L’insegnamento si propone di descrivere i processi chimico-fisici che regolano l’interazione materiale-ambiente in modo da fornire agli studenti le competenze per un corretto approccio al problema della corrosione. Sono studiati gli aspetti teorici dei fenomeni di corrosione che riguardano la corrosione degli acciai, delle leghe leggere e delle leghe a base rame d’interesse nei settori industriale, del patrimonio culturale e dei biomateriali. Sono illustrati i principali metodi di prevenzione e protezione dalla corrosione e le metodologie per la valutazione del comportamento a corrosione dei materiali e dei rivestimenti protettivi. Accanto agli approfondimenti teorici, si dedica spazio alla discussione di casi di studio pratici ed allo svolgimento di esperienze di laboratorio che consentano allo studente/alla studentessa di mettere in pratica i concetti appresi a lezione. I casi studio sono volti a stimolare lo studente/la studentessa ad analizzare in modo autonomo il comportamento a corrosione dei materiali, riflettendo sulle corrette metodologie di progettazione e di monitoraggio della corrosione nei diversi ambienti. L’insegnamento pone attenzione al modello economico, sostenuto dalla cosiddetta Quarta Rivoluzione Industriale che si propone di ricostruire il capitale, finanziario, manifatturiero, umano, sociale o naturale, garantendo così flussi migliori di beni e servizi. Una delle branche dell’Economia Circolare è direttamente associata allo sviluppo dei materiali: produzione di materie prime, progettazione, lavorazione, uso, protezione, riutilizzo, ristrutturazione e riciclaggio. Le crescenti preoccupazioni sulla sostenibilità del pianeta richiedono cambiamenti radicali nei metodi tradizionali di produzione, utilizzo e smaltimento dei materiali. Il nuovo modello di sviluppo spinge gli obiettivi imprenditoriali al di là dei profitti economici per includere i profitti ambientali e sociali. La sfida è quindi massimizzare il tempo di vita o allungare il ciclo di sostituzione dei materiali e delle attrezzature. Comprendere e aiutare a sviluppare una cultura organizzativa che supporti gli approcci degli ingegneri della corrosione può migliorare la competitività aziendale. Garantire l'implementazione di un migliore sistema di gestione della corrosione non solo aiuta a ridurre i guasti alle apparecchiature, gli incidenti sanitari e ambientali e a risparmiare denaro, ma aiuta anche a garantire come tutte le misure che possono essere prese dalla progettazione allo smantellamento di qualsiasi risorsa, evitino lo spreco di materiali, persone e denaro, e contribuiscano al concetto di Economia Circolare.

Al termine dell’insegnamento lo studente/la studentessa sarà in grado di: - Conoscere e comprendere i principali meccanismi di degrado dei materiali esposti ai diversi ambienti aggressivi - Conoscere e comprendere le principali tecniche di prevenzione e protezione dalla corrosione - Conoscere e comprendere i principali metodi per la valutazione del comportamento a corrosione dei materiali e per la valutazione dell’efficacia dei trattamenti di protezione - Applicare le conoscenze acquisite alla scelta e progettazione dei materiali idonei ai diversi ambienti aggressivi ed alle diverse applicazioni tecnologiche - Applicare le conoscenze acquisite all’impiego delle diverse tecniche di monitoraggio e valutazione del comportamento a corrosione dei materiali - Applicare le conoscenze acquisite alla scelta dei trattamenti di protezione dalla corrosione per le diverse applicazioni ingegneristiche - Applicare le conoscenze acquisite sui fenomeni di corrosione per prolungare il tempo di vita di materiali, reattori chimici ed apparecchiature contribuendo così a migliorare la sostenibilità ambientale dei processi e all’economia circolare.

Per la corretta fruizione dell’insegnamento sono necessarie le seguenti conoscenze acquisite durante l'insegnamento di chimica del 1 anno: - elettrochimica : potenziali di elettrodo, serie elettrochimica, forza elettromotrice, celle galvaniche ed elettrolitiche, effetto della concentrazione sul potenziale di elettrodo; - cinetica e termodinamica: criteri di spontaneità delle reazioni chimiche ed elettrochimiche, velocità di reazione, reazioni di equilibrio.

Durante l’insegnamento verranno trattati i seguenti argomenti, con il relativo peso in crediti: - Corrosione: definizione ed aspetti termodinamici e cinetici; tensione di equilibrio e f.e.m., equazione di Nernst, diagrammi pH-potenziale, serie galvaniche, equazione di Butler-Volmer, legge di Tafel e diagrammi di Evans, materiali con comportamento attivo e passivo (1,5 cfu); - Morfologia della corrosione: corrosione galvanica, vaiolatura (pitting), interstiziale (crevice), intergranulare, filiforme, corrosione selettiva, corrosione per correnti disperse, corrosione influenzata da fattori meccanici (stress corrosion cracking), corrosione a fatica, fretting, erosione, corrosione microbiologica (1,5 cfu); - Ambienti di corrosione: corrosione atmosferica, corrosione nel suolo, corrosione nel calcestruzzo, corrosione in acqua di mare (0.5 cfu); - Protezione mediante inibitori di corrosione e rivestimenti superficiali; rivestimenti organici e inorganici (metallici e non metallici); elettrodeposizione di metalli e leghe; vernici e cicli di verniciatura; trattamenti in plasma; protezione elettrochimica e protezione catodica (1 cfu); - Prove di corrosione e metodi di ispezione: test accelerati di corrosione, prove elettrochimiche e metodi di ispezione, misure in campo e strumentazioni portatili (2 cfu); - Aspetti tecnici, progettuali ed economici della corrosione; casi di studio derivanti dal settore industriale, biomedico e del patrimonio culturale (1,5 cfu)

