Green chemistry ed energie rinnovabili in agricoltura
A.A. 2024/2025
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le conoscenze per la gestione delle biomasse di scarto di origine agro-industriali e urbana, oltre che per il loro possibile utilizzo per produrre beni, biomolecole e bioenergia attraverso processi biologici o approcci chimico-fisici.
Analizzare dal punto di vista tecnico il ruolo dell'agricoltura nella generazione di energia da fonti rinnovabili, illustrando problematiche e soluzioni per migliorare la sostenibilità complessiva (tecnica, economica e ambientale) delle filiere energetiche e promuovere la transizione ecologica.
Analizzare dal punto di vista tecnico il ruolo dell'agricoltura nella generazione di energia da fonti rinnovabili, illustrando problematiche e soluzioni per migliorare la sostenibilità complessiva (tecnica, economica e ambientale) delle filiere energetiche e promuovere la transizione ecologica.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento gli studenti sapranno sviluppare soluzioni alternative allo smaltimento di biomasse di scarto in un contesto di bio-economy.
Sarà inoltre per loro possibile acquisire basi e competenze per: (i) identificare le differenti filiere energetiche; (ii) definire soluzioni tecnologiche per la generazione di energia da fonti rinnovabili compatibilmente con la gestione sostenibile dei processi produttivi agricoli.
Sarà inoltre per loro possibile acquisire basi e competenze per: (i) identificare le differenti filiere energetiche; (ii) definire soluzioni tecnologiche per la generazione di energia da fonti rinnovabili compatibilmente con la gestione sostenibile dei processi produttivi agricoli.
Periodo: annuale
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
annuale
Programma
PART 1. Chimica verde in agricoltura
1) Definizione di Biomassa, impatti dello smaltimento in discarica, concetto di rifiuto e sottoprodotto, approccio end waste per le biomasse di scarto.
2) Le biomasse di scarto: frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU), fanghi di depurazione civile, biomasse dell'agro-industria, biomasse ligno-cellulosiche.
3) Proprietà chimico-biologiche delle biomasse: definizione e metodi di caratterizzazione, i concetti di biodegradabilità e recalcitranza.
2) Concetto di bioraffineria e approccio gerarchico del valore del prodotto; sviluppo di processi integrati.
4) Processi di trasformazione delle biomasse per impiego agronomico:
4.1. Il Compostaggio; definizione, parametri di processo e caratteristiche del compost (stabilità biologica, capacità patogeno repressiva)
4.2. La digestione anaerobica: definizione, parametri di processo e caratteristiche del digestato
4.3 La depurazione delle acque: efficienza di depurazione e produzione di fanghi.
4.4. La pirolisi destinata alla produzione di biochar e hydrochar. Caratteristiche chimico-fisiche-biologiche dei prodotti; Utilizzo tecnologico del biochar.
5) I biostimolanti da biomasse di scarto: produzione, caratterizzazione, utilizzo.
6) Produzione di frazioni bioattive per l'agricoltura: i biofitofarmaci
7) Recupero di nutrienti dalle biomasse: solfato d'ammonio; struvite.
8) Le emissioni odorigene: definizione, misura, sistemi di contenimento.
- Parte 2 Energie rinnovabili in agricoltura
ENERGIA DA BIOMASSE LEGNOSE - Impianti per combustione e gassificazione: tipologie, parametri costruttivi, aspetti operativi in ambiti agro-forestali (indicativamente 1,0 CFU)
ENERGIA DA REFUI ZOOTECNICI, BIOMASSE UMIDE E RESIDUI - Impianti per Digestione Anaerobica: tipologie, parametri costruttivi, aspetti operativi nella produzione di biogas e biometano in ambiti agro-forestali (indicativamente 2,0 CFU).
ENERGIA SOLARE - Tipologie, parametri costruttivi, aspetti operativi di impianti solari termici e fotovoltaici in ambiti agro-forestali (indicativamente 0,5 CFU).
ENERGIA IDRAULICA - Tipologie, parametri costruttivi, aspetti operativi di impianti micro e mini-idroelettrici in ambiti agro-forestali in aree montane (indicativamente 0,5 CFU).
