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MODELLISTICA E CERTIFICAZIONE AMBIENTALE

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Environmental modelling and certification

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
CHI0179
Docente
Fabrizio Sordello (Titolare)
Corso di studio
Laurea magistrale in Chimica dell'Ambiente D.M. 270 (2° anno)
Anno
2° anno
Periodo
Primo Semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
CHIM/01 - chimica analitica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti

Da Chimica dell'ambiente: Reazioni in troposfera, laghi e fiumi. Da Fisica dell'atmosfera: Termodinamica dell'atmosfera secca e umida, con particolare attenzione alla stabilità atmosferica, adiabatica secca, adiabatica satura. Da Chemodinamica ambientale: La diffusione molecolare e la prima legge di Fick. La dispersione turbolenta, idrodinamica e meccanica. L'equazione generale di continuità per un fluido. Trasporto di una sostanza in un fluido stagnante: la seconda legge di Fick e sua soluzione per differenti sorgenti istantanee e continue. Forma gaussiana della dispersione nello spazio e relazione di Einstein. Trasporto in un fluido dotato di moto avvettivo: sorgenti istantanee e sorgenti continue.
From Environmental chemistry: chemical reactions in troposphere, lakes and rivers. From Physics of the Atmosphere: Thermodynamics of dry and humid atmosphere, with particular attention to atmosphere stability, dry and saturated adiabatic lapse rates. From Environmental chemodynamics: Molecular diffusion and first Fick law. Turbulent, hydrodynamic and mechanical dispersion. The general continuity equation for a fluid. The chemical transport in a stagnant fluid: second Fick law and different chemical sources, instantaneous or continuous. Normal gaussian dispersion and Einstein relation. The chemical transport in a flowing fluid: instantaneous or continuous sources.

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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'insegnamento si propone di fornire elementi di informazione e orientamento nel mondo della normativa consensuale con particolare riferimento a quel complesso di norme che risultano di specifico interesse del chimico e del chimico ambientale. La seconda parte dell'insegnamento mira a trasferire strumenti di comprensione e formazione relativi a principi e tecniche di modellamento di fenomeni chimici nei diversi comparti ambientali al servizio della valutazione di impatto ambientale (V.I.A.) e della relativa tutela ambientale. Un ulteriore obiettivo riguarda l’ampliamento della latitudine culturale generale, con riferimento particolare a tutti gli aspetti della chimica che è importante saper padroneggiare per l’inserimento nel mondo professionale.

Leading students to acquire knowledge on simulation models as tools to investigate environmental impacts. Legal aspects are also treated to prepare students to the work. Reference models for quality are also included to provide voluntary tools of environmental management. Environmental protection is the main goal of the course.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Saper distinguere le norme del campo volontario dalle regole del campo cogente (legislazione italiana ed europea) in relazione al loro modo di funzionamento e alle loro finalità sociali. Saper conoscere la strutturazione di un Sistema Qualità e i meccanismi che lo possono rendere valido in tutto il mondo.  Aver compreso le premesse storiche, culturali e sociali che stanno alla base del modello concettuale su cui è fondata la Qualità internazionale e i relativi Sistemi di Qualità.  Saper individuare enti, norme di funzionamento e finalità specifiche di normazione, accreditamento e certificazione. Padroneggiare i principali modelli di riferimento per la qualità.
Conoscere i vari metodi di studio di impatto ambientale, le loro finalità e i loro limiti. Conoscere la legislazione ambientale nazionale ed europea. Conoscere il significato e gli scopi di un modello di simulazione. Conoscere i vari tipi di modello di simulazione. Saper calare le conoscenze di chimica dell'ambiente nelle logiche della modellazione di fenomeni ambientali. Saper confrontare fenomeni che avvengono con modalità differenti in diversi comparti ambientali e come ciò si riflette nelle specifiche scelte di modellazione. Mostrare di conoscere, e saper usare, i termini contestualizzati in specifici campi professionali.

