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Biologia Applicata all'Ingegneria Sanitaria Ambientale

Settore scientifico disciplinare	Numero crediti formativi (CFU)
ICAR/03	6

INFORMAZIONI GENERALI

 

Obiettivi Formativi

Il corso si prefigge di fornire allo studente le conoscenze relative ai processi biologici applicati nella tutela degli equilibri degli ecosistemi e nella prevenzione dell'inquinamento chimico, fisico e biologico. Focus del corso è l’approfondimento dei cicli biologici alla base dell’applicazione delle tecnologie industriali pulite; al disinquinamento dell'aria; alla progettazione, valutazione d'impatto, costruzione, gestione delle opere e degli impianti per il trattamento e smaltimento dei rifiuti solidi e liquidi e degli effluenti gassosi civili e industriali e per la depurazione e potabilizzazione delle acque; alle tecniche di bonifica dei siti contaminati.

Lo studente acquisirà le necessarie conoscenze per comprendere quali sono i principali parametri che regolano i processi biologici e i criteri per la loro ottimizzazione ed il monitoraggio.

Completano la formazione le esercitazioni di laboratorio con cui lo studente apprenderà conoscenze pratiche anche per l’esecuzione di campagne di monitoraggio.

Alla fine del corso lo studente avrà acquisito le conoscenze e le capacità utili per fornire un importante contributo nel settore multidisciplinare inerente al complesso tema del contrasto all’inquinamento.

 

Risultati di apprendimento attesi

 

Conoscenza e capacità di comprensione

Lo studente dovrà avere acquisito la conoscenza e capacità di comprensione inerente:

• Ai processi biologici relativi alla potabilizzazione delle acque;
• Ai processi biologici relativi al trattamento delle acque reflue civili ed industriali;
• Ai processi biologici caratteristici degli impianti di trattamento e recupero/smaltimento dei rifiuti solidi;
• Ai principi biologici utilizzati per processi di trattamento di effluenti aeriformi;
• Ai principali fenomeni di inquinamento del suolo e delle acque sotterranee ed alle tecniche di bonifica;
• Ai principali fenomeni di inquinamento delle acque superficiali ed alle tecniche di intervento per la riparazione;

 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente sarà in grado di sviluppare la capacità di definire i processi biologici ed i parametri principali di monitoraggio/controllo nei processi di trattamento delle acque, dei rifiuti, degli effluenti.

Sarà inoltre in grado di interpretare i dati di qualità delle principali matrici ambientali e individuare le tecnologie idonee alla riparazione.

 

Autonomia di giudizio

Lo studente dovrà aver acquisito capacità di giudizio critico degli aspetti relativi alla materia in particolare riuscendo ad identificare i processi ottimali per il trattamento di acque, rifiuti ed effluenti gassosi ed a riconoscere l’efficacia degli stessi a seguito di opportune attività di controllo e monitoraggio.

Dovrà inoltre acquisire la capacità critica di pianificare opportunamente piani di monitoraggio per la valutazione dello stato qualitativo delle matrici ambientali ed individuare le tecnologie di intervento più opportune.

 

Abilità di comunicare

Lo studente svilupperà con l’aiuto del docente la capacità di sintesi e correlazione tra i vari argomenti, utilizzando un linguaggio scientifico appropriato ai fini di una comunicazione puntuale e rigorosa anche con altri specialisti. Sarà in grado di descrivere i principali parametri di controllo dei processi biologici proposti fornendo chiare indicazioni agli altri specialisti del settore.

 

Capacità di apprendimento

Lo studente dovrà aver acquisito le basi per mantenere una capacità di apprendimento adeguata all’approfondimento e aggiornamento continuo delle proprie competenze nell’individuazione delle tecnologie sperimentali e degli inquinanti emergenti.

 

PROGRAMMA DEL CORSO

 

Parte I – La normativa di riferimento

• Il Testo Unico Ambientale (D.lgs. 152/06);
• I principi della normativa comunitaria in tema di tutela delle acque e gestione dei rifiuti;
• La normativa sulla bonifica dei siti contaminati.

