Corso di laurea magistrale Monitoraggio Ambientale, Tutela e Ripristino LM-75

L'insegnamento si inserisce nel generale obiettivo del corso di studio di fornire un'approfondita preparazione relativa all'analisi sistemica dell'ambiente naturale. 
Nello specifico, partendo da un approccio eminentemente petrologico l'insegnamento si propone di fornire informazioni sui processi che portano alla formazione delle principali georisorse impiegate in ambito tecnologico, industriale e culturale, sulle buone regole che andrebbero seguite per un loro sfruttamento sostenibile, ma anche su quei fattori endogeni ed esogeni, che incidono naturalmente sui continui cambiamenti ambientali che avvengono sul nostro pianeta (eruzioni vulcaniche, sollevamento delle catene montuose, produzione di CO2 in ambito abiotico).

L'insegnamento, organizzato in moduli, si propone di fornire le conoscenze fondamentali su due importanti tematiche della Geologia Economica: le risorse industriali e i minerali metallici.
 
Il primo modulo si propone di fornire le nozioni di base relative alla caratterizzazione petrografica delle pietre ornamentali e degli altri materiali lapidei impiegati in processi industriali e definizione dei criteri per la ricerca delle materie prime. Verrà definito il concetto di geomateriale, con particolare attenzione per i materiali di sintesi prodotti a partire da minerali e rocce.

Il secondo modulo fornirà un’ampia panoramica sugli impatti ambientali del ciclo produttivo complessivo dei metalli. Le studentesse e gli studenti acquisiranno conoscenze sui potenziali impatti ambientali inerenti l’estrazione di metalli, il loro arricchimento e la rimozione di impuritá. Si presenteranno anche gli aspetti generali relativi alla protezione ambientale, la valutazione di impatto ambientale e la sostenibilità del ciclo produttivo dei metalli. Inoltre, verrano approfondite metodologie di bonifica sia per tramite di batteri, che utilizzando minerali allo stato naturale o funzionalizzati. Verranno proposti cenni sulla mineralogia medica, con particolare attenzione all’interazione tra minerali e le cellule umane. Verranno poi presentati nel dettaglio alcuni casi studio specifici che mostrano l’impatto ambientale dell’atttività estrattiva, della fine del ciclo produttivo e del deposito. Le lezioni frontali saranno affiancate da GDR didattici, dando la possibilità a studentesse e studenti di sviluppare le proprie doti di sintesi e ‘public speaking”; rinforzate inoltre tramite didattica in modalità “debate” ed “elevator pitch”. Le studentesse e gli studenti osserveranno le caratteristiche macroscopiche di campioni rappresentativi e acquisiranno conoscenze sui minerali da cui si estraggono metalli, terre rare e attinoidi.Alle studentesse e agli studenti sarà data la possibilità di scegliere uno dei minerali presentati durante le lezioni teoriche e di laboratorio, sul quale poter effettuare uno studio di microscopia elettronica a trasmissione di base.

I contenuti proposti all'interno dell'insegnamento concorrono al raggiungimento degli obiettivi formativi della Laurea Magistrale per quanto riguarda la caratterizzazione e/o certificazione, dal punto di vista minero-petrografico, dei materiali geologici e dei relativi processi di trasformazioni in ambito industriale, oltre che la modellizzazione dei processi di formazione delle georisorse minerarie per la loro ricerca e sfruttamento. Includendo possibili strategie di biorisanamento e bonifica tramite l’utilizzo di batteri e/o minerali. 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Alla fine dell'insegnamento si saprà:
- utilizzare una terminologia appropriata nella descrizione dei geomateriali impiegati in ambito industriale;
- riconoscere i principali tipi di geomateriali (con particolare riferimento alla situazione italiana) e risalire al contesto geologico di provenienza;
- individuare le principali applicazioni industriali dei materiali studiati;
- gestire autonomamente aspetti elementari della pianificazione d'uso di geomateriali in funzione del processo d'interesse;
- proporre soluzioni a situazioni complesse di inquinamento e bonifica, utilizzando le conoscenze acquisite ed applicandole (anche) a minerali/metalli non trattati direttamente nel insegnamento;
- presentare in maniera appropriata casi studio e le relative implicazioni ambientali
- interagire con il proprio interlocutore trattando tematiche interdisciplinari e coinvolgenti diversi campi;
- utilizzare tecniche di microscopia elettronica a trasmissione per caratterizzare minerali grezzi.

 Autonomia di giudizio
Al termine dell'insegnamento si saprà formulare un giudizio:
- sul tipo di applicazione dei principali tipi di metalli nella società attuale;
- sulle problematiche ambientali potenzialmente connesse con il ciclo produttivo dei geomateriali;
- sulle possibili strategie di biorisanamento e bonifica da pianificare ed intraprendere;
- sulle metodologie di indagine più adatte per la caratterizzazione dei "minerali economici" e dei lapidei ornamentali;
- sulla qualità dei dati acquisiti e sulla correttezza delle elaborazioni su di essi condotte al fine di certificarne l'impiego in ambito commerciale.

