 |
Alessandro GUALTIERI
Professore Ordinario
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche - Sede Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche
|
Insegnamento: Materie prime naturali
Geoscienze, georischi e georisorse (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Gli obiettivi formativi del corso sono:
-conoscenza del concetto di materia prima;
-valutazione dell'’importanza delle materie prime nel contesto socio-economico globale;
-conoscenza del concetto di materia prima secondaria;
-capacità di applicare la classificazione dei siti estrattivi delle materie prime;
-classificare e conoscere le proprietà chimico-fisiche e tecnologiche delle più comuni materie prime argillose e non argillose;
-conoscenza dei vari tipi zeolitici, le loro proprietà chimico-fisiche, la loro disponibilità a livello nazionale ed internazionale e le loro applicazioni e le loro applicazioni in campo industriale;
-capacità di applicare i concetti fondamentali ed i metodi per eseguire un'analisi di laboratorio completa di una materia prima ad uso ceramico;
-capacità di classificare una materia sulla base dei dati chimico-fisici e tecnologici;
-capacità di stabilire la destinazione d’uso e le eventuali problematiche connesse all’uso di una certa materia prima;
-Conoscenza delle tecniche di coltivazione di una cava e di una miniera e il loro ripristino ambientale;
-conoscenza e capacità di applicare la classificazione dei principali prodotti dell’industria del laterizio, refrattari, sanitari, cementi e ceramica;
-capacità di applicare conoscenza delle materie prime e comprensione delle loro proprietà per la corretta modalità l'introduzione di una materia prima in un certo impasto ceramico;
-saper riconoscere quali sono i parametri ed i fattori che in produzione determinano le caratteristiche di un certo prodotto ceramico;
-conoscenza delle tecniche sperimentali e metodologiche per acquisire ed interpretare dati sperimentali di analisi termiche;
preparazione di un impasto ceramico di grès porcellanato;
-capacità di applicare conoscenza e comprensione per la caratterizzazione dal punto di vista tecnologico di un impasto ceramico da grès porcellanato;
sviluppare autonomia di giudizio nel campo della gestione e utilizzo delle materie prime.
Prerequisiti
Il corso di Materie prima naturali richiede conoscenze acquisite dalla laurea triennale di Chimica e Mineralogia. Per quanto riguarda la Chimica, lo studente dovrà possedere le conoscenze relative alla struttura dell'atomo, elementi, composti, molecole, ioni. Numero atomico, numero di massa, massa atomica e molecolare. Le reazioni chimiche. I legami chimici. Reazioni all'equilibrio, costante di equilibrio. Termodinamica chimica: energia, entalpia, entropia, energia libera. Cenni di cinetica chimica. Per quanto riguarda la Mineralogia, lo studente dovrà possedere le conoscenze relative allo stato cristallino. Simmetria nei cristalli. Il reticolo cristallino. Proprietà fisiche dei minerali. Struttura dei minerali: poliedri di coordinazione. Strutture a impacchettamento compatto. Trasformazioni polimorfe nei minerali. Vicarianza e isomorfismo. Elementi nativi; Carbonati; Solfati; Ossidi e idrossidi; Solfuri. Classificazione dei silicati. Nesosilicati. Sorosilicati. Inosilicati. Fillosilicati. Tettosilicati.
Programma del corso
Concetto di materia prima e materia prima seconda. Sostenibilità ed analisi del ciclo di vita. Definizione, classificazione, genesi e proprietà delle materie prime locali ed estere. Minerali argillosi (caolinite, illite, smectite, clorite, talco, pirofillite, etc), feldspati, quarzo, wollastonie, mullite e fasi vetrose. Principali caratteristiche dei giacimenti nazionali ed internazionali e loro sfruttamento. Definizione di zeolitite, depositi economicamente sfruttabili ed applicazioni in vari campi industriali ed in campo ambientale.
Cave e Miniere. Coltivazione delle cave e miniere. Geologia di miniera. Ripristino ambientale.
SIA e VIA applicate all'attività estrattiva.
Utilizzo delle varie materie prime nei prodotti industriali. Tipologie dei prodotti commerciali e caratterizzazione. Laterizio. Cementi e calcestruzzo. Refrattari. Sanitari. Ceramici tradizionali. Preparazione di un impasto ceramico. Caratterizzazione chimico-fisica e tecnologica di un impasto ceramico. Finalizzazione dell’analisi strumentale. Illustrazione delle strumentazioni più usate per analisi chimiche ed analisi termiche. Illustrazione delle metodologie più comuni ai fini applicativi.
