- Oggetto:
LCA e georisorse per la transizione energetica
- Oggetto:
LCA and georesources for ecological transition
- Oggetto:
Anno accademico 2024/2025
- Codice attività didattica
- STE0157
- Docenti
- Roberto Giustetto (Titolare)
Andrea Bernasconi (Titolare)
Giovanni Andrea Blengini (Titolare) - Corso di studio
- [2102M21] MONITORAGGIO AMBIENTALE, TUTELA E RIPRISTINO
- Anno
- 1° anno
- Periodo
- Secondo semestre
- Tipologia
- Affine o integrativo
- Crediti/Valenza
- 10
- SSD attività didattica
- GEO/06 - mineralogia
GEO/09 - georisorse minerarie e applicazioni mineralogico-petrografiche... - Erogazione
- Tradizionale
- Lingua
- Italiano
- Frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia esame
- Orale
- Tipologia unità didattica
- modulo
- Prerequisiti
-
Nozioni di geologia, chimica e mineralogia di base acquisite negli insegnamenti della laurea triennale.
Basic geology, chemistry and mineralogy knowledge from bachelor degree - Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Modulo: "LCA e Materie Prime Critiche"
Verranno affrontati gli aspetti fondamentali dell'analisi del Ciclo di vita (Life Cycle Assessment LCA) dei prodotti e dei processi produttivi, con particolare riferimento alle Materie Prime, Materie Prime Seconde, Sottoprodotti e Rifiuti.
Le valutazioni di criticità delle materie prime verranno approfondite nel contesto della Politica europea e internazionale sui minerali critici.
Modulo: "Georisorse per la transizione energetica"
Il modulo fornirà un’ampia panoramica sulle principali georisorse minerarie, con particolare enfasi a quelle coinvolte nella transizione energetica, i cui concetti di base verranno dapprima definiti, valutando il nesso tra le fonti di energia rinnovabile e le caratteristiche dei materiali richiesti.
Gli/Le studenti/esse acquisiranno conoscenze sui principali contesti geologici di formazione dei depositi minerari (magmatico, idrotermale, sedimentario) e sulle modalità di estrazione e arricchimento, con anche aspetti relativi ai potenziali rischi per l’ambiente.
E’ inoltre prevista una parte di caratterizzazione alla scala di laboratorio di una georisorsa e, successivamente, di valutazione di come la georisorsa possa essere utilizzata.
Module "LCA and Critical Raw Materials"
The module deals with the fundamental aspects of Life Cycle Assessment (LCA) and the valorization of manufacturing processes, applied to Raw Materials, Secondary Raw Materials, By-products and Waste.
Criticality assessments will be discessed in the context of EU and international Critical Minerals policies and agendas.
Module: "Georesources for the energy transition"
The module will provide a broad overview of the main mineral georesources, with particular interest on those involved in the energy transition, whose basic concepts will first be defined, evaluating the link between renewable energy sources and the characteristics of the required materials.
The students will acquire knowledge on the main geological contexts of formation of mineral deposits (magmatic, hydrothermal, sedimentary) and on the extraction and concentration methods, with also aspects about the related potential risks for the environment.
A part of the laboratory-scale characterization of a georesource and, subsequently, evaluation on how the georesource can be exploited will be also present.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Modulo: "LCA e Materie Prime Critiche"
Conoscenza e capacità di comprensione.
Alla fine di questo insegnamento lo studente dovrà:
- Acquisire conoscenze di base sulla caratterizzazione tecnico-socio-economica-ambientale delle georisorse;
- Comprendere i concetti di base di efficienza delle risorse, circolarità e criticità delle georisorse in un contesto più ampio di transizione energetica e digitale.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Alla fine di questo insegnamento lo studente saprà:
- Condurre una valutazione del ciclo di vita e interpretare e comunicare i risultati nel contesto di un'economia più circolare ed efficiente sotto il profilo delle risorse;
- Condurre una valutazione della criticità delle georisorse;
- Identificare e calcolare indicatori significativi di circolarità.
