Ingegneria Energetica

Il corso è articolato nei seguenti moduli: INTRODUZIONE AI MATERIALI [2 ore]: Classificazione, ciclo di vita, selezione. Struttura cristallina ed amorfa, difetti. Relazioni tra struttura e proprietà. LE PROPRIETA’ DEI MATERIALI [25 ore]: le proprietà meccaniche (comportamento a sollecitazioni e deformazioni, deformazione elastica e plastica, sollecitazioni e deformazioni reali, modulo di elasticità, resistenza, duttilità, resilienza, tenacità, durezza. Meccanismi di rinforzo nei metalli. Frattura duttile e fragile, test di frattura da impatto. La tenacità a frattura. Comportamento alla fatica e allo scorrimento); le proprietà termiche (conducibilità termica, portata termica specifica, il punto di fusione, la temperatura massima di servizio, il coefficiente di dilatazione termica, il comportamento allo shock termico); le proprietà elettriche (resistività elettrica ,costante dielettrica, fattore di dissipazione, rigidità di elettrica); le proprietà magnetiche; le proprietà ambientali (energia incorporata, impronta di CO2, consumo di acqua, ecoindicatore nelle fasi di produzione, servizio e riciclo). LE CLASSI DEI MATERIALI [40 ore]: Classificazione, struttura, proprietà, produzione e trattamenti di Materiali metallici e leghe; Materiali ceramici e vetri; Materiali polimerici; Materiali compositi; Materiali a base di carbonio; Materiali naturali; MATERIALI TRADIZIONALI ED EMERGENTI PER APPLICAZIONI ENERGETICHE [23 ore]: materiali isolanti, materiali per l’eolico, il fotovoltaico, il geotermico; cenni sui materiali per il nucleare e sui materiali elettrochimici per la raccolta ed immagazzinamento dell’energia

Per comprendere efficacemente i contenuti dell’insegnamento e conseguire gli obiettivi formativi previsti, è fondamentale che, all’inizio delle attