- Home
- Didattica
- I corsi di studio
- Corsi di laurea
IMPATTO AMBIENTALE DEI SISTEMI ENERGETICI
Obiettivi formativi
Obiettivo del Modulo è lo studio delle interazioni tra l'ambiente ed i sistemi per la conversione dell’energia, con particolare riferimento ai fenomeni di inquinamento (chimico e termico) ed all'impatto ambientale relativo ai sistemi energetici. Conoscenze e capacità di comprendere:
Alla fine del corso lo studente dovrà essere in grado di conoscere i principali problemi e le principali soluzioni oggi adottate per ridurre l'impatto ambientale derivante dai processi di generazione ed utilizzo dell'energia. Dovrà inoltre acquisire le conoscenze relative alla valutazione delle emissioni inquinanti degli impianti motori primi attraverso i parametri e le relative unità di misura impiegati per quantificare tali aspetti. Dovrà quindi conoscere i problemi, i limiti, i vantaggi e gli svantaggi legati alle soluzioni attuali per ridurre gli impatti a parità di risultato, ovvero con riferimento alla quantità di energia generata.
Competenze:
Lo studente dovrà essere in grado di valutare in maniera qualitativa e quantitativa le principali cause di impatto sull'ambiente derivante dai processi di generazione dell'energia tenendo conto dell'effetto utile finale, ovvero della quantità di energia generata ed utilizzata.
Autonomia di giudizio:
Lo studente dovrà possedere gli strumenti e le conoscenze necessarie per valutare e confrontare in maniera critica soluzioni diverse per la generazione di energia, con particolare riferimento agli impianti a combustibili fossili ed alle alternative attualmente possibili.
Capacità comunicative:
Lo studente dovrà possedere gli strumenti necessari per presentare in maniera efficace valutazioni e confronti di sistemi diversi per la generazione e l'utilizzo dell'energia con particolare riferimento agli impatti da essi causati sull'ambiente. Capacità di apprendimento:
Lo studente dovrà esse in grado, attraverso l'acquisizione di informazioni e dati tecnici sui sistemi oggetto di studio, di mantenere aggiornate le proprie conoscenze e competenze in merito alle soluzioni proposte e/o applicate per la generazione di energia ed ai relativi impatti sull'ambiente.
Il corso intende affrontare le problematiche legate alla generazione ed all'utilizzo dell'energia e del relativo impatto sull’ambiente. In particolare vengono delineati i principali aspetti relativi all'impiego dell'energia, all'uso delle fonti primarie, alle trasformazioni di energia ed all'utilizzazione di combustibili fossili nei processi di combustione che avvengono negli impianti termici motori.
Conoscenze e capacità di comprendere:
Alla fine del corso lo studente dovrà essere in grado di conoscere i principali aspetti e le problematiche legate ai consumi di energia nel mondo nonché le principali filiere dell'energia intese come la successione dei processi di generazione ed utilizzazione dell'energia a partire dalle fonti energetiche (rinnovabili e non), agli impianti motori, all'utilizzazione dell'energia. Dovrà inoltre acquisire le nozioni di base relative al concetto di efficienza nei processi di conversione energetica. Dovrà quindi avere un'idea di massima dei problemi, dei vantaggi e degli svantaggi delle diverse soluzioni oggi utilizzate e/o proposte per la generazione e l'utilizzo dell'energia.
Competenze:
Lo studente dovrà essere in grado di effettuare considerazioni di massima sulle caratteristiche operative, sulle prestazioni e sulle emissioni inquinanti degli impianti utilizzati per la generazione di energia a partire dalle fonti primarie. Dovrà inoltre essere in grado di confrontare qualitativamente soluzioni diverse per la generazione di energia a partire dalle fonti primarie.
Autonomia di giudizio:
Lo studente dovrà possedere gli strumenti e le conoscenze necessarie per effettuare criticamente confronti di massima tra filiere e soluzioni per la generazione e l'utilizzo dell'energia.