Autonomia di giudizio.
Alla fine di questo insegnamento lo studente saprà formulare un giudizio:
- Formulare un giudizio sul livello di sostenibilità tecnico-economica-ambientale-sociale delle georisorse in un dato contesto socio-economico;
- Individuare e quantificare idonei indicatori di tipo quantitativo in vista dello sfruttamento e dell'uso delle georisorse.
Abilità comunicative.
Alla fine dell'insegnamento lo studente dovrà sapere:
- Utilizzare un linguaggio adeguato per comunicare all'interno di un team multidisciplinare ed all’esterno con le parti interessate in merito all’esplorazione, estrazione, utilizzo e fine vita delle georisorse;
- Utilizzare il linguaggio tecnico in uso nel campo della Geologia Economica e dell'Economia Mineraria;
- Coordinarsi con diverse figure professionali che lavoro in ambito dell'industria estrattivo-mineraria e in ambito pubblico per la gestione del territorio.
Capacità di apprendimento.
Alla fine di questo insegnamento lo studente avrà le capacità di studio autonomo e di valutazione critica delle tecniche da utilizzare per la quantificazione, caratterizzazione e impiego delle georisorse.
Modulo: "Georisorse per la transizione energetica"
Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine di questo insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà:
_ Essere a conoscenza del perché e del come l’attuale scenario mondiale rende necessaria la transizione energetica;
_ Conoscere le diverse tipologie di contesti geologici di formazione/concentrazione delle georisorse;
_Descrivere le fasi successive all’individuazione di una potenziale georisorsa
_ Aver compreso l’importanza del supporto fornito dalle tecniche analitiche sperimentali descritte.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Al termine di questo insegnamento lo/la studente/studentessa saprà:
_ Conoscere i processi geologici che determinano la concentrazione di una determinata specie chimica in natura;
_ Aver compreso il perché all’interno del processo estrattivo e di valorizzazione di una georisorsa siano necessari determinati percorsi;
_ Interpretare i risultati delle più comuni tecniche analitiche utilizzate.
Autonomia di giudizio
Si dovrà essere in grado di comprendere l’attuale contesto delle georisorse, valutando come sia possibile effettuare la transizione energetica senza trascurarne il possibile impatto ambientale sulle future generazioni.
Abilità comunicative
Si dovrà utilizzare un linguaggio scientifico-tecnico appropriato, al fine di poter comunicare con altri esperti del settore, dimostrando di aver individuato e compreso il nesso tra il problema della transizione, la ricerca di nuove georisorse e le diverse fasi che ne riguardano l’estrazione, l’utilizzo ed il potenziale riciclo.
Capacità di apprendimento
Alla fine di questo insegnamento gli/le studenti/esse conosceranno le georisorse importanti per la transizione energetica, sia dal punto di vista geologico, dimostrando di saperle collocare all’interno del loro contesto genetico, sia da quello di processo, dimostrando di conoscere i diversi step successivi all’individuazione della georisorsa e le applicazioni industriali di destinazione.
Module "LCA and Critical Raw Materials"
Knowledge and ability to understand.At the end of this course, students will be able to:
- Gather basic knowledge about the techno-socio-economic-environmental characterisation of georesources;-
- Understand basic concepts of resource efficiency, circularity and criticality of georesources in a broader context of energy and digital transitions.
Ability to apply knowledge and understanding.
At the end of this course, students will be able to:
- Conduct a life cycle assessment and interpret and communicate the results in the context of a more circular and resource efficient economy;
- Conduct a criticality assessment;
- Identify and calculate meaningful circularity indicators.
Autonomy of judgment.
At the end of this course, students will be able to:
- Formulate a judgment on the level of techno-economic-environmental-social sustainability of georesources in a given socio-economic context;
- Identify and quantify adequate quantitative indicators in view of georesources exploitation and use.
Communication skills.
At the end of this course, students will be able to:
- Use and adequate language to communicate inside a multidisciplinary team and with external stakeholders when dealing with exploration, mining, use and end-of-life of georesources;
- Use technical language in use in the field of Economic Geology and Mineral Economics;
- Coordinate with various professional figures working in the extractive-mining industry and in the public sector for territorial management.