Abilità comunicative
Alla fine dell'insegnamento si dovrà:
- utilizzare correttamente il linguaggio relativo al ciclo produttivo dei metalli;
- valutare adeguatamente la potenziale criticità delle materie prime, a scala italiana ed europea;
- utilizzare in modo corretto il linguaggio tecnico della petrografia applicata a scopi industriali;
- coordinarsi con le diverse figure professionali che lavorano nel campo della caratterizzazione dei geomateriali e della ricerca e sfruttamento delle materie prime.

Capacità di apprendimento
Alla fine di questo insegnamento si sarà acquisita la capacità di studio autonomo e di valutazione critica delle tipologie di indagine da utilizzare per la caratterizzazione e ricerca delle materie prime non rinnovabili, nonché delle potenziali criticità connesse con il loro sfruttamento.

MODULO 1
Introduzione ai minerali economici e industriali. Criteri di classificazione. Metodologie d'indagine nei diversi campi di applicazione.
Le pietre ornamentali del mercato contemporaneo: analisi e considerazioni petrografiche sulle diverse categorie commerciali: definizione di marmi, graniti, pietre e travertini. Criteri di classificazione e certificazione; campi d'impiego; aspetti normativi.
L'industria del vetro. Mineralogia e geologia delle materie prime. Il ciclo produttivo. Principali vetri industriali e loro impiego.
Malte e calcestruzzi. Malte aeree ed idrauliche. Gli aggregati per calcestruzzi. Il cemento Portland. Mineralogia e geologia delle materie prime. Il ciclo produttivo. Il processo di idratazione. I cementi pozzolanici. L'alterazione dei cementi.
Le argille e i minerali argillosi. Caratteristiche minero-chimiche delle materie prime. Il ciclo produttivo dei laterizi. Principali impieghi industriali.
MODULO 2
1. Introduzione
2. Ciclo produttivo dei metalli e l’ambiente
2.E Immaginare una “Valutazione di Impatto Ambientale” basata su quanto conosciuto dagli altri corsi e quanto fatto nelle sezioni precedenti
2.1. Potenziale impatto ambientale dell’estrazione di metalli
2.2. Potenziale impatto ambientale della concentrazione di metalli
2.3. Potenziale impatto ambientale della rimozione di impuritá
2.4. Protezione ambientale
2.E “Debate” a squadre sulle conoscenze acquisite e data una mozione
3. Minerali grezzi per l’estrazione di metalli, terre rare e actinoidi, e note di mineralogia medica
3.1. Ferro e metalli per l’acciaio
3.2. Metalli base
3.3. Metalli preziosi
3.4. Metalli leggeri
3.5. Metalli minori, terre rare e attnoidi
4. Casi studio
4.E “Elevator pitch” su un caso studio selezionato
5. Laboratorio
5.1. Preparazione del campione minerale selezionato
5.2. Microscopia elettronica a scansione e metodi analitici automatizzati
5.3. Microscopia elettronica a trasmissione: fotografia, TEM ad alta risoluzione, spettrometria in dispersione di energia, diffrazione elettronica

La metodologia didattica consiste in:
Modulo 1:
lezioni frontali n. 24 ore
Modulo 2:
lezioni frontali n. 20 ore
lezioni di laboratorio n. 8 ore

L'insegnamento comprende lezioni frontali ed esercitazioni durante le quali verrà svolto il riconoscimento di campioni rappresentativi di rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche. Inoltre, l'insegnamento include la preparazione di campioni e lo studio degli stessi con l’utilizzo di un TEM.

Il materiale didattico verrà pubblicato su moodle

L'esame consiste in un unico colloquio orale durante il quale i due docenti verificheranno il livello di apprendimento raggiunto dallo/dalla studente/studentessa attraverso domande specifiche sugli argomenti trattati a lezione da ciascuno di essi nel proprio modulo. Sarà inoltre richiesta la descrizione e la classificazione di un campione di pietre ornamentali. Saranno inoltre valutate durante il colloquio la capacità di sintesi e la proprietà di linguaggio.

I testi base consigliati per l'insegnamento sono: 

Primavori P. (1999) - Pianeta Pietra. Zusi Editore, Verona. 326 pp.

Spitz K., Tridinger J. (2009) - Mining and the Environment. From ore to metal. Taylor & Francis Editore, London, 890 pp.

Dispense su supporto elettronico fornite dai docenti.

Infine sono di seguito indicati siti internet di interesse:

 Sito web: www.pietreditorino.com