1) Definizione di Biomassa, impatti dello smaltimento in discarica, concetto di rifiuto e sottoprodotto, approccio end waste per le biomasse di scarto.
2) Le biomasse di scarto: frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU), fanghi di depurazione civile, biomasse dell'agro-industria, biomasse ligno-cellulosiche.
3) Proprietà chimico-biologiche delle biomasse: definizione e metodi di caratterizzazione, i concetti di biodegradabilità e recalcitranza.
2) Concetto di bioraffineria e approccio gerarchico del valore del prodotto; sviluppo di processi integrati.
4) Processi di trasformazione delle biomasse per impiego agronomico:
4.1. Il Compostaggio; definizione, parametri di processo e caratteristiche del compost (stabilità biologica, capacità patogeno repressiva)
4.2. La digestione anaerobica: definizione, parametri di processo e caratteristiche del digestato
4.3 La depurazione delle acque: efficienza di depurazione e produzione di fanghi.
4.4. La pirolisi destinata alla produzione di biochar e hydrochar. Caratteristiche chimico-fisiche-biologiche dei prodotti; Utilizzo tecnologico del biochar.
5) I biostimolanti da biomasse di scarto: produzione, caratterizzazione, utilizzo.
6) Produzione di frazioni bioattive per l'agricoltura: i biofitofarmaci
7) Recupero di nutrienti dalle biomasse: solfato d'ammonio; struvite.
8) Le emissioni odorigene: definizione, misura, sistemi di contenimento.
- Parte 2 Energie rinnovabili in agricoltura
ENERGIA DA BIOMASSE LEGNOSE - Impianti per combustione e gassificazione: tipologie, parametri costruttivi, aspetti operativi in ambiti agro-forestali (indicativamente 1,0 CFU)
ENERGIA DA REFUI ZOOTECNICI, BIOMASSE UMIDE E RESIDUI - Impianti per Digestione Anaerobica: tipologie, parametri costruttivi, aspetti operativi nella produzione di biogas e biometano in ambiti agro-forestali (indicativamente 2,0 CFU).
ENERGIA SOLARE - Tipologie, parametri costruttivi, aspetti operativi di impianti solari termici e fotovoltaici in ambiti agro-forestali (indicativamente 0,5 CFU).
ENERGIA IDRAULICA - Tipologie, parametri costruttivi, aspetti operativi di impianti micro e mini-idroelettrici in ambiti agro-forestali in aree montane (indicativamente 0,5 CFU).
Prerequisiti
PARTE 1 Chimica verde in agricoltura. Conoscenze di base di Chimica e Biologia
PARTE 2 Energie rinnovabili in agricoltura. Conoscenze nei settori di: energetica, meccanizzazione agricola e impiantistica aziendale risultano utili per gli studenti che intendono seguire il corso.
PARTE 2 Energie rinnovabili in agricoltura. Conoscenze nei settori di: energetica, meccanizzazione agricola e impiantistica aziendale risultano utili per gli studenti che intendono seguire il corso.
Metodi didattici
PARTE 1. Chimica verde in agricoltura
La parte riguardante la "Chimica Verde in agricoltura" ha durata pari ai 56 ore di lezioni frontali e attività in aula.
PARTE 2 Energie Rinnovabili in Agricoltura. La parte riguardante gli impianti per l'impiego delle "Energie Rinnovabili in Agricoltura" ha durata pari ai 32 ore e segue l'orario stabilito dalla Segreteria Didattica per il Corso di Laurea. I 4 CFU totali sono composti da Lezioni Frontali. La didattica è erogata mediante la proiezione di slides.
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria ma è fortemente consigliata.
La parte riguardante la "Chimica Verde in agricoltura" ha durata pari ai 56 ore di lezioni frontali e attività in aula.
PARTE 2 Energie Rinnovabili in Agricoltura. La parte riguardante gli impianti per l'impiego delle "Energie Rinnovabili in Agricoltura" ha durata pari ai 32 ore e segue l'orario stabilito dalla Segreteria Didattica per il Corso di Laurea. I 4 CFU totali sono composti da Lezioni Frontali. La didattica è erogata mediante la proiezione di slides.
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria ma è fortemente consigliata.