Learning ability.
At the end of this course, students will have the ability and autonomy for self-studying and critically select adequate tools for the quantification, characterisation and use of georesources.
Module: "Georesources for the energy transition"
Knowledge and ability to understand.
At the end of this course, students will be able to:
_ understand why and in which way the current global scenario makes the energy transition necesary;
_ know the different geological environment for theformation/concentration of georesources;
_ describe the different phases to identify and exploit a georesorce;
_ understand the importance of some selected experimental analyticla techniques.
Ability to apply knowledge and understanding.
At the end of this course, students will be able to:
_understand the geological processes that are responsible of the concentratin of a given chemical species in nature;
_ realize the importance of the different steps requested for the extraction and valorization of a georesource;
_ interpret the results of the some common analytical techniques.
Autonomy of judgment.
At the end of the course the students will be able to understand the current context of georesources, evaluating how it is possible to carry out the energy transition without neglecting the possible environmental impact on future generations.
Communication skills.
At the end of this course students will be able to use an appropriate scientific-technical language in order to communicate with the other experts in the sector, demonstrating that the connection between the transition problem, the search for new georesources and the different phases concerning georesources extraction, use and potential recycling have been identified and understood.
Learning ability.
At the end of this course, students will know the georesources which are important for the energy transition, both from a geological point of view, demonstrating that they are able to addresse them within their genetic context, and from a process point of view, demonstrating that they know the different steps requested for the the identification of the georesource and for the further industrial applications.
- Oggetto:
Programma
Modulo: "LCA e Materie Prime Critiche"
- Valutazione del Ciclo di Vita (LCA). Metodologia LCA per la valutazione quantitativa degli impatti ambientali dei sistemi di produzione e consumo. Origine, contesto, esigenze e utilizzatori. Norme ISO 14040, linee guida comunitarie e internazionali. Utilizzo di applicativi software LCA (Simapro e OpenLCA). (L 12 – E 15).
- Strumenti per una comunicazione green/responsabile. Responsabilità sociale d'impresa, reporting di sostenibilità, Carbon Footprinting e sistemi di etichettatura verde, con particolare attenzione alla Product Environmental Footprint (PEF)i dell'UE. (L 3 – E 0).
- Politica europea e internazionale sui minerali critici. Politica dell’UE sulle materie prime. Le materie prime critiche nel Green Deal dell’UE e nelle agende internazionali. Valutazioni di criticità. (L 4 – E 3).
- Materie prime critiche ed economia circolare. Concetti e strategie fondamentali di EC per ottenere una maggiore efficienza delle risorse. Il piano d’azione dell’UE per l’economia circolare. Il quadro di monitoraggio dell’economia circolare dell’UE. Indicatori dell’economia circolare. (L 3 – E 0).
Modulo: "Georisorse per la transizione energetica"
- Introduzione
- Transizione energetica:
- Concetti base;
- Esempi di connessione tra le energie rinnovabili e le georisorse.
- Tipologie di depositi minerari:
- Depositi magmatici (carbonatiti, cromititi, solfuri in contesto mafico, pegmatiti, kimberliti);
- Depositi idrotermali (porfiriti, greisen, skarn, vene polimetalliche, depositi epitermali, bacini sedimentari);
- Depositi sedimentari (depositi idrogenici, depositi clastici marini e fluviali);
- Depositi supergenetici (lateriti).
- Percorso di sfruttamento delle georisorse:
- Valutazione delle risorsa mineraria (campionamento, concentrazione);
- Estrazione della risorsa mineraria (metodi di estrazione superficiale e sotterranea);
- Trattamento della risorsa mineraria (macinazione, separazione, disidratazione);
- Conseguenze della risorsa mineraria (rifiuti e loro impatto ambientale, impatto sociale).
