Corsi di studi in Scienze Geologiche (L-34 e LM-74)

Il corso è organizzato in moduli, che affrontano due importanti tematiche della Scienze della Terra applicate al campo dell'industria

Il primo modulo si propone di riprendere alcuni aspetti fondamentali di natura cristallochimica e termodinamica, relativi a sistemi polifasici d'interesse ai processi industriali di larga scala che impiegano geomateriali. Verranno successivamente introdotti i minerali più rilevanti ai fini industriali e presentata la loro reattività e funzione nel contesto processuale, con particolare riferimento al ceramico e a quello dei laterizi in senso lato.

Il secondo modulo si propone di fornire allo studente le nozioni di base relative alla caratterizzazione petrografica dei 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.

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 geomateriali e la modellizzazione dei processi di  trasformazioni in ambito industriale

Conoscenza e capacità di comprensione

 Alla fine di questo insegnamento lo studente dovrà:

- conoscere i criteri di classificazione dei geomateriali impiegati nell'industria e i relativi aspetti normativi;
- conoscere le principali tecniche analitiche di caratterizzazione dei "minerali economici" utilizzate nei diversi processi industriali;
- conoscere i criteri per individuare la provenienza delle materie prime; 
- conoscere i processi industriali di trasformazione per la produzione di vetri, materiali ceramici, malte, cementi e calcestruzzi.

 Capacità di applicare conoscenza e comprensione

 Alla fine di questo insegnamento lo studente saprà:

- utilizzare una terminologia appropriata nella descrizione dei geomateriali impiegati in ambito industriale;
- riconoscere i principali tipi di geomateriali e (con particolare riferimento alla situazione italiana) 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.

 Autonomia di giudizio

Al termine dell'insegnamento lo studente saprà formulare un giudizio:

- sulle metodologie di indagine più adatte per la caratterizzazione dei geomateriali industriali;
- 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 lo studente dovrà sapere:

- 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 lo studente avrà le capacità di studio autonomo e di valutazione critica delle tipologie di indagine da utilizzare per la caratterizzazione e ricerca delle materie prime non rinnovabili.

L'insegnamento è suddiviso in due moduli di 24 ore di lezioni frontali ciascuno

L'esame finale prevede una prova orale di circa 30' durante la quale verranno verificati l'apprendimento delle conoscenze illustrate a lezione.
In particolare, l'esame consiste in domande aperte volte a verificare le competenze acquisite sui seguenti ambiti:

1. materie prime e prime seconde: loro proprietà;
2. trasformazioni delle materie prime e prime seconde;
3. caratteristiche dei processi industriali che impiegano materie prime e prime seconde;
4. settori merceologici e scelta delle materie prime e prime seconde.

Saranno inoltre valutate durante il colloquio la capacità di sintesi dello studente e la proprietà di linguaggio.

Introduzione ai "minerali economici" e "industriali". Criteri di classificazione. Metodologie d'indagine petrografica nei diversi campi di applicazione.
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.
I principali giacimenti di talco in Italia con particolare riguardo al talco della Val Germanasca.
Meccanismi di trasformazione nei sistemi mineralogici di interesse industriale.
Microstruttura e relazione con i processi industriali. Size effect. Reattività. Sintering.
Ceramici tradizionali. Cicli produttivi e proprietà degli impasti. Caratteristiche del prodotto finito.
Materie prime seconde: geopolimeri, ceneri e scarti. Re-cycling e riuso. Politiche di produzione.

libri di testo:
- Callister W.D & Rethwisch D.G. (2013) Materials Science and Engineering: An introduction 9^th Ed, Wiley.
- Manning D.A.C. (1994) - Introduction to industrial minerals. Chapman & Hall 276 pp
- Kesler S. E. % Simon A. C. (2015) - Mineral resources, economics and the environment. Cambridge University  Press 434 pp
- Pecchioni E., Fratini F. & Cantisani E. (2008) Le malte antiche e moderne tra tradizione ed innovazione. Patron editore 238 pp

  Dispense su supporto elettronico fornite dai docenti