Materiale di riferimento
PARTE 1. Chimica verde in agricoltura
Materiale di riferimento
1. Appunti delle lezioni del corso
2. Biomasse in agricoltura. Caratterizzazione e utilizzo sostenibile. Miano, Gigliotti, Ciavatta, Tambone, Zaccone. Editore Pàtron, 2022
PARTE 2. Energie rinnovabili in agricoltura. Il materiale impiegato durante la parte riguardante gli impianti per l'impiego delle "Energie Rinnovabili in Agricoltura" (lezioni frontali) nonché presentazioni per l'approfondimento di alcuni argomenti, Tabelle e documenti bibliografici è disponibile in formato .pdf sulla piattaforma didattica di UniMI.
Materiale di riferimento
1. Appunti delle lezioni del corso
2. Biomasse in agricoltura. Caratterizzazione e utilizzo sostenibile. Miano, Gigliotti, Ciavatta, Tambone, Zaccone. Editore Pàtron, 2022
PARTE 2. Energie rinnovabili in agricoltura. Il materiale impiegato durante la parte riguardante gli impianti per l'impiego delle "Energie Rinnovabili in Agricoltura" (lezioni frontali) nonché presentazioni per l'approfondimento di alcuni argomenti, Tabelle e documenti bibliografici è disponibile in formato .pdf sulla piattaforma didattica di UniMI.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
PARTE 1. Chimica verde in agricoltura L'esame sarà un colloquio che verterà sui temi trattati a lezione.
PARTE 2 Energie rinnovabili in agricoltura. La prova d'esame della parte riguardante gli impianti per l'impiego delle "Energie Rinnovabili in Agricoltura" è scritta. I criteri di valutazione mirano a verificare - attraverso una serie di domande sui diversi argomenti - il grado di conoscenza complessiva acquisita dallo studente.
La valutazione, riferita all'intero corso, è effettuata in trentesimi come media ponderata delle valutazioni ottenute nei singoli moduli.
student* con DSA e con disabilità sono pregat* di contattare via mail il Docente almeno15 giorni prima della data di esame prevista per concordare le eventuali misure individualizzate. Nella mail indirizzata al docente è necessario mettere in CC i rispettivi Servizi di Ateneo: email: [email protected] (per studenti con DSA) e [email protected] (per studenti con disabilità)".
IL VOTO FINALE VERRA' CALCOLATO COME MEDIA PESATA (IN FUNZIONE DEL NUMERO DI CREDITI) DEI VOTI OTTENUTI NELLE DUE PARTI.
PARTE 2 Energie rinnovabili in agricoltura. La prova d'esame della parte riguardante gli impianti per l'impiego delle "Energie Rinnovabili in Agricoltura" è scritta. I criteri di valutazione mirano a verificare - attraverso una serie di domande sui diversi argomenti - il grado di conoscenza complessiva acquisita dallo studente.
La valutazione, riferita all'intero corso, è effettuata in trentesimi come media ponderata delle valutazioni ottenute nei singoli moduli.
student* con DSA e con disabilità sono pregat* di contattare via mail il Docente almeno15 giorni prima della data di esame prevista per concordare le eventuali misure individualizzate. Nella mail indirizzata al docente è necessario mettere in CC i rispettivi Servizi di Ateneo: email: [email protected] (per studenti con DSA) e [email protected] (per studenti con disabilità)".
IL VOTO FINALE VERRA' CALCOLATO COME MEDIA PESATA (IN FUNZIONE DEL NUMERO DI CREDITI) DEI VOTI OTTENUTI NELLE DUE PARTI.
AGR/09 - MECCANICA AGRARIA - CFU: 4
AGR/13 - CHIMICA AGRARIA - CFU: 6
AGR/13 - CHIMICA AGRARIA - CFU: 6
Lezioni: 80 ore
Docenti:
Fiala Marco, Scaglia Barbara
Turni:
Docente/i
Ricevimento:
Dal Lunedì al Mercoledì, h.14.00-16.00 (su appuntamento)
Dipartimento Scienze Agrarie Ambientali. Produzione, Territorio, Agroenergia
Ricevimento:
su appuntamento
ufficio della Docente presso DISAA -Edificio 2109-I piano