Being able to distinguish voluntary by mandatory (Italian and European legislation) fields in relation to their mode of operation and their social goals. Being able to know the structure of a quality system and mechanisms that can make valid worldwide. Understanding the historical background, cultural and social factors that are the basis of the conceptual model on which is founded the International Quality and its Quality Systems. Being able to identify bodies, operating rules and specific purposes of standardization, accreditation and certification. Master the main reference models for quality.
Knowing the various methods of environmental impact study, their purpose and their limits. Knowing the national and European environmental legislation. Knowing the meaning and purpose of a simulation model. Knowing the various types of simulation model. Knowing how to drop knowledge of the chemical environment in the logical modeling of environmental phenomena. Knowing how to compare phenomena that take place in different ways in different environmental media and how this is reflected in the specific choices of modeling. Show to know, and know how to use the words in the context of specific professional  fields.

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Programma

Concetto di modello, definizioni, significati. Analogie, similitudini, anomalie. Rapporto tra modello e teoria. Modelli in scala, modelli animali. Modelli di simulazione: complessità, modelli hard e soft, obiettivi. Correlazioni, calibrazione, validazione, errore. Modelli di simulazione specifici per l’aria, le acque superficiali e sotterranee. Mobilità, reattività e dispersione degli inquinanti. Metodi numerici: differenze finite, elementi finiti, metodi spettrali.Sistemi di esperti, modelli basati su regole: l'esempio di frane e valanghe. Incertezza e finalità della modellizzazione ambientale. Dati qualitativi e categorici, tabelle di contingenza, entropia e informazione, test statistici, esempi numerici, esempi ecologici. Serie storiche: trend, periodicità, frequenza di Nyquist, autocorrelazione, correlazione incrociata e tabelle di Buys-Ballot. Estensione a dati non metrici.

La valutazione di impatto ambientale: origini e sviluppi. Modello dei comparti ambientali e concetto di impronta ecologica. Principi di responsabilità, di prevenzione e di precauzione. Gli studi di impatto ambientali: principi e tecniche di modellamento di fenomeni chimici ambientali. Tipi di impatto. Scoping e screening. Parametri, previsione, valutazione, mitigazione e monitoring. Impatti socio-economici, rumore, traffico, paesaggio, impatti di natura archeologico-culturale, aria, suolo e geologia, acqua, impatti sull'ecologia. Interazioni tra impatti. Indicatori ambientali. Metodi per la valutazione degli impatti. Normativa cogente nel campo ambientale: VIA, VAS, AIA, PUA.

Qualità: campo cogente e volontario. Concetto di norma tecnica. Concetto di standard. Sistema Qualità: normazione, accreditamento e certificazione (enti, norme e procedure). Modelli di riferimento per la certificazione: (i) campo merceologico: le norme della serie ISO 9000; (ii) campo ambientale, norme di sistema: norme della serie ISO 14000 e regolamento europeo EMAS; (iii) campo ambientale, norme di prodotto ISO 1402x e regolamento europeo Ecolabel. Valutazione del ciclo di vita (LCA) secondo le norme ISO 1404x. Analisi d’inventario e valutazione degli impatti. Gestione della Qualità: l’audit e la norma ISO 19011 di audit dei sistemi di gestione. Modelli di riferimento per l’accreditamento (norme della serie ISO 17000): - campo tecnico: la qualità in laboratorio, norma ISO 17025; Indicatori quantitativi di qualità e strumenti di monitoraggio qualità.

Model, definitions and different meanings in different fields. Analogy, similarity and anomaly. Model, theory. Realism and instrumentalism. Scale and animal models. Mathematical models: complexity, hard and soft modeling. Correlations. Calibration, validation and error in mathematical modeling. Models for the atmosphere, surface waters and ground waters. Mobility, reactivity and transport of pollutants. Expert systems and rule-based modelling. Examples of landslides and avalanches. Uncertainty in environmental modelling and decision. making. Numerical methods: finite differences, finite elements, spectral methods. Qualitative and categorical variables: entropy and information, contingency tables, significancy tests, numerical and ecological examples. Data series: trends, periods, Nyquist frequency, autocorrelation, cross-correlation, Buys-Ballot tables. Extension to qualitative data.

