Gli obiettivi formativi dell’insegnamento riguardano la conoscenza dei principi dell’Economia Circolare (applicati alle fasi di produzione, uso e fine vita dei prodotti), della Sostenibilità (applicati nel contesto urbano e industriale), e degli aspetti tecnici/economici/ambientali dei processi di valorizzazione dei rifiuti. Le competenze e le abilità da acquisire comprendono l'elaborazione di modelli di business circolare, l'analisi dei flussi di materia, l’analisi di fattibilità tecnico-economica e la valutazione degli impatti ambientali della gestione dei rifiuti alla piena scala, dalla raccolta al recupero di materie prime secondarie e critiche ed energia, e dei processi di trattamento delle acque potabili e reflue.

Risultati di apprendimento attesi: lo studente deve acquisire capacità di lettura autonoma e di interpretazione dei dati relativi agli argomenti trattati nel programma, e di utilizzo degli strumenti di calcolo (analisi di flussi di materia, bilanci energetici, analisi economica costi-benefici, indicatori di riciclaggio e di circolarità, valutazione degli impatti ambientali mediante differenti approcci, business model canvas). Lo studente deve inoltre saper applicare le conoscenze acquisite per la comprensione e valutazione dell’applicazione del modello di Economia Circolare in ambito urbano e industriale, definire obiettivi concreti e misurabili e chiarire il ruolo dell’ingegnere nel progettare, realizzare e monitorare il raggiungimento delle azioni definite nel Circular Economy Action Plan.

L'insegnamento richiede conoscenze base di Chimica Ambientale (caratteristiche fisico-chimiche degli inquinanti e loro destino nei comparti ambientali) e di Ingegneria Sanitaria Ambientale (aspetti tecnici relativi a trattamento delle acque potabili e reflue, trattamento e smaltimento dei rifiuti).

1. Definizione di Sviluppo Sostenibile. Valutazione quantitativa degli impatti ambientali di processi e prodotti: impronta ecologica, idrica, di carbonio, analisi del ciclo di vita (LCA). Economia Circolare, New Circular Economy Action Plan, European Green Deal. Fonti primarie e secondarie di materie prime, materie prime critiche e settori di applicazione. Applicazione dei principi dell'Economia Circolare e dello Sviluppo Sostenibile nei contesti urbano e industriale (con analisi di casi studio). 1 CFU 2. Indicatori di circolarità applicati a prodotti/processi produttivi (con analisi di casi studio). I principi dell'Economia Circolare applicati alle fasi di produzione e consumo. Business Model Canvas - BMC (con esercizi in aula e in autonomia). Modelli circolari e sostenibili di business (con analisi di casi studio). 2 CFU 3. La gestione dei rifiuti solidi urbani (RSU) e speciali nel contesto italiano ed europeo. Valutazione di aspetti tecnici (schemi di processo, bilanci di massa e di energia), economici e ambientali. La raccolta dei rifiuti (aspetti tecnici/economici/ambientali): progettazione e gestione di sistemi di raccolta sostenibili, con analisi di casi studio. Analisi tecnica/economica/ambientale e mediante BMC dei sistemi di gestione delle diverse frazioni merceologiche dei RSU (plastiche, vetro, carta e cartone, metalli, legno, olii esausti, gomma e pneumatici, organico e altre biomasse di scarto, rifiuti tessili, pile e accumulatori, con analisi di casi studio). Recupero di materie prime secondarie dalle ceneri derivanti dall'incenerimento di RSU. Recupero di materie prime secondarie da varie tipologie di rifiuti speciali (rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche, autoveicoli e pneumatici a fine vita, rifiuti da scavo e demolizione, con analisi di casi studio). Analisi tecnica/economica/ambientale della gestione dei RSU in 10 comuni italiani (5,000-800,000 abitanti). 4 CFU 4. Il ruolo delle bioraffinerie: biomasse, biocombustibili, produzione di prodotti a elevato valore aggiunto e bioenergia (processi biologici e termochimici- gassificazione e pirolisi, con valorizzazione dei prodotti risultanti); valutazioni tecnico-economiche e ambientali relative all'implementazione in piena scala di varie bioraffinerie (con analisi di casi studio). 0.6 CFU 5. Economia Circolare (recupero di risorse e riuso delle acque reflue depurate) e Sostenibilità Ambientale (aspetti energetici e emissioni di gas clima-alteranti) del trattamento delle acque potabili e della depurazione delle acque reflue, con analisi di casi studio in piena scala. 0.4 CFU

L'insegnamento è organizzato in attività didattica frontale, esercitazioni e seminari a cura di relatori esterni sull’analisi tecnica del sistema di raccolta differenziata di Comuni italiani e la descrizione del ruolo degli Enti locali e delle aziende incaricate della gestione dei RSU. Saranno inoltre svolte visite tecniche a impianti di selezione/trattamento di rifiuti, con inclusione nel programma dell'insegnamento delle informazioni raccolte durante le visite tecniche. Gli studenti si cimenteranno in esercitazioni da svolgere in gruppo, che permetteranno loro di acquisire autonomia nella ricerca bibliografica, nell'analisi critica dei dati e nella discussione degli stessi. Le esercitazioni saranno avviate in aula, con il supporto dei docenti, e poi svolte in autonomia dagli studenti, e si concluderanno con una discussione alla presenza dei docenti e degli studenti. Lo svolgimento delle esercitazioni richiede la presenza in aula degli studenti nella data di avvio e durante la discussione. Gli studenti che NON desiderano partecipare alle visite tecniche ed alle esercitazioni sono tenuti a comunicarlo alle docenti a inizio semestre.

Materiale didattico: le slide saranno messe a disposizione degli studenti iscritti all’insegnamento sul portale della didattica. Non risultano disponibili testi con approccio ingegneristico comprendenti l'insieme degli argomenti trattati nell'insegnamento. In alternativa, saranno messi a disposizione degli studenti report tecnici e pubblicazioni open access inerenti gli argomenti del programma.

Slides;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato progettuale in gruppo;

Exam: Written test; Optional oral exam; Group project;

... Modalità di esame: prova scritta su carta, esame orale facoltativo, elaborati progettuali in gruppo. L'accertamento delle conoscenze (padronanza della descrizione del contesto, degli aspetti tecnici, e dell’analisi economica e ambientale) avverrà attraverso: per i frequentanti: - una prova scritta (durata 2 ore): 6 domande aperte di difficoltà variabile e punteggio indicato sul testo di esame. Non sarà consentito l'uso del materiale didattico durante la prova scritta. Punteggio massimo: 20/30; - esercitazioni di gruppo (avviate in aula e completate in autonomia): gli studenti svolgeranno esercitazioni che saranno ultimate e presentate alle docenti entro il termine delle lezioni, indipendentemente dalla data di appello in cui lo studente intende sostenere l’esame. Punteggio massimo: 7/30, attribuito a tutti gli studenti del gruppo. Gli studenti sono tenuti a comunicare a inizio semestre se intendono svolgere le esercitazioni di gruppo e partecipare alle visite tecniche. - una prova orale facoltativa: 2-3 domande. Punteggio massimo: 3/30. Per i NON frequentanti: - una prova scritta (durata 2 ore): 10 domande aperte di difficoltà variabile e punteggio indicato sul testo di esame. Non sarà consentito l'uso del materiale didattico durante la prova scritta. Punteggio massimo: 27/30; - una prova orale facoltativa: 2-3 domande. Punteggio massimo: 3/30; La valutazione finale terrà conto della prova scritta e dell'orale (se sostenuto), e delle esercitazioni di gruppo (se svolte). Il voto finale sarà la somma dei diversi accertamenti.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.