Capacità comunicative:
Lo studente dovrà possedere gli strumenti necessari per presentare in maniera efficace valutazioni e confronti di soluzioni diverse per la realizzazione di specifici processi di generazione dell'energia attraverso rappresentazioni sia grafiche che numeriche relative alla caratterizzazione energetica ed ambientale delle alternative possibili.
Capacità di apprendimento:
Lo studente dovrà essere in grado, sulla base delle conoscenze di base fornite nel corso, di acquisire autonomamente le informazioni, le caratteristiche, i dati diversi che possano essere utili per conoscere le principali caratteristiche dei sistemi e delle soluzioni utilizzate e/o proposte per la generazione e l'utilizzo dell'energia.
Prerequisiti
La frequenza al corso richiede le conoscenze fornite dai corsi di Fisica Tecnica e di Macchine e/o Sistemi Energetici.
La frequenza al corso richiede le conoscenze fornite dai corsi di Fisica e Chimica.
Contenuti dell'insegnamento
Aspetti generali. Richiami sulle macchine e sugli impianti. Richiami sulle fonti energetiche. Processi di conversione dell'energia. Trasformazioni energetiche negli impianti motori primi: rendimenti, consumo specifico di combustibile ed emissioni specifiche. Generalità sui fenomeni di inquinamento chimico e termico. Misura delle concentrazioni inquinanti. Cenni al sistema ambiente ed ai suoi comparti (idrosfera, atmosfera, geosfera). Cenni di meteorologia. Processi di combustione. Combustibili e loro caratteristiche. Impianti a vapore: combustibili, sistemi di combustione, soluzioni per ridurre la formazione delle emissioni. Sistemi di post-trattamento dei gas di scarico. Turbine a gas: combustibili, sistemi di combustione, soluzioni per ridurre la formazione delle emissioni. Sistemi di post-trattamento dei gas di scarico. Motori a combustione Interna: processi di combustione nei MCI ad accensione comandata e Diesel, sistemi e dispositivi per il controllo della carica e del processo di combustione. Emissioni inquinanti dei motori ad accensione comandata e Diesel: soluzioni per ridurre la formazione delle emissioni e sistemi di post-trattamento dei gas di scarico. Impianti per lo sfruttamento di altre fonti energetiche e relativo impatto ambientale. Strumenti e metodologie di misura delle emissioni. Normativa nazionale ed internazionale.
Aspetti generali. Il bilancio energetico del pianeta: contributi naturali ed antropici. Sostenibilità energetica: razionalizzazione ed uso di Fonti di Energia Rinnovabili. Consumi di energia nel mondo e fonti energetiche primarie. Caratteristiche delle fonti energetiche primarie: combustibili fossili e fonti rinnovabili. Tecnologie per l’utilizzazione delle fonti rinnovabili. Biomasse: disponibilità e caratteristiche, vantaggi e svantaggi. Energia idraulica, solare ed eolica.
Impianti motori primi: rendimenti dei processi di conversione ed utilizzazione dell'energia, consumo specifico di combustibile ed emissioni specifiche di inquinanti. Processi di combustione: cenni alle reazioni, ai combustibili ed ai meccanismi di formazione dei composti inquinanti. Cenni agli impianti a vapore, alle turbine a gas ed ai motori a combustione interna: principali emissioni degli impianti fissi e mobili e tecniche per la loro riduzione.
Programma esteso
Aspetti generali. Richiami sulle macchine e sugli impianti. Richiami sulle fonti energetiche. Processi di conversione dell'energia. Trasformazioni energetiche negli impianti motori primi: rendimenti, consumo specifico di combustibile ed emissioni specifiche. Generalità sui fenomeni di inquinamento chimico e termico. Misura delle concentrazioni inquinanti. Cenni al sistema ambiente ed ai suoi comparti (idrosfera, atmosfera, geosfera). Cenni di meteorologia. Processi di combustione. Combustibili e loro caratteristiche. Impianti a vapore: combustibili, sistemi di combustione, soluzioni per ridurre la formazione delle emissioni. Sistemi di post-trattamento dei gas di scarico. Turbine a gas: combustibili, sistemi di combustione, soluzioni per ridurre la formazione delle emissioni. Sistemi di post-trattamento dei gas di scarico. Motori a combustione Interna: processi di combustione nei MCI ad accensione comandata e Diesel, sistemi e dispositivi per il controllo della carica e del processo di combustione. Emissioni inquinanti dei motori ad accensione comandata e Diesel: soluzioni per ridurre la formazione delle emissioni e sistemi di post-trattamento dei gas di scarico. Impianti per lo sfruttamento di altre fonti energetiche e relativo impatto ambientale. Strumenti e metodologie di misura delle emissioni. Normativa nazionale ed internazionale.
