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Sergio TEGGI
Professore Ordinario
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Rischio Sismico e dei Siti Contaminati
Ingegneria Civile e Ambientale (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Il corso si articola sui due semestri.
Primo semestre: Siti contaminati, 9 CFU (moduli 1.1,1.2,1.3). In questa parte si vogliono fornire le conoscenze di base che permettono di operare su progetti di caratterizzazione e d’intervento per i siti contaminati.
Secondo semestre: Rischio sismico, 6 CFU (moduli 2.1,2.2,…). In questa parte si forniranno le conoscenza di base sul rischio sismico del territorio italiano, della pericolosità dei siti e delle principali vulnerabilità riscontrabili negli edifici esistenti.
Per una più completa comprensione degli obiettivi formativi, si rimanda alla lettura dei risultati di apprendimento attesi a seguito dello svolgimento del presente percorso formativo.
Prerequisiti
Conoscenza di base di Chimica, Fisica e Statistica, Idraulica (acque sotterranee) e di Tecncia delle Costruzioni
Programma del corso
PRIMA PARTE: SITI CONTAMINATI
* Modulo 1.1 Siti contaminati, concetti di base - 3 CFU
Riferimenti normativi e tecnici: Normativa di riferimento, procedure amministrative, allegato V (contaminanti di interesse, contaminazioni tipiche), banca dati ISS 2018,
Destino dei contaminanti nel terreno: Caratteristiche del terreno, caratteristiche dei contaminanti, prodotto libero, solubilizzazione, volatilizzazione, adsorbimento.
Analisi di rischio chimico/sanitario: Definizione di rischio, RBCA, fattori di trasporto, effetti sanitari delle sostanze, fattori di tossicità, modello concettuale, tutela della risorsa idrica, obiettivi di bonifica, RiskNet (cenni).
Tecniche di bonifica e messa in sicurezza (introduzione): Panoramica sui tipi di intervento.
* Modulo 1.2. Siti contaminati, modello concettuale e analisi di rischio - 3 CFU
Caratterizzazione del sito: Piano della caratterizzazione, raccolta e sistemazione dei dati esistenti, campionamenti, caratterizzazione ambientale.
Modello concettuale: Criteri generali per la stima numerica dei parametri di interesse, metodi e strumenti statistici, sorgente di contaminazione, vie di migrazione della contaminazione, fattori di trasporto, esposizione e bersagli, esposizione e portata effettiva di esposizione.
Analisi di rischio chimico/sanitario: RiskNet, dettaglio e applicazione.
* Modulo 1.3: Tecniche di bonifica e messa in sicurezza - 3 CFU
Isolamento: Isolamento superficiale (capping), barriere verticali, isolamento dal fondo, barriere idrauliche, trincee drenanti, pozzi emungenti.
Lavaggio del terreno : Lavaggio del terreno Ex situ, soil washing, lavaggio chimico, lavaggio del terreno in situ, pump and treat, soil flushing.
Ventilazione del terreno (SVE, Soil Vapor Extraction): Equazioni di flusso, permeabilità intrinseca all’aria del terreno, raggio di influenza.
Trattamenti termici: Incenerimento o termodistruzione, vetrificazione in situ, desorbimento termico in situ e ex situ
Biorisanamento: Stechiometria e richiesta di Ossigeno, bioventilazione (Bioventing), bioinsuflazione e bioventilazione (biosparging and bioventing), ricircolazione d’acqua in terreno saturo, ricircolazione d’acqua in zona vadosa e terreno insaturo, filtri microbiologici , trattamenti biologici Ex Situ, landfarmin, biopile
Altre tecniche: BRP, BRP a ferro zero-valente, decontaminazione elettrocinetica, estrazione dell'LNAPL.
