnologie e processi di riciclaggio. Urban mining. Esplorazione del potenziale di recupero di materiali preziosi dagli ambienti urbani. Sfide e barriere per un riciclo efficace. Ostacoli al pieno recupero di materia dai rifiuti.
Sostenibilità e politiche globali. Introduzione alla sostenibilità: storia e interpretazione. Quadri di sostenibilità. L'impronta ecologica: metodi e applicazioni. Panoramica della legislazione internazionale: trattati, protocolli e strumenti economici. Regolamento REACH. Sistemi di scambio di emissioni. ISO 14000.
MODULO C (1 CFU, 8 h)
Introduzione all'Ecodesign. L'Ecodesign è essenziale per la circolarità economica e lo sviluppo sostenibile, in linea con la Direttiva EcoDesign e il Green Deal europeo.
Strategie chiave per la progettazione ecocompatibile. Strategie come “chiudere il cerchio” per la riciclabilità e “rallentare il cerchio” per la durata. Principi di Design for Disassembly (DfD) e Material Passports per la tracciabilità.
Ecodesign attraverso il ciclo di vita del prodotto. Applicazione dei principi di ecodesign in ogni fase del ciclo di vita del prodotto: produzione, utilizzo e riutilizzo.
Modularità e design circolare. La modularità facilita le riparazioni, gli aggiornamenti e il riciclaggio. Il ruolo degli strumenti digitali nell'ottimizzazione del design circolare.
Ridefinizione dei modelli di business attraverso l'ecodesign. Supporto ai modelli di business circolari come il Product-as-a-Service (PaaS) e la Sharing Economy.
Strumenti e metodologie per l'implementazione dell'ecodesign. Metodologie pratiche come Design for X (DfX) e Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA). Il ruolo degli strumenti digitali come le simulazioni.
Casi di studio sulla progettazione ecocompatibile. Esempi reali di industrie come la ceramica e la chimica verde, conformi alle normative europee e agli obiettivi del Green Deal.
Sfide e opportunità dell'ecodesign. Riduzione della dipendenza da materie prime critiche, integrazione dei valori sociali nella progettazione e utilizzo dell'ecodesign per affrontare le sfide dell'Industria X.0.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Altre informazioni
In riferimento alle linee di indirizzo per le modalità didattiche (a.a. 2024/2025), per studenti iscrittә al corso che certificano di trovarsi in una delle condizioni indicate nell’allegato A, verranno concordate fino a 2 ore di ricevimento settimanali, anche online. Il ricevimento dovrà essere concordato via posta elettronica con almeno una settimana di anticipo. Le modalità di esame resteranno invariate.
Corsi
Corsi
CHIMICA
Laurea Magistrale
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