Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2014/2015
Tipologia di insegnamento: 
Affine/Integrativa
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Corso di Laurea triennale (DM 270) in SCIENZE BIOLOGICHE
Settore disciplinare: 
CHIMICA DELL'AMBIENTE E DEI BENI CULTURALI (CHIM/12)
Crediti: 
9
Anno di corso: 
3
Docenti: 
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
72

Obiettivi

Obiettivi formativi
Il corso fornisce agli studenti i concetti base, le definizioni e il metodo per effettuare l’analisi del ciclo di vita di prodotti agricoli ed industriali, a partire dall’esame di processi base nell’industria estrattiva, energetica, manufatturiera ed agro-alimentare. In tal modo lo studente acquisisce consapevolezza dell'interdipendenza tra filiere produttive e degli impatti ambientali generati lungo tutta la filiera per l'ottenimento di un dato prodotto o servizio.
Momento centrale del corso è la pratica di laboratorio informatico, ossia la realizzazione da parte dello studente di una analisi di ciclo di vita di un processo a scelta, con applicazione di software open-source o commerciale.

Conoscenza e capacità di comprensione: Lo studente deve acquisire la capacita' di identificare una filiera produttiva a partire dall'estrazione delle risorse fino alla generazione del prodotto finale. Cio' richiede di saper individuare le risorse necessarie ad una filiera produttiva, i processi connessi all'estrazione e alla raffinazione delle risorse primarie, i processi di lavorazione dei diversi componenti, le problematiche connesse al rapporto tra processo e territorio circostante, i processi di generazione e smaltimento dei residui e rifiuti, la diversita' degli impatti ambientali possibili lungo la filiera produttiva, le fasi del processo caratterizzate da cadute di efficienza o da maggiori impatti, le ipotesi di miglioramento per la riduzione degli impatti stessi.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente dovra' acquisire la capacita' di valutare un processo produttivo e la sua dipendenza dall'acquisizione delle risorse. Dovra' inoltre individuare gli impatti piu' significativi sul territorio e sulla scala globale, comprenderne le cause e identificare possibili soluzioni. Lo studente dovra' acquisire la capacita' di valutare la qualita' dei dati a disposizione, l'attendibilita' delle fonti, l'incertezza del risultato in dipendenza della qualita' dei dati di ingresso, e infine la sensibilita' del risultato stesso a eventuali modifiche delle risorse utilizzate o di alcune fasi del processo stesso. Lo studente dovra' applicare i concetti e il software LCA (OpenLCA, SimaPro) a uno specifico processo produttivo, del quale gli sara' richiesto di sviluppare una esauriente descrizione e una dettagliata valutazione degli impatti.

Autonomia di giudizio: Lo studente dovra' essere in grado di valutare la qualita' dei dati relativi alle risorse necessarie a un processo, la posizione del processo nel territorio circostante, la relazione del processo in esame con altri processi produttivi a monte e a valle. Dovra' individuare le fasi critiche del processo e giudicare quali ipotesi di miglioramento sono necessarie. Infine dovra' dare un giudizio complessivo sulla sostenibilita' del processo, anche in considerazione di aspetti non-tecnici, come ad esempio problematiche socio economiche ed occupazionali, regolamentazioni nazionali ed internazionali, dipendenza da risorse strategiche.

Abilità comunicative: Verra' richiesto allo studente di stilare una relazione sul processo studiato, costruire una presentazione in Power Point, effettuare una presentazione davanti alla classe. Cio' allo scopo di mostrare come un risultato scientifico possa essere comunicato e come interagire con i destinatari della comunicazione.

Prerequisiti

Abilità comunicative: Verra' richiesto allo studente di stilare una relazione sul processo studiato, costruire una presentazione in Power Point, effettuare una presentazione davanti alla classe. Cio' allo scopo di mostrare come un risultato scientifico possa essere comunicato e come interagire con i destinatari della comunicazione.

Capacità di apprendimento: Lo studente dovra' essere in grado di ampliare i concetti e i materiali scientifici e didattici forniti a lezione, arricchendoli mediante una propria ricerca bibliografica e attraverso internet. Dovra' inoltre collocare le conoscenze acquisite in un ambito interdisciplinare che consenta di comprendere e mostrare la rete di connessioni che ogni processo produttivo ha con l'intera dinamica della biosfera. A tale scopo verra' consigliata durante il corso anche la lettura di materiale scientifico e divulgativo non strettamente correlato ai concetti LCA.

