Course Syllabus
Obiettivi
Obiettivo principale è fornire allo studente le conoscenze teorico-pratiche utili per valutare l’interazione tra le attività produttive e l’ambiente in una prospettiva di sostenibilità e gli strumenti per operare in ambito di innovazione.
Conoscenze e capacità di comprensione
Al termine del corso lo studente conosce:
- I fondamenti della reattività in ambiente di composti chimici;
- I principali indicatori di sostenibilità ambientale;
- I fondamenti dell’analisi di ciclo di vita.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Al termine del corso lo studente è in grado di:
- Calcolare alcuni dei principali indicatori di sostenibilità ambientale;
- Calcolare flussi di massa ed energia nell'analisi di ciclo di vita di un prodotto o un processo.
Autonomia di giudizio
Al termine del corso lo studente è in grado di:
- Analizzare le fasi della vita di un prodotto o un processo;
- Valutare criticamente i risultati ottenuti dall'applicazione dei modelli;
- Individuare possibili interventi per la diminuzione degli impatti.
Capacità di apprendere
Essere in grado di applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, e di comprendere gli argomenti trattati nella letteratura scientifica riguardante la tematica della sostenibilità.
Contenuti sintetici
La reattività dei composti chimici in ambiente. Gli indicatori di sostenibilità e di sostenibilità ambientale. L’analisi di ciclo di vita.
Programma esteso
REACH aspetti generali.
Tempo di vita ed emivita dei composti in ambiente.
Reattività dei composti in atmosfera. Ossidi di azoto e di zolfo e loro reattività. Piogge acide. Le reazioni radicaliche dei composti organici volatili, ozono troposferico. I cloro-fluoro-carburi (CFC) e deplezione dell’ozono stratosferico. Il particolato atmosferico primario e secondario, sorgenti del PMx, composizione chimica del PMx, invecchiamento del PMx. Effetti sull’ambiente, sulla salute e beni culturali.
Reattività dei composti in acqua. Acqua come sistema aperto all’atmosfera e ai sedimenti, CO2, acidificazione e alcalinità delle acque superficiali. Reazioni di idrolisi, sostituzione ed eliminazione.
Cenni alle reazioni Red-Ox nelle acque superficiali, attività elettronica.
Gli indicatori di sostenibilità: Human development index, Index of Sustainable Economic Welfare. Gli indicatori di sostenibilità ambientale: analisi emergetica, ecological footprint, analisi di ciclo di vita. Analisi di ciclo di vita: storia, obiettivi, fasi di un’analisi, inventario (dati primari, secondari e terziari, allocazione), valutazione degli impatti (categorie di impatto midpoint ed endpoint, classificazione, caratterizzazione, normalizzazione, pesatura). Case studies.
Prerequisiti
Fondamenti di Chimica e di Fisica.
Modalità didattica
Il corso è strutturato in 2 CFU di lezioni frontali (16 ore) per fornire allo studente le conoscenze di base dei principi fondamentali arricchite da 4 CFU di esercitazioni (40 ore) per imparare l’utilizzo degli applicativi più utilizzati in questo ambito.
Materiale didattico
Il materiale didattico dell’insegnamento viene messo a disposizione sulla piattaforma e-learning.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale
L'esame prevede un colloquio volto a verificare la conoscenza degli argomenti trattati nelle lezioni frontali e nelle esercitazioni. Nella prova orale, per quanto possibile, lo studente verrà valutato sulla base dei seguenti criteri: (1) conoscenza e capacità di comprensione; (2) capacità di collegare i diversi concetti; (3) autonomia di analisi e di giudizio; (4) capacità di utilizzare correttamente il linguaggio scientifico.
Il voto è in trentesimi 18-30/30.
Orario di ricevimento
Su appuntamento da fissare per e-mail (ezio.bolzacchini@unimib.it, elena.collina@unimib.it).
Sustainable Development Goals
Aims
The main objective is to provide the student with the theoretical and practical knowledge useful for evaluating the interaction between production activities and the environment from a sustainability perspective and the tools to operate in the field of innovation.
Knowledge and understanding
At the end of the course the student knows:
- The fundamentals of environmental reactivity of chemical compounds;
- The main indicators of environmental sustainability;
- The fundamentals of life cycle analysis.
Applying knowledge and understanding
At the end of the course the student is able to:
- Calculate some of the main environmental sustainability indicators;
- Calculate mass and energy flows in the life cycle analysis of a product or process.
Making judgements
At the end of the course the student is able to:
- Analyze the phases of the life of a product or a process;
- Critically evaluate the results obtained from the application of the models;
- Identify possible interventions to reduce the impacts.
Learning skills
Being able to apply the acquired knowledge to contexts different from those presented during the course, and to
understand the topics covered in the scientific literature concerning the sustainability issue.
Contents
The reactivity of chemical compounds in the environment. The indicators of sustainability and environmental sustainability. Life cycle analysis.
Detailed program
REACH general aspects.
Life time and half life of the compounds in the environment.
Reactivity of compounds in the atmosphere. Oxides of nitrogen and sulfur and their reactivity. Acid rain. The radical reactions of volatile organic compounds, tropospheric ozone. Chloro-fluoro-carbides (CFCs) and stratospheric ozone depletion. Primary and secondary atmospheric particles, PMx sources, PMx chemical composition, PMx aging. Effects on the environment, health and cultural heritage.
Reactivity of compounds in water. Water as a system open to the atmosphere and sediments, CO2, acidification and alkalinity of surface waters. Reactions of hydrolysis, substitution and elimination.
Outline of Red-Ox reactions in surface waters, electronic activity.
Sustainability indicators: Human development index, Index of Sustainable Economic Welfare. Environmental sustainability indicators: emergetic analysis, ecological footprint, life cycle analysis. Life cycle analysis: history, objectives, phases of an analysis, inventory (primary, secondary and tertiary data, allocation), impact assessment (midpoint and endpoint impact categories, classification, characterization, normalization, weighing). Case studies.
.
Prerequisites
Fundamentals of Chemistry and Physics.
Teaching form
The course includes 2 CFU of lecture classes (16 hours) to provide the student with basic knowledge of the
fundamental principles enriched by 4 CFU of exercise sessions (40 hours) to learn how to use the most used
software in this area.
Textbook and teaching resource
Teaching material will be available on the e-learning platform.
Semester
First semester
Assessment method
Oral examination
The oral examination exam aim is to verify the knowledge of the topics covered in the lectures and exercises. In the
oral exam, as far as possible, the student will be assessed on the basis of the following criteria: (1) knowledge and
understanding; (2) ability to connect different concepts; (3) autonomy of analysis and judgment; (4) ability to use
the scientific language correctly.
Exam grade in the range 18-30/30.
Office hours
By appointment to be made by e-mail (ezio.bolzacchini@unimib.it, elena.collina@unimib.it).
Sustainable Development Goals
Staff
-
Ezio Giovanni Bolzacchini
-
Elena Maria Collina
