ITALIANO

Il corso descrive i materiali in relazione all’ambiente: gli aspetti che impattano l’ecosistema nei processi produttivi, nel loro uso, nella loro dismissione a fine vita.
A partire dalla rivoluzione industriale siamo, adesso, nella condizione di poter quantificare gli aspetti dell’industrializzazione che hanno cominciato ad influenzare l’ambiente su scala globale. I materiali sono implicati in queste considerazioni. I materiali saranno caratterizzati anche sulla base dell’energia incorporata (l'energia necessaria per crearli) e dell'impronta di carbonio (la CO2 rilasciata dalla loro creazione).
Gli studenti devono raggiungere un livello di consapevolezza tale da indurli ad esplorare per quanto possibile, costruttivamente, cosa può essere fatto nel merito.

Appunti del corso.
Materials and environment

Il corso descrive i materiali in relazione all’ambiente: gli aspetti che impattano l’eco-sistema nei processi produttivi, nel loro uso, nella loro dismissione a fine vita.
A partire dalla rivoluzione industriale siamo, adesso, nella condizione di poter quantificare gli aspetti della industrializzazione che hanno cominciato ad influenzare l’ambiente su scala globale. I materiali sono implicati in queste considerazioni. I materiali saranno caratterizzati anche sulla base dell’energia incorporata (l'energia necessaria per crearli) e dell'impronta di carbonio (la CO2 rilasciata dalla loro creazione).
Gli studenti devono raggiungere un livello di consapevolezza tale da indurli ad esplorare per quanto possibile, costruttivamente, cosa può essere fatto nel merito.

Nessuno

Lezioni frontali

Esme orale o scritto

Informazioni aggiuntive saranno disponibili a cura del docente

- I materiali: una breve storia
- Il consumo di risorse ed i suoi drivers:
o le risorse naturali dei materiali ed i costi delle materie prime
o crescita esponenziale e tempi di raddoppio dei consumi
o criticità delle risorse materiali: tempi di esaurimento
o risorse materiali strategiche


- Il ciclo di vita dei materiali
o Case studies : dalla estrazione alla dismissione, al riciclo.
o Le materie plastiche: principi generali delle operazioni di riciclo
o I materiali compositi
o I calcestruzzi


- I materiali a fine vita: un problema o una risorsa?
o Circolarità dei materiali

- La lunga marcia della legislazione
o Le direttive legislative ed i controllo vincolanti sui materiali ed i processi produttivi
o Trattati internazionali , protocolli e convenzioni
o Strumenti economici: tasse s, sussidi e schemi commerciali
- Eco-dati: valori, fonti, precisione
o Gli eco-indicatori dei materiali
o Materiali parzialmente riciclati
o I metalli preziosi nelle strutture ingegneristiche: i catalizzatori
o Energia ed impronta C02 in elettronica
o Processi dei materiali: energia ed impronta CO2
o Calcestruzzi a basso impatto ambientale

- Eco-audit materiali
o Energia incorporata
o Energia dei processi
o Costi energetici del Trasporto
o Discarica, combustione, riciclo, re-engineering , riuso.

- Strategie di selezione dei materiali
o Principi della selezione dei materiali
o Il modulo elastico e la resistenza dei materiali in relazione alla densità ed alla produzione di CO2
o Caso di studio: l’automobile
- Sostenibilità: progredire con le risorse attuali
o Selezione dei materiali ecosostenibili
o Il caso delle bottiglie di plastica: confronti tra PET e PLA
- Materiali per lo sviluppo energetico a basse emissioni di carbonio
- Il costo dei materiali ed il costo dei prodotti: le forze spingenti del cambiamento

Italian

The course describes materials in relation to the environment: the aspects that impact the ecosystem in production processes, in their use, and in their disposal at the end of their life.
Since the Industrial Revolution, we are now in a position to quantify the aspects of industrialization that have begun to influence the environment on a global scale. Materials are implicated in these considerations. Materials will also be characterized based on their embodied energy (the energy required to create them) and their carbon footprint (the CO2 released by their creation).
Students must reach a level of awareness that will lead them to explore, to the fullest extent possible, what can be done about them.

Materials and enironment by Ashby

The course describes materials in relation to the environment: the aspects that impact the ecosystem in production processes, in their use, and in their disposal at the end of their life.
Since the Industrial Revolution, we are now in a position to quantify the aspects of industrialization that have begun to influence the environment on a global scale. Materials are implicated in these considerations. Materials will also be characterized based on their embodied energy (the energy required to create them) and their carbon footprint (the CO2 released by their creation).
Students must reach a level of awareness that will lead them to explore, to the fullest extent possible, what can be done about them.

None.

Frontal lessons

Oral examination

Additional information will be care from the teacher

- Materials: A Brief History
- Resource Consumption and Its Drivers:
o Natural Material Resources and Raw Material Costs
o Exponential Growth and Consumption Doubles
o Critical Issues of Material Resources: Depletion Times
o Strategic Material Resources

- The Life Cycle of Materials
o Case Studies: From Extraction to Disposal to Recycling
o Plastics: General Principles of Recycling Operations
o Composite Materials
o Concrete

- End-of-Life Materials: A Problem or a Resource?
o Circularity of materials

- The long march of legislation
o Legislative directives and binding controls on materials and production processes
o International treaties, protocols, and conventions
o Economic instruments: taxes, subsidies, and trade schemes
- Eco-data: values, sources, accuracy
o Material eco-indicators
o Partially recycled materials
o Precious metals in engineering structures: catalysts
o Energy and CO2 footprint in electronics
o Materials processes: energy and CO2 footprint
o Low environmental impact concrete

- Material eco-audits
o Embodied energy
o Process energy
o Energy costs of transportation
o Landfill, combustion, recycling, re-engineering, reuse

- Materials Selection Strategies
o Principles of Materials Selection
o Elastic Modulus and Strength of Materials in Relation to Density and CO2 Production
o Case Study: The Automobile
o Sustainability: Making Progress with Current Resources
o Selecting Eco-Sustainable Materials
o The Case of Plastic Bottles: Comparing PET and PLA
o Materials for Low-Carbon Energy Development
o Material Costs and Product Costs: Driving Forces of Chang