L'insegnamento si propone di fornire le conoscenze tecniche, i criteri economici e di impatto ambientale che consentano di delineare alternative di processo per il trattamento rigenerativo di un refluo, di uno scarto o di un rifiuto e la relativa progettazione impiantistica, anche attraverso specifiche esercitazioni di progetto. Particolare attenzione è rivolta alla valorizzazione energetica di risorse rinnovabili.

Tecnologie e processi per il recupero di materia da rifiuti o sotto-prodotti industriali e da contesti domestici; gestione dei consumi energetici di larga e piccola scala;
Principi di combustione; Tecnologie e processi per il recupero del contenuto energetico da rifiuti o scarti di natura solida.

Sviluppo sostenibile. Uso delle risorse, scelta delle materie prime. Strategie energetiche. Panorama internazionale e nazionale; prospettive.
Materie prime per i prodotti chimici e l’energia. Prodotti e processi a larga diffusione: carta, plastica, legno, cibo, vetro, metalli. Il ruolo del petrolio e la spesa energetica e chimica. Bilanci macroscopici di materia e energia negli scenari produttivi più comuni. Combustibili non rinnovabili e fonti fossili: cenni su produzione, costi e prospettive di sviluppo. Combustibili alternativi e fonti rinnovabili.
Riciclo e re-impiego di materiale di scarto. Processi di recupero di materia in contesti domestici (riciclo acque grigie). Ciclo dei rifiuti. Gestione integrata dei RSU. Tecnologie e processi per il recupero di materia da rifiuti o sotto-prodotti industriali (carta, vetro, plastica, legno, alluminio, acciaio, ecc.). Compostaggio e/o stabilizzazione della frazione organica.
Termodinamica della combustione. I combustibili. Stechiometria, rapporti di miscela, eccesso d'aria e composizione dei fumi. Entalpia di combustione. Equilibri chimici. Potere calorifico. Temperatura adiabatica e velocità laminare di fiamma. Equilibrio chimico. Combustione omogenea ed eterogenea.
Principi di cinetica della combustione. Cinetica chimica. Reazioni elementari. Meccanismi radicalici. Semplificazione di schemi cinetici complessi. Diagrammi di esplosione e limiti di infiammabilità. Aspetti Applicativi. Formazione di inquinanti nei processi di combustione. Fiamme laminari e fiamme turbolente.
Tecnologie e processi di produzione energetica da risorse rinnovabili. Recupero del contenuto energetico da rifiuti o scarti di natura solida (metalli, vetri, carta, plastica, fanghi biologici, refuse-derived-fuel, compost, biomasse ligno-cellulosiche e/o oleaginose). Processi termochimici per lo sfruttamento di biomasse di scarto (lavorazione del legno, industria alimentare, agraria).

Esercitazioni: Bilanci di materia e di energia sugli schemi di processo di riciclo di scarti industriali e/o domestici. Calcolo della temperatura adiabatica di fiamma nella combustione di rifiuti e/o biomassa.

• Dispense del docente caricate sul portale della didattica.
• Analisi del Rapporto Rifiuti dell’anno in corso (scaricabile dal sito della Regione Piemonte, o da altri portali internazionali). Consultazione di siti web istituzionali (apat, enea, cobat, coeu, conai, coreve, cial....)
• Glassman I.: Combustion, Academic Press N.Y. 1977.
• J.A.Barnard, J.F. Griffith: Flame and Combustion, 3a ed. Blackie Academic and Professional, London, 1995.

La verifica consta di una prova scritta il cui obiettivo è verificare la conoscenza e la comprensione della materia e la capacità di applicare le conoscenze acquisite. La prova è costituita da domande teoriche e semplici esercizi applicativi.