 

Parte II – Il ciclo delle acque

• Caratteristiche biologiche delle acque primarie e delle acque reflue;
• Tecniche di campionamento ed analisi;
• Processi biologici di trattamento: principi di microbiologia e biochimica; processi aerobici e anaerobici; crescita batterica e rimozione del substrato, cenni sui reattori biologici con e senza ricircolo cellulare, coagulazione, flocculazione, sedimentazione. Filtrazione. Disinfezione.
• Inquinamento delle acque superficiali - Caratteristiche dei corpi idrici nei riguardi dei fenomeni di inquinamento: fiumi, bacini a debole ricambio; acque di falda; mare. Indicatori dello stato qualitativo delle acque superficiali e di quelle sotterranee, eutrofia dei bacini a debole ricambio. Tecniche di risanamento.

 

Parte III – Rifiuti solidi ed effluenti gassosi

• Classificazione dei rifiuti solidi. Composizione, campionamento e analisi;
• Principi sulla gestione dei rifiuti solidi: preparazione al recupero, riciclaggio, smaltimento;
• Discariche: processi biochimici; percolato; biogas;
• Il trattamento della frazione organica: compostaggio aerobico, trattamento anaerobico;
• Trattamenti termici: incenerimento e recupero energetico; caratterizzazione e controllo dei residui solidi e degli effluenti gassosi;
• Tecniche di trattamento degli effluenti gassosi.

 

Parte IV – Bonifiche  

• Piani di caratterizzazione ambientale;
• Campionamento ed analisi;
• Individuazione delle migliori tecniche di bonifica;
• I principali processi biologici per la bonifica (suolo e acque sotterranee);
• Monitoraggio ambientale degli interventi di bonifica;
• Cenni sul danno ambientale

 

Parte V – Attività pratica esercitativa

Esempi di possibili esercitazioni:

• Applicazione di processi biologici alla depurazione delle acque e/o del suolo;
• Trattamento anaerobico di rifiuti organici;
• Visite ad impianti di trattamento delle acque;
• Visite ad impianti di trattamento rifiuti.

 

 

Testi consigliati

Il docente stabilisce la necessità di integrare il materiale fornito (videolezioni, slides, esercitazioni) con i seguenti testi, cui il docente può fare riferimento durante le lezioni:

 

• D.Lgs. 152/06 e successive modifiche e integrazioni;
• Luca Bonomo. Trattamenti delle acque reflue. McGraw-Hill.
• Carlo Collivignarelli, Giorgio Bertanza. Ingegneria sanitaria-ambientale. Città Studi, 2016
• Sirini P. (2002). Ingegneria Sanitaria-Ambientale, Mc Graw-Hill, Milano;
  Boni M.R. (2007). Fenomeni di inquinamento degli ambienti naturali, Carocci, Roma.

 

 

MODALITÀ DI ESAME, PREREQUISITI, ESAMI PROPEDEUTICI

 

Modalità di accertamento dei risultati di apprendimento acquisiti dallo studente

L'acquisizione dei risultati di apprendimento previsti viene accertata attraverso la verifica del completamento delle attività di autovalutazione presenti alla fine di ogni sezione dell'insegnamento e attraverso la prova di esame.

I test di autovalutazione permettono allo studente di monitorare la propria comprensione degli argomenti somministrati e, nel caso ci siano delle difficoltà, di attivarsi per colmare le lacune o chiedere ulteriori spiegazioni al docente tramite incontri di didattica interattiva.

Tutti i contenuti trattati nell’ambito dell’insegnamento costituiscono oggetto di valutazione.

La valutazione delle competenze acquisite dallo studente avverrà attraverso un colloquio orale o in forma scritta nelle date d’appello previste dall’Ateneo e pubblicate in piattaforma.

La valutazione prevede l’identificazione del raggiungimento degli obiettivi previsti ed in particolare per ogni argomento saranno valutati:

-          il grado di acquisizione della conoscenza degli argomenti trattati (50% del punteggio)

-          la capacità di sintesi e correlazione tra i vari argomenti oltre a una corretta terminologia (25% del punteggio)

-          la comprensione e la capacità di definire i processi biologici nei processi di trattamento delle acque, dei rifiuti, degli effluenti (25% del punteggio).