SECONDA PARTE: RISCHIO SISMICO
* Modulo 2.1: SISMOLOGIA E RISCHIO SISMICO - 2 CFU (18 ore):
definizione di rischio sismico, vulnerabilità pericolosità del sito e esposizione. Misure di intensità dell'evento sismico. Spettri di risposta di un evento sismico. Probablisitic hazard analysis . Leggi di attenuazione degli effetti e legge di ricorrenza degli eventi. Modelli probabilistici per la determinazione della pericolosità di un sito. Spettri isoprobabili. Spettro secondo la normativa vigente
* Modulo 2.2. CRITERI DI PROGETTAZIONE ANTISISMICA e METODI DI ANALISI - 1 CFU (9 ore):
Performance based design. Gli stati limite con azioni sismiche. Regolarità in pianta, in altezza. Capacity design (gerarchia delle resistenze). Spettri anelastici di progetto, fattore di struttura.
* Modulo 2.3. STRUTTURE IN MURATURA IN ZONA SISMICA - 3 CFU (27 ore): Comportamento scatolare. Valutazione della sicurezza di edifici esistenti, Livelli di Conoscenza e Fattori di Confidenza; Meccanismi locali per strutture in muratura. Interventi sugli edifici esistenti. Progetto di una cerchiatura. Metodi speditivi per l’analisi della vulnerabilità a livello territoriale.
ATTIVITA’ SPERIMENTALI
Nel periodo di lezione saranno proposte delle attività sperimentali progettuali opzionali da svolgere in autonomia per entrambe le parti.
Metodi didattici
L’insegnamento viene erogato mediante lezioni frontali in presenza (salvo indicazioni diverse dell'Ateneo) che vengono svolte in parte con l’ausilio di mezzi audiovisivi (presentazioni in Power Point). Le attività prevedono anche lo svolgimento di esercizi scritti svolti direttamente in aula. Lo studente potrà (attività non obbligatoria) svolgere un’attività progettuale in autonomia che sarà discussa al termine del periodo di lezione.
La frequenza alle lezioni frontali in presenza non è obbligatoria.
L’insegnamento è tenuto in lingua italiana.
Testi di riferimento
Sulla piattaforma Teams dell'insegnamento sono messi a disposizione:
- I pdf degli argomenti trattati in ogni singola lezione (p.e. slides) almeno un giorno prima della lezione
- Documentazione utilizzata durante le lezioni (tabelle, documenti tecnici, riferimenti a pagine web)
Per la PRIMA PARTE si potrà inoltre far riferimento alle dispense del modulo di Bonifica dei siti contaminati
Inoltre, per approfondimenti lo studente potrà fare riferimento ai seguenti testi:
- Bonomo L. (2005). Bonifica di siti contaminati. McGraw-Hill
D. M. Bourg. Excel per i calcoli scientidici e per l’ingegneria. Tecniche nuove, 2006.
- Gorla M. (2012). Siti contaminati. Caratterizzazione, Analisi di rischio, Tecniche di disinquinamento. Dario Flaccovio Editore.
- ISPRA (2015). Criteri metodologici per l'applicazione dell'analisi assoluta di rischio ai siti contaminati. http://www.isprambiente.gov.it
- DM 25/19/99 n. 471, Regolamento recante criteri, procedure e modalità per la messa in sicurezza, la bonifica e il ripristino ambientale dei siti inquinati, ai sensi dell'articolo 17 del DL 5/2/97, n. 22 e successive integrazioni, Suppl. ord. GU Serie Gen. n. 293 del 15/12/99.
Per la SECONDA PARTE si farà riferimento principalmente alle norme tecniche di riferimento ovvero:
- DM 17/07/2018 “Norme Tecniche per le Costruzioni” e della relativa circolare applicativa (Circ 7/2019 “Istruzioni per l’applicazione dell’«Aggiornamento delle “Norme tecniche per le costruzioni”» di cui al decreto ministeriale 17 gennaio 2018)
Verifica dell'apprendimento
Le due parti del corso sono valutate con prove separate in appelli dedicati alle singole parti e calendarizzati seguendo le direttive dipartimentali.