Prerequisiti
Sono necessarie competenze scientifiche di base per la comprensione del fabbisogno di risorse e dei processi di trasformazione delle stesse (Chimica Generale e Fisica) nonche' competenze informatiche di base (programma Office e capacita' di utilizzo di internet per la ricerca dati e l'acquisizione di software e database disponibili online).
E' considerato un importante requisito la conoscenza della lingua Inglese, poiche' la maggior parte del materiale disponibile o acquisibile in internet e' redatto in tale lingua.

Contenuti

Concetti base della Analisi del Ciclo di Vita (LCA)
Definizione degli obiettivi dell’analisi e del quadro di riferimento - Inventario dei flussi di massa e di energia - Valutazione degli impatti ambientali a monte e a valle del processo - Interpretazione dei risultati e proposte di miglioramento del processo - Scelta dei confini del sistema considerato: scala locale (o del processo) e scala globale - Categorie di impatto ambientale - Qualita' dei dati e valutazione dell'incertezza: il metodo Monte Carlo.
Il problema della allocazione dei costi energetici, materiali ed ambientali
Individuazione dei prodotti e coprodotti – Individuazione degli scarti non riciclabili o riutilizzabili e valutazione dei costi per lo smaltimento – Individuazione dei materiali ancora potenzialmente utilizzabili e valutazione dei costi per il loro riutilizzo – Ripartizione dei costi di produzione e di smaltimento dei rifiuti tra prodotti e coprodotti: allocazione in base alla massa, al contenuto energetico e al valore economico. Espansione di scala per evitare l’allocazione. – Ammortamento dei costi energetici, materiali ed ambientali relativi a prodotti con vita media superiore alla durata del processo - Concetti di economia circolare.
Standard Internazionali per LCA
Standard ISO 14000 – Standard Europeo ILCD – Standard UNI EN ISO 14040/2006 e 14044/2006 per i sistemi di gestione ambientale.
Realizzazione di una analisi LCA su un processo a scelta
Suddivisione del processo considerato in fasi di sviluppo – Fase 1: Analisi della realizzazione delle strutture con durata tale da richiedere un ammortamento dei costi e delle emissioni – Fase 2: Analisi del processo in sè. Inventario dei flussi in ingresso e delle emissioni – Fase 3: Valutazione degli impatti mediante l'uso di apposito software. Uso di software commerciale Simapro e software open source OpenLCA - Database Ecoinvent e altri database disponibili online - Fase 4: Costruzione di una tabella dei risultati, con assegnazione dei valori alle categorie LCA interessate. Valutazione delle opzioni di smantellamento, riuso, smaltimento. Rapporto conclusivo scritto.

Metodi didattici

Lezione frontale - Uso del software LCA - Realizzazione di esercitazioni in classe - Lavoro di gruppo.

Verifica dell'apprendimento

In sede d’esame si verifica il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente descritti.
L’esame è diviso in 3 parti:
1) verifica orale sulla conoscenza dei concetti base del metodo di analisi del ciclo di vita e delle sue connessioni con altri metodi (Impronta Ecologica, Analisi EMergetica, Analisi dei Flussi di Massa, etc);
2) verifica della capacita' di utilizzo del software LCA mediante effettuazione di alcune operazioni che coinvolgano l'uso del software installato sul computer dello studente o del docente.
3) Presentazione e discussione di un caso studio realizzato dallo studente mediante applicazione dei concetti e del software LCA a un processo produttivo. Sara' richiesta la presentazione di un breve rapporto scritto.

Testi

ILCD, 2010. The International Reference Life Cycle Data System. ILCD Handbook: General guide for Life Cycle Assessment: detailed guidance. Joint Research Center-Institute of Environment and Sustainability, European Commission. European Commission, Ispra, Italy. 414pp. Scaricabile da: http://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC48157/ilcd_....
Documenti UNI EN ISO 14040/2006 e 14044/2006. Pubblicazioni e altro materiale documentario fornito durante le lezioni.
Tutorial del software OpenLCA

Il materiale didattico utilizzato dal docente durante il corso è reso disponibile in formato pdf sulla piattaforma e-learning di Ateneo.

Altre informazioni