 

Modalità di esame

La valutazione finale avverrà nelle date d’appello previste dall’Ateneo e pubblicate in piattaforma, in modalità scritta online, scritta strutturata in presenza e/o orale.

 

Prova scritta strutturata:

-15/30 domande (scelta multipla, vero o falso con o senza risposta motivata)

-ad ogni domanda viene assegnato un punteggio massimo di 1

-ad ogni risposta non data o errata viene assegnato un valore di 0

-ad ogni risposta imprecisa (descrizione incompleta di schede/mappe mute) viene assegnato un valore parziale (0.25 oppure 0.50 a seconda del livello di completezza)

 

Prova orale: colloquio della durata di circa 20 minuti per studente.

 

Propedeuticità

Non sono previste propedeuticità.

 

Prerequisiti

È richiesta, per la comprensione del corso, la conoscenza delle basi di Biologia generale, di Fisica, Chimica inorganica ed organica ed Ecologia.

 

ORGANIZZAZIONE DIDATTICA

 

Modalità di erogazione del corso:

Il corso si articola in 4 parti + 1 parte di attività esercitativa. Sono offerte videolezioni e attività di didattica interattiva.

I contenuti delle videolezioni sono parte integrante del programma d’esame, ma per numerosi argomenti sono necessari ulteriori approfondimenti ed è raccomandata la consultazione dei libri di testo indicati dai docenti.

 

Attività didattiche previste

Le attività di didattica, suddivise tra didattica erogativa (DE) e didattica interattiva (DI), saranno costituite da 6 ore per CFU e ripartite secondo una struttura di 2,5 ore di DE (tenuta in considerazione la necessità di riascolto) e di 1 ora di DI per ciascun CFU.

 

Attività didattica erogativa (30 ore):

• 30 lezioni frontali videoregistrate, della durata di circa 30 minuti ciascuna, sempre disponibili in piattaforma (ogni videolezione corrisponde a 1 ora di didattica erogativa considerando la necessità di riascolto).

 

Attività didattica interattiva (6 ore):

• Glossario: contiene la descrizione dei termini scientifici che gli studenti troveranno nel corso delle videolezioni. Gli studenti possono partecipare attivamente ad ampliare la quantità di termini specialistici contenuti in questo glossario, inserendo i termini scientifici incontrati nel corso delle video-lezioni. I termini scientifici inseriti da ciascun studente saranno sottoposti a valutazione da parte del docente, il quale, nel corso dell'esame, terrà conto dell'operato degli studenti partecipanti.
• Forum di approfondimento tematici: ha lo scopo di approfondire gli argomenti del corso che risultano di difficile comprensione per gli studenti o che interessano maggiormente. Si tratta di uno strumento che dà a ciascun studente la possibilità di aggiungere un argomento di discussione che verrà successivamente approfondiremo insieme al docente.
• Su richiesta degli studenti e dopo un sondaggio sulle preferenze, si organizzano incontri interattivi periodici in videoconferenza in date e orari concordati e su tematiche specifiche del programma per gli studenti che preparano l’esame.

 

Attività di autoapprendimento:

• test di autovalutazione con domande a scelta multipla, alla fine di ogni lezione.

 

L'articolazione tra DE e DI, per ciascun modulo, sarà organizzata coerentemente con gli obiettivi formativi specifici dell’insegnamento.

 

 

Ricevimento studenti  

Il docente all’inizio dell’anno accademico propone un incontro online con tutti gli studenti per presentare il corso, discutere il focus delle lezioni e gli obiettivi del programma e rispondere alle domande sull’organizzazione del corso.

Il docente è sempre reperibile via e-mail e altri contatti messi a disposizione tramite la piattaforma didattica oltre che tramite il forum nella sezione "Comunica col docente" presente anch’essa in piattaforma didattica.