Orario di ricevimento:
venerdì 10-11
Si prega di contattare il docente via e-mail:
alessandro.gualtieri@unimore.it
Metodi didattici
Lezioni classiche frontali ex cathedra, esercitazioni pratiche assistite in aula e in laboratorio, visite didattiche sul terreno (cave/miniere) o in impianti industriali (ceramica). Per quanto riguarda la modalità di frequenza, essa è obbligatoria.
Testi di riferimento
Dispense preparate dal docente disponibili in formato elettronico (files PDF).
BALDO G.L., MARINO M., ROSSI S. – Analisi del ciclo di vita LCA, materiali, prodotti, processi. Edizioni Ambiente.
BIFFI G.: Gres porcellanato. Gruppo Editoriale Faenza Editrice s.p.a. (disponibile in biblioteca).
G. Gisotti, Le cave. Dario Flaccovio Editore.
GOTTARDI G.: I minerali. Boringhieri, Torino.
MOTTANA A. - Fondamenti di Mineralogia geologica. Zanichelli, Bologna (disponibile in
biblioteca).
SOCIETA’ CERAMICA ITALIANA - Materie prime. Gruppo Editoriale Faenza Editrice
s.p.a. (disponibile in biblioteca).
Alessandro Francesco Gualtieri - Introduzione alle tecniche analitiche strumentali. - libreriauniversitaria.it - 2019
Verifica dell'apprendimento
Esame orale a fine corso composto da tre domande generali. Le tre domande riguardano le tre parti che suddividono il corso:
1.sistematica delle materie prime:
2.Estrazione e caratterizzazione delle materie prime.
3.Applicazioni delle materie prime.
Lo studente deve dimostrare di aver acquisito sufficiente conoscenza e abilità in tutte le sezioni del corso.
Gli esaminandi hanno la facoltà di presentare un argomento a scelta in luogo della prima domanda. L'argomento deve riguardare una delle tre sezioni sopra descritte. All'argomento a scelta, seguiranno domande riguardanti le altre due parti del corso. Gli esaminandi possono anche presentare una relazione scritta che discuteranno oralmente riguardante una delle tre sezioni sopra descritte. Alla presentazione seguiranno domande sulle rimanenti parti del corso.
Se lo studente risponde correttamente ad ogni domanda, il voto finale sarà di 30/30. Una domanda finale permetterà di ottenere la lode. Ogni errore commesso o mancata risposta vengono penalizzati di 1-3 punti a seconda della gravità. Es. se lo studente commette due errori gravi, la penalizzazione sarà di 6 punti e il voto finale sarà di 24/30.
Risultati attesi
Alla fine del corso lo studente dovrebbe aver acquisito conoscenza e abilità nelle tre sezioni del corso:
1.sistematica delle materie prime:
-conoscere il concetto di materia prima e saper valutare l’importanza delle materie prime nel contesto socio-economico globale;
-saper classificare le materie prime naturali;
-conoscere il concetto di materia prima secondaria;
2.Estrazione e caratterizzazione delle materie prime.
-saper classificare i siti estrattivi delle materie prime;
-classificare e conoscere le proprietà chimico-fisiche e tecnologiche delle più comuni materie prime argillose e non argillose;
-conoscere i vari tipi zeolitici, le loro proprietà chimico-fisiche, la loro disponibilità a livello nazionale ed internazionale e le loro applicazioni e le loro applicazioni in campo industriale;
-apprendere i concetti fondamentali ed i metodi per eseguire un'analisi di laboratorio completa di una materia prima ad uso ceramico;
-acquisire la capacità di classificare una materia sulla base dei dati chimico-fisici e tecnologici;
-stabilire la destinazione d’uso e le eventuali problematiche connesse all’uso di una certa materia prima;
-conoscere le tecniche di estrazione delle materie prime e loro arricchimento;
3.Applicazioni delle materie prime.
-conoscere e saper classificare i principali prodotti dell’industria ceramica;
-comprendere come e con quali modalità l'introduzione di una materia prima in un certo impasto ceramico ne modifichi le proprietà tecnologiche;
-saper riconoscere quali sono i parametri ed i fattori che in produzione determinano le caratteristiche di un certo prodotto ceramico;
-saper preparare un impasto ceramico di grès porcellanato;
-saper caratterizzare dal punto di vista tecnologico un impasto ceramico da grès porcellanato.