- Metodi di laboratorio per la caratterizzazione delle georisorse:
- Descrizione delle tecniche (diffrazione, microscopia);
- Esempi di applicazione delle tecniche per la caratterizzazione e l'utilizzo delle georisorse.
Module "LCA and Critical Raw Materials"
- Life Cycle Assessment (LCA). LCA methodology to quantitatively assess environmental impacts of production and consumption systems. Origin, context, needs and users. ISO 14040 standards, EU and international guidelines. Use of LCA software applications (Simapro and OpenLCA). (L 12 – E 15).
- Tools for green/responsible communication. Corporate social responsibility, Sustainability reporting, Carbon Footprinting and green labelling schemes, with focus on EU Product Environmental Footprint (PEF). (L 3 – E 0).
- EU and international Critical Minerals policy. EU Raw Materials Policy. Critical Raw Materials in the EU Green Deal and International agendas. Criticality assessments. (L 4 – E 3).
- Critical Raw Materials and Circular economy. Core CE concepts and strategies to achieve a higher resource efficiency. The EU action plan(s) for the Circular Economy. The EU Circular Economy monitoring framework. Circular economy indicators. (L 3 – E 0).
Module: "Georesources for the energy transition"
- Introduction
- Energy transition:
- Basic concepts;
- Example of connection between georesources and renewable energy.
- Mineral ore typology:
- Magmatic deposits (carbonatites, chromitites, sulphides in a mafic context, pegmatites, kimberlites);
- Hydrothermal deposits (porphyrites, greisen, skarn, polymetallic veins, epithermal deposits, sedimentary basins);
- Sedimentary deposits (hydrogenic deposits, marine and river clastic deposits);
- Supergenetics deposits (laterites).
- Georesources exploitation:
- Mineral resource evaluation (sampling, concentration);
- Extraction of the mineral resource (surface and under-surface methods);
- Treatment of the mineral resource (grinding, separation, dehydration);
- Effects of the mineral resource (waste and related environmental and social impact).
- Characterization methods:
- Basic concept of the tecniques (powder diffraction, microscopy);
- Example of application of the tecniques.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Modulo: "LCA e Materie Prime Critiche"
Il modulo prevede 22 ore di lezione e 18 di esercitazione in presenza con l’ausilio di presentazioni (ppt) e software LCA SimaPro.
Modulo: "Georisorse per la transizione energetica"
Il modulo prevede 40 ore di lezione di didattica erogativa in presenza con l’ausilio di presentazioni (ppt).
Module "LCA and Critical Raw Materials"
The module includes 22 hours of frontal lessons and 18 of practice exercises with the aid of presentations (ppt) and LCA software SimaPro.
Module: "Georesources for the energy transition"
The module includes 40 hours of frontal lessons with the aid of presentations (ppt).
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
La valutazione consiste in una prova orale, valutata in trentesimi, con domande che vertono su argomenti del programma, per una durata di circa 30 minuti.
Oral test with questions focuessed on the program's topics, for a duration of approximately 30 minutes.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
Modulo: "LCA e Materie Prime Critiche"
slides e materiale resi disponibili dal docente
Modulo: "Georisorse per la transizione energetica":
Ridley, J. (2013), Ore Deposits Geology. Cambridge University Press.
Revuelta M.B. (2018), Mineral Resources. From exploration to sustainability assessment. Springer.
Sanz J., Tomasa O., Jimenez-Franco A., Sidki-Rius N. (2022), Elements and Mineral Resources. Springer.
Bleicher A., Pehlken A. (2020), The material basis of energy transition. Springer.
Module "LCA and Critical Raw Materials"
Slides and reference materials made available via Campusnet
Module: "Georesources for the energy transition":
Ridley, J. (2013), Ore Deposits Geology. Cambridge University Press.
Revuelta M.B. (2018), Mineral Resources. From exploration to sustainability assessment. Springer.
Sanz J., Tomasa O., Jimenez-Franco A., Sidki-Rius N. (2022), Elements and Mineral Resources. Springer.
Bleicher A., Pehlken A. (2020), The material basis of energy transition. Springer.
- Oggetto:
