MATERIALI INNOVATIVI PER LO SVILUPPO SOSTENIBILE

Il corso ha l’obiettivo di fornire, a partire dai materiali attualmente utilizzati in edilizia, conoscenze avanzate sui materiali di nuova generazione sviluppati secondo i principi della sostenibilità e dell’economia circolare. In particolare, verranno fornite le informazioni mineralogiche, geochimiche e fisiche dei prodotti innovativi, utili, anche in chiave occupazionale. Il corso consentirà inoltre di comprendere il ruolo dei geomateriali e delle georisorse nella gestione sostenibile del territorio. Nel modulo di laboratorio, lo studente acquisirà le capacità di svolgere attività di sintesi, di analisi e interpretazione dei dati anche mediante il confronto con la letteratura scientifica.

In riferimento ai “Descrittori di Dublino” e alle competenze caratterizzanti la classe LM-74, il corso contribuisce all’acquisizione delle seguenti competenze trasversali:

Conoscenza e capacità di comprensione:

o   Capacità di ragionamento induttivo e deduttivo.

o   Capacità di schematizzare un problema di carattere industriale in termini di impatto ambientale.

o   Conoscere le proprietà geochimiche, mineralogiche, petrografiche e fisiche dei materiali geologici e innovativi, comprendendone l’origine e le trasformazioni in contesti naturali e antropici.

o   Comprendere le relazioni tra sistemi ambientali, georisorse, materiali per l’edilizia e attività antropiche, con particolare attenzione alla sostenibilità e all’economia circolare.

Capacità di applicare conoscenza:

o   Capacità di applicare le conoscenze acquisite per la descrizione di un impatto ambientale derivante da una linea di produzione industriale di materiali.

o   Capacità di trovare delle soluzioni per arginare l'impatto secondo i principi di sostenibilità ed economia circolare.

Autonomia di giudizio:

o   Capacità di ragionamento critico.

o   Capacità di individuare i metodi più appropriati per analizzare criticamente, interpretare ed elaborare i dati sperimentali.

Abilità comunicative:

o   Capacità di esporre oralmente con proprietà di linguaggio un argomento scientifico.

Capacità di apprendimento:

o   Consultare autonomamente banche dati, letteratura scientifica e riferimenti normativi, selezionando fonti pertinenti per approfondire i temi del corso e supportare l’interpretazione dei dati.

Il corso è strutturato in due moduli: uno svolto attraverso lezioni frontali (28 ore) e un altro mediante esercitazioni guidate dal docente nei laboratori  (24 ore). 

Qualora l’insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto sopra dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel presente syllabus.

Non sono previste propedeuticità.

Obbligatoria in accordo con il regolamento del Corso di Laurea. Il docente verificherà̀ la presenza in aula e compilerà un registro delle presenze.

1. Normativa nazionale e internazionale in materia di sostenibilità ambientale
2. Esempi d’impatti negativi sull’ambiente da parte dei materiali tradizionali
3. Esempi di materiali innovativi ad oggi sviluppati (es. grafene)
4. Geopolimeri e materiali ad attivazione alcalina: chimica, mix design e produzione; proprietà fisiche e meccaniche; durabilità; potenziali utilizzi; confronto con i materiali tradizionali; casi studio.
5. Principi e applicazioni dei principali metodi di caratterizzazione mineralogica, geochimica e strutturale per lo studio dei geopolimeri e dei materiali ad attivazione alcalina: XRD, FTIR e NMR.
6. Laboratorio: sintesi mediante attivazione alcalina di diversi precursori; selezione e applicazione di prove di caratterizzazione; analisi e interpretazione critica dei dati mediante esercitazioni digitali; consultazione di banche dati, letteratura scientifica e riferimenti normativi per il confronto e la valutazione dei risultati; valutazione ciclo di vita (LCA) di un materiale. 

Dispense del corso e pubblicazioni su riviste scientifiche.

Per approfondimenti:

1. Alkali-Activated Materials in Environmental Technology Applications. 2022. Tero Luukkonen. Paperback ISBN: 9780323884389
   
2. Cement Replacement Materials: Properties, Durability, Sustainability. 2014. Ali Akbar Ramezanianpour. https://doi.org/10.1007/978-3-642-36721-2
3. Handbook of Alkali-Activated Cements, Mortars and Concretes. 2015. Pacheco-Torgal F., Labrincha J. A., Leonelli C., Palomo A., Chindaprasirt P. https://doi.org/10.1016/C2013-0-16511-7 ISBN 978-1-78242-276-1
4. Geopolimeri polimeri inorganici chimicamente attivati (Seconda Edizione). 2014. Leonelli C. & Romagnoli M. ISBN 9781291781816
5. Alkali Activated Materials - State-of-the-Art Report, RILEM TC 224-AAM. 2014. Provis J., van Deventer J. S. J. ISBN 9789400776722

Prova orale finalizzata a verificare: la conoscenza delle proprietà e dei processi di trasformazione dei materiali studiati; la capacità di collegare gli aspetti mineralogici, geochimici, petrografici, tecnologici e ambientali; la capacità di selezionare metodologie di caratterizzazione adeguate e di interpretare criticamente dati e modelli; la capacità di formulare valutazioni operative in tema di sostenibilità ed economia circolare; la pertinenza delle risposte, la qualità dei contenuti, la proprietà del linguaggio tecnico e la chiarezza espositiva.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere. A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. È possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata — Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del proprio Dipartimento (https://www.cinap.unict.it/content/referenti).

Differenze tra i cementi, geopolimeri e materiali ad attivazione alcalina

Vantaggi e versatilità dei geopolimeri/ materiali ad attivazione alcalina

Aspetti normativi in materia di sostenibilità ambientale

Descrizione della procedura di sintesi e principali tecniche di caratterizzazione per lo studio dei materiali geopolimerici