VALUTAZIONE DELLA PRIMA PARTE:
L'esame è costituito da un breve esercizio scritto che lo studente può svolgere utilizzando il materiale didattico che desidera della durata di circa 15-20 minuti, e da 3 domande a cui lo studente risponde alla lavagna. Fanno parte del colloquio orale tutti gli argomenti trattati durante il corso. La durata totale delle domande orali è di circa 40 minuti.
Il punteggio finale è dato dalla media aritmetica dei punteggi ottenuti nell'esercizio scritto e nelle domande orali.
La discussione dell’attività progettuale (facoltativa) sostituisce l’esercizio scritto.
L'esito della prova è comunicato immediatamente al termine dell'esame.
VALUTAZIONE DELLA SECONDA PARTE:
La valutazione dell’apprendimento è effettuata mediante un esame orale. La durata della prova orale è approssimativamente pari a mezz’ora. Fanno parte del colloquio orale tutti gli argomenti trattati durante il corso.
L’esame prevede 2 ampie domande aperte a tema. Tali domande sono finalizzate a valutare: - le conoscenze e le capacità di comprensione; - l’applicazione di conoscenze; - l’autonomia di giudizio.
È necessario quindi che il candidato risponda in modo ordinato, mirato, sintetico ma preciso, con lessico appropriato alle domande.
Prima di accedere all’esame, è necessario eseguire il progetto di un telaio in calcestruzzo armato e fornire al docente elaborati grafici e relazione di calcolo inerente a quanto progettato. La mancata consegna del progetto non permette di accedere all’esame orale.
Il progetto non ha valutazione diretta ma può essere di supporto durante l’orale in quanto la risposta ad alcune domande può essere supportata dalla descrizione di quanto eseguito e fornito negli elaborati del progetto.
Gli esiti saranno comunicati alla fine della giornata d’esame.
VERBALIZZAZIONE:
Al superamento di entrambe le prove l’esame viene verbalizzato su Esse3 con la media dei punteggi conseguiti.
Risultati attesi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
al termine del Corso, si auspica che lo/a studente/essa sia in grado di:
a) orientarsi all’interno della normativa tecnica in merito al progetto di strutture in zona sismica di strutture in c.a. e acciaio
b) orientarsi all’interno del settore della bonifica dei terreni contaminati e del monitoraggio ambientale riconoscendone gli aspetti e i concetti di base;
c) descrivere con chiarezza i principali di progettazione di strutture in zona sismica e di interventi sui siti contaminati, nonché argomentare le proprie risposte in modo articolato.
d) comprendere il destino e il trasporto dei contaminanti nel terreno.
e) comprendere il comportamento di strutture in c.a. e acciaio.
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
a) svolgere progetti di caratterizzazione, analisi di rischio e di intervento sui siti contaminati;
b) svolgere progetti di strutture in c.a. a telaio e/o con pareti in conformità alla normativa vigente;
c) padroneggiare la terminologia accurata e propria.
3) Autonomia di giudizio
a) verificare il proprio grado di apprendimento e comprensione dei concetti esposti grazie alla possibilità d’intervento a lezione, del ricevimento studenti, e dell'attività progettuale svolta in autonomia;
b) riorganizzare le conoscenze apprese ed implementare la propria capacità di valutazione critica ed autonoma di quanto appreso.
4) Abilità comunicative
a) esprimere in modo corretto, logico e con rigore tecnico/scientifico le proprie conoscenze, riconoscendo l’argomento richiesto e rispondendo in modo puntuale e completo alle domande poste.
b) sintetizzare ed elaborare compiutamente i principi di progettazione e verifica di strutture in zona sismica, di caratterizzazione, analisi di rischio e di risanamento per i siti contaminati.
5) Capacità di apprendimento
a) approfondire le nozioni apprese per proseguire il proprio percorso universitario mettendo a frutto terminologia, schemi, concetti quali strumenti per raggiungere una conoscenza della progettazione strutturale.
b) integrazione delle nozioni sulla bonifica dei siti contaminati con altre nozioni della progettazione e impiantistica del settore civile e ambientale.