L’insegnamento è strutturato in: - 40 ore di lezioni teoriche (40 ore) mirate allo sviluppo di conoscenze sui fenomeni di corrosione e degrado dei materiali, sulle metodologie di protezione e sui metodi di valutazione, controllo ed ispezione; durante le lezioni sono illustrati casi pratici di corrosione con particolare riguardo alla modalità di scelta del materiale, alla progettazione e alla messa in sicurezza in funzione dell’ambiente aggressivo considerato e dell’applicazione tecnologica; - 30 ore di esercitazioni in laboratorio che permettono di sperimentare l’uso delle diverse metodologie per la valutazione del comportamento a corrosione dei materiali e consentono di sviluppare in modo autonomo un approccio critico ai problemi di corrosione; l’attività di laboratorio è svolta sia in presenza, sia attraverso lo svolgimento di misure in remoto sulla piattaforma IHomeCorr (https://ihomecorr.led.polito.it/); - 10 ore di esercitazioni in aula durante le quali sono analizzati e discussi i dati delle prove effettuate durante le esercitazioni di laboratorio.

Testi di approfondimento - G. Bianchi, F. Mazza: "Corrosione e protezione dei metalli". Ed. AIM Milano - P. Pedeferri: "Corrosione e protezione dei materiali metallici". Ed. CLUP Milano - G. Fontana: "Corrosion Engineering". Ed. McGraw-Hill Materiale disponibile on-line: http://www.corrosion-doctors.org Materiale disponibile sul portale della didattica: - lucidi delle lezioni - testo di accompagamento alle lezioni ed alle esercitazioni - dispense delle esercitazioni di laboratorio - materiale di approfondimento per l'interpretazione delle prove di laboratorio.

Slides; Dispense; Esercitazioni di laboratorio; Video lezioni tratte da anni precedenti;

E' possibile sostenere l’esame in anticipo rispetto all’acquisizione della frequenza

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

Exam: Written test; Group project;

... Risultati di apprendimento attesi L’obiettivo principale dell’insegnamento è quello di fornire le conoscenze necessarie a valutare ed affrontare i problemi relativi alla corrosione dei materiali in funzione della loro applicazione ed a sviluppare opportune metodologie di monitoraggio e protezione. Il raggiungimento di tale obiettivo richiede di sviluppare le capacità di: - identificare e conoscere i meccanismi di degrado dei materiali; - identificare i fattori ambientali e di progettazione critici; - conoscere ed impiegare metodologie di monitoraggio e controllo della corrosione; - conoscere ed impiegare diverse metodologie di protezione in funzione dell’applicazione e dell’aggressività dell’ambiente. Criteri, regole e procedure per l'esame L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma ufficiale dell’insegnamento e la capacità di applicare la teoria alla soluzione di casi pratici di corrosione. L’ esame è costituito da una prova scritta in aula con durata di un'ora composta da tre quesiti a risposta aperta ed un esercizio di valutazione di un caso pratico di corrosione ed ha lo scopo di verificare il livello di conoscenza e di comprensione degli argomenti trattati nell’insegnamento. Le valutazioni sono espresse in trentesimi e l’esame è superato se la votazione riportata è di almeno 18/30 nella prova scritta in aula. Ciascun quesito a risposta aperta vale 8/30; il riconoscimento del caso di corrosione vale 6/30; 1/30 supplementare è riservato alla chiarezza ed al rigore espositivo e permette di ottenere la valutazione massima pari a 30/30 con lode. Durante la prova scritta in aula non si possono consultare libri o appunti dell'insegnamento. Per le persone che lo desiderano, limitatamente alla prima sessione di esame (due appelli), dopo la conclusione dell’insegnamento, può essere discusso un elaborato progettuale di gruppo che consiste in una presentazione dei risultati ottenuti durante le esercitazioni di laboratorio per integrazione del voto fino a 5/30, fino ad arrivare al voto massimo complessivo di 30/30 con lode. L’integrazione del voto viene applicata agli studenti/alle studentesse che conseguono almeno 18/30 nella prova scritta in aula. La presentazione dei risultati ottenuti durante le esercitazioni di laboratorio ha l’obiettivo di verificare la capacità di trasferire le conoscenze acquisite a lezione nella progettazione delle prove di laboratorio, nell’elaborazione dei dati e l’autonomia nel valutare e discutere i risultati ottenuti.

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.