Acquisire i concetti e le metodologie di studio della Chimica Fisica Ambientale. In particolare: conoscere le basi scientifiche del concetto di sostenibilità; conoscenze termodinamiche per lo studio di flussi di inquinanti; conoscenze approfondite sulle dinamiche termodinamiche e ambientali terrestri; analisi del ciclo di vita, LCA; informazioni di base sul fine vita dei prodotti.

In particolare:

• D1 – Conoscenza e comprensione

  Comprendere i principi termodinamici, cinetici e di trasporto che governano i fenomeni ambientali; conoscere i fondamenti della modellizzazione ambientale, dell’analisi del ciclo di vita e delle metodologie sperimentali per lo studio e la rimozione degli inquinanti.

  
  

  D2 – Capacità di applicare conoscenza e comprensione

  Applicare modelli quantitativi a problemi ambientali, elaborare dati di monitoraggio e svolgere esperimenti per studiare emissioni, trasporto e rimozione di contaminanti, interpretandone i risultati.

  
  

  D3 – Autonomia di giudizio

  Valutare criticamente ipotesi, limiti e attendibilità dei modelli e dei risultati sperimentali attraverso l’analisi dei casi studio e delle esperienze di laboratorio; motivare la scelta degli approcci utilizzati e discuterne le implicazioni ambientali.

  
  

  D4 – Abilità comunicative

  Presentare metodi, risultati e conclusioni mediante relazioni, grafici e discussioni orali, utilizzando un linguaggio scientifico appropriato e adattando l’esposizione a interlocutori specialisti e non specialisti.

  
  

  D5 – Capacità di apprendimento

  Consultare autonomamente letteratura scientifica e banche dati ambientali, integrando le informazioni reperite con le conoscenze acquisite per affrontare nuovi problemi e approfondire le metodologie utilizzate nel corso.

L’insegnamento comprende lezioni frontali, esercitazioni al computer sui casi studio e attività sperimentali di laboratorio.

La Didattica Erogativa presenta i principi chimico-fisici e gli strumenti di modellizzazione, contribuendo allo sviluppo della conoscenza e della comprensione. La Didattica Interattiva comprende simulazioni, elaborazione di dati, esperimenti e discussione dei risultati, favorendo le capacità applicative e l’autonomia di giudizio. La redazione delle relazioni e il confronto sui risultati sviluppano le abilità comunicative; la consultazione delle fonti e l’approfondimento dei metodi sostengono l’apprendimento autonomo.

Qualora l’insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto sopra dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel presente syllabus.

Sono importanti conoscenze di base di chimica fisica, con particolare riferimento alla termodinamica, alla cinetica chimica e ai fenomeni di trasporto.

La frequenza è obbligatoria per almeno il 70% delle lezioni, secondo il Regolamento didattico del Corso di Studio. Eventuali esenzioni parziali o totali sono deliberate dal Consiglio del Corso di Studio nei casi previsti dal regolamento.

Casi studio 'in silico'

1- Misurare la temperatura della Terra. Stima della temperatura di equilibrio terrestre a partire dall'emissione di un corpo nero

2- L'impronta ecologica dell'espresso. Moka vs Nespresso: energia, rifiuti ed emissioni di CO₂ equivalente

3- Insalata in 4a gamma o insalata al mercato? Il concetto di ciclo di vita applicato alle insalate pronte e agli sprechi alimentari

4- Vivere sottovento rispetto a una raffineria: modelli gaussiani a piuma e a sbuffo per la dispersione degli inquinanti atmosferici

5- Tempo di fuga: la cinetica di uno sversamento in mare. Diffusione, dispersione e tempo di risposta dopo il rilascio di sostanze inquinanti in acqua di mare

6- Una passeggiata random nel suolo contaminato. Simulazione stocastica della migrazione degli inquinanti nei suoli contaminati

7- Quando il mondo si è fermato. Riduzione dell'inquinamento atmosferico durante il lockdown pandemico

8- La chimica atmosferica può convincere un terrapiattistà? Utilizzo del ciclo fotochimico NOx–O₃ per dedurre la periodicità annuale

9 -Una macchina può sentire l'odore dell'inquinamento? Big data del naso elettronico per la valutazione dell'impatto olfattivo

Casi studio 'in laboratorio'

1 - Sistema pilota per lo studio di emissioni di gas inquinanti nella troposfera

2 - Polimeri superassorbenti per la remediation di terreni inquinati da metalli pesanti

3 - Fotodegradazione di un contaminante organico

4 - Adsorbimento di contaminanti in matrice acquosa su materiali a basso costo

1. John Harte, Consider a Spherical Cow, seconda edizione, University Science Books. ISBN 978-1-940380-22-3.

2. Materiale didattico del docente relativo ai casi studio e alle esperienze di laboratorio: dispense, protocolli sperimentali, dati e istruzioni per la loro elaborazione.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame orale

Definizione di irraggiamento solare, albedo, temperatura terreste Cinetica di degradazione. 

Sintesi e applicazioni di nanoparticelle per eco-remediation 

Cosa sono inversione di temperatura e gradiente termico?