L’insegnamento si propone di fornire le conoscenze necessarie per affrontare in maniera quantitativa le problematiche connesse al flusso delle risorse idriche sotterranee (acque di falda) e alla propagazione dei contaminanti nel sottotuolo ed in particolare nei sistemi acquiferi. Pertanto, dopo aver illustrato le proprietà fondamentali che definiscono la capacità di immagazzinamento, trasporto e rilascio dell'acqua negli acquiferi, vengono presentate le soluzioni analitiche dell'equazione di flusso, che costituiscono lo strumento per l'interpretazione delle prove sperimentali per caratterizzare il comportamento idrodinamico degli acquiferi, la capacità produttiva delle opere di captazione, la delineazione delle aree di salvaguardia dei pozzi (4 CFU). Successivamente, a partire dalla classificazione chimico fisica-tossicologica dei contaminanti usualmente presenti nelle acque di falda, vengono analizzati i meccanismi di propagazione e illustrate le soluzioni analitiche dell'equazione del trasporto di massa. L'ultima parte dell'insegnamento è dedicata alla caratterizzazione e bonifica degli acquiferi contaminati ed all'analisi di rischio sanitario-ambientale(4 CFU).

Gli obiettivi consistono nel fornire all'allievo le conoscenze teoriche e pratiche relative all'ingegneria degli acquiferi, nello sviluppare le abilità di identificazione di un problema e di risolverlo con un approccio rigoroso e professionale. Al termine dell’insegnamento si richiederà allo studente la capacità affrontare problemi relativi alla caratterizzazione dei sistemi acquiferi, al flusso delle acque di falda, alla propagazione dei contaminanti, alla bonifica degli acquiferi contaminati. Ai fini dell'autonomia di giudizio e della maturazione nello sviluppo della comunicazione tecnica si richiederà la redazione di relazioni tecniche di taglio professionale. Al termine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado di: - realizzare ed interpretare una carta piezometrica; - comprendere i meccanismi di flusso nel sottosuolo; - progettare, eseguire ed interpretare una prova di falda; - delineare le aree di salvaguardia di pozzi ad uso idropotabile; - caratterizzare lo stato della contaminazione delle risorse idriche sotterranee; - comprendere i meccanismi di trasporto degli inquinanti nel sottosuolo; - effettuare una analisi di rischio sanitario- ambientale; - valutare un progetto di bonifica delle risorse idriche sotterranee.

Utilizzo pacchetto Office (Word, Excel, Power Point). Effettuare grafici di funzioni Trigonometria Principi di equazioni differenziali ordinarie Nozioni di chimica dei base

Nozioni di base (1 CFU): capacità di immagazzinamento e di rilascio, capacità di trasporto di un acquifero. Criteri di classificazione degli acquiferi. L'applicazione della legge di Darcy sul terreno, ricostruzione della superficie piezometrica. Flusso nel sottosuolo e nel sistema acquifero (2 CFU): Fondamenti teorici dell'equazione differenziale di flusso. infiltrazione e flusso nel mezzo non saturo. Soluzioni analitiche dell'equazione differenziale di flusso per una geometria radialpiana: acquiferi confinati, semiconfinati e non confinati. Caratterizzazione di un acquifero: prove di falda in declino, prove di falda in risalita, slug test, altri metodi di determinazione dei parametri caratteristici di un acquifero. Flusso nel mezzo non saturo e modelli di infiltrazione. Caratterizzazione di pozzi e protezione dall'inquinamento (1 CFU): Capacità produttiva ed efficienza idraulica di un pozzo. Ottimizzazione della capacità produttiva di un sistema di approvvigionamento idrico. Vulnerabilità di un acquifero e rischio di inquinamento. Delimitazione delle aree di salvaguardia dei pozzi ad uso potabile. Fenomeni di inquinamento di sistemi acquiferi (2 CFU): Classificazione chimica, fisica e tossicologica dei contaminanti presenti nelle acque sotterranee. Meccanismi di propagazione degli inquinanti in falda: advezione, dispersione idrodinamica, adsorbimento, decadimento radioattivo, biodegradazione, altri processi. Fondamenti teorici dell'equazione differenziale del trasporto di massa. Soluzioni analitiche dell'equazione differenziale del trasporto di massa per soluti conservativi e per soluti reattivi. Propagazione delle sostanze non miscibili con l'acqua di falda. Principi di bonifica di acquiferi contaminati (2 CFU): La normativa italiana in materia di messa in sicurezza, bonifica e ripristino ambientale di siti contaminati. Piano della caratterizzazione: metodologie di campionamento del mezzo saturo e non saturo. L'analisi di rischio sanitario ambientale. Bonifica e messa in sicurezza di acquiferi contaminati (2 CFU).

Il corso sarà strutturato in lezioni frontali, esercitazioni in aula. Le esercitazioni riguardano: Ricostruzione della piezometria di un'area. Previsione degli abbassamenti indotti dalla erogazione di un'opera di captazione. Interpretazione di una prova di falda a portata costante. Interpretazione di una prova di pozzo a gradini di portata. Interpretazione di prove di tracciamento. Risoluzione di problemi relativi alla propagazioni di contaminanti in falda. Applicazione della procedura di analisi di rischio sanitario ambientale. Dimensionamento di una barriera idraulica. Dimensionamento di una barriera reattiva permeabile a ferro zerovalente.

a) Testo di riferimento per l’insegnamento : A. Di Molfetta, R.Sethi Ingegneria degli Acquiferi, Springer, 2012. oppure: R.Sethi, A. Di Molfetta. Groundwater Engineering, Springer 2019 ( https://tinyurl.com/yyvw67h7 ) b) Per approfondimenti ed ulteriore consultazione: P.A. Domenico, F.W. Schwartz, Physical and Chemical Hydrogeology, John Wiley & Sons Inc., New York, Second Edition, 1998. V.Bathu, Aquifer Hydraulics, John Wiley & Sons Inc., New York 1998.

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

Exam: Written test; Group essay;

... L'esame è volto alla valutazione delle conoscenze acquisite ed alla maturazione di abilità (es. capacità di risoluzione di problemi, dimensionamento di interventi ingegneristici oltre alla capacità di predisporre report professionali). La prova scritta, della durata di 1.5 ore, è composta da 4 domande aperte e 5 brevi esercizi (max 3 punti a domanda). Durante la prova non potranno essere consultati appunti e/o libri di testo. Gli elaborati delle esercitazioni (relazione) potranno essere consegnati durante l’insegnamento in due sottomissioni relative alla parte di flusso (max 2 punti) e di trasporto di inquinanti (max 2 punti). Oppure in un'unica soluzione dopo la fine dell’insegnamento (max 3 punti totali).

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.