Bibliografia
M.Bianchi, A.De Pascale, A.Gambarotta, A.Peretto – “Sistemi energetici - Impatto ambientale” - vol.3, pp.1-544, ISBN 88-371-1754-X, Pitagora Editrice, Bologna, 2008.
S.Turns, “An introduction to Combustion. Concepts and Applications”, McGraw-Hill, New York, 1996
G.Ferrari, "Motori a Combustione Interna", Il Capitello, 2016
R. Vismara, "Ecologia Applicata", Hoepli, 1992
M.L.Davis, D.A.Cornwell, "Introduction to Environmental Engineering", McGraw-Hill Int.Ed., 1991
P. A.Vesilind, J.J.Peirce, R.Weiner, "Environmental Engineering", Butterworth Publishers, 1988
A.H.Lefebvre, "Gas Turbine Combustion", McGraw-Hill, 1983
I.Glassman, "Combustion", Academic Press, 1977
J.B.Edwards, "Combustion: the formation and emission of trace species", Ann Arbor Science, 1974
M.Bianchi, A.De Pascale, A.Gambarotta, A.Peretto – “Sistemi energetici - Impatto ambientale” - vol.3, pp.1-544, ISBN 88-371-1754-X, Pitagora Editrice, Bologna, 2008.R.Vismara, "Ecologia Applicata", Hoepli, 1992M.L. Davis, D.A.Cornwell, "Introduction to Environmental Engineering", McGraw-Hill Int.Ed., 1991P.A.Vesilind, J.J.Peirce, R.Weiner, "Environmental Engineering", Butterworth Publishers, 1988
Metodi didattici
Nel corso delle lezioni verranno approfondite le problematiche generali connesse con i processi di conversione dell'energia e con i relativi impatti sull'ambiente. Il corso sarà affiancato da esercitazioni finalizzate alla valutazione quantitativa delle emissioni e delle cause di impatto derivanti dai processi di conversione dell'energia nonché da visite tecniche presso impianti e da seminari su temi specifici trattati da specialisti del settore.
Nel corso delle lezioni verranno approfondite le nozioni fondamentali per lo studio di massima dei processi di conversione ed utilizzazione dell'energia a partire dalle fonti energetiche primarie. Nell'ambito del corso sarà presentato anche qualche esempio numerico finalizzato a consentire allo Studente di acquisire dimestichezza con le unità di misura utilizzate per valutare le caratteristiche operative dei sistemi impiegati per la generazione e l'utilizzo dell'energia.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell'apprendimento si realizza attraverso un colloquio orale basato su domande teoriche e sull'applicazione della teoria a problemi anche originali: saranno valutate in particolare la capacità critica, la proprietà di esposizione e la capacità di correlare gli argomenti trattati.
La verifica dell'apprendimento si realizza attraverso colloquio orale nel corso del quale attraverso domande sui temi trattati nel corso verranno valutate in particolare la capacità critica, la proprietà di esposizione e la capacità di correlare gli argomenti trattati.
Altre informazioni
E' vivamente consigliata la frequenza alle lezioni del corso.
E' vivamente consigliata la frequenza alle lezioni del corso.
Attività Mutua
Attività Padre
Altri insegnamenti
ANNO DI CORSO: 1
ANNO DI CORSO: 2
ANNO DI CORSO: 3