Environmental impact assessment: origins an development. Environmental compartments and the concept of ecological footprint and planetary boundaries. Principles of responsibility, prevention and precaution. Environmental impact studies and techniques to model chemical processes in the environment. Different categories of environmental impacts. Scoping and screening. Parameters, predictions, assessment, mitigation and monitoring. Impacts on society, economy, noise, traffic, landscape, cultural heritage, air, soil, geology, water and ecology. Interactions among impacts. Environmental indicators. Methods to assess impacts. European and Italian legislation on the environment: VIA (EIA in EU and North America), VAS, AIA, PUA.

Standards, certification, accrditation. Most relevant organizations in the field of standardization. Management systems: series of standards ISO 9000. Type A and type B standards. High level structure. Environmental management systems: from BS 7750 to the ISO 14000 series. EU regulation EMAS. Standard ISO 1402x and Ecolabel. Life cycle assessment (LCA) and ISO 1404x standards. Inventory analysis and impact assessment. Quality management and the standard ISO 19011. Accreditation and the series of standards ISO 17000. Quality management in the chemistry laboratory and the standard ISO 17025.

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Modalità di insegnamento

Tradizionale: lezione frontale con uso di videoproiettore per le slide.

Traditional: lectures with slides.

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento è orale, con una prova di durata orientativa di circa 45 minuti. La prova ha l'obiettivo di verificare lo studio del programma, valutandone soprattutto la comprensione e la capacità di analizzare problemi rilevanti dal punto di vista ambientale, applicando nozioni e procedure trattate nell'insegnamento.

ESAMI: la verifica orale dell'apprendimento sarà effettuata in presenza in un'aula.

Oral examination with duration 45 minutes. The aim of the exam is to verify the comprehension of the whole program, with particular attention to the ability of analyzing environmental relevant problems applying concepts and procedures introduced during the training.

EXAMS: the oral assessment of learning will be carried out in presence.

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Attività di supporto

Nessuna.

None.

Testi consigliati e bibliografia

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Dispense e slide del docente.

AICQ (curatore), “Sistemi di gestione ambientale”, IlSole24Ore, Pirola. 

L. Bruzzi (curatore), “Valutazione di impatto ambientale”, Maggioli Editore, 1999.

S. De Falco, R. Passariello, Qualità, certificazione e prove. Guida alla qualificazione di processo, prodotto e servizio, Franco Angeli, 2009.

P. Legendre, L. Legendre, "Numerical Ecology", Elsevier, 2012.

M. Z. Jacobson, "Fundamentals of Atmospheric Modeling", Cambridge University Press, 2012.

J. Wainwright, M. Mulligan "Environmental Modelling - Finding Simplicity in Complexity", Wiley, 2013.

P. Morris, R. Peter,Therivel, "Methods of environmental impact assessment", University College London Press, 1998

K. Beven "Environmental Modelling - An Uncertain Future?", Taylor & Francis, 2007.

Handouts and slides of the teacher.

AICQ (curatore), “Sistemi di gestione ambientale”, IlSole24Ore, Pirola. 

L. Bruzzi (curatore), “Valutazione di impatto ambientale”, Maggioli Editore, 1999.

S. De Falco, R. Passariello, Qualità, certificazione e prove. Guida alla qualificazione di processo, prodotto e servizio, Franco Angeli, 2009.

P. Legendre, L. Legendre, "Numerical Ecology", Elsevier, 2012.

M. Z. Jacobson, "Fundamentals of Atmospheric Modeling", Cambridge University Press, 2012.

J. Wainwright, M. Mulligan "Environmental Modelling - Finding Simplicity in Complexity", Wiley, 2013.

P. Morris, R. Peter,Therivel, "Methods of environmental impact assessment", University College London Press, 1998

K. Beven "Environmental Modelling - An Uncertain Future?", Taylor & Francis, 2007.

 



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Note

Frequenza opzionale.

Attendance: optional.

Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    01/03/2020 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2024 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 09/11/2023 16:54
    Location: https://chimicaambiente.campusnet.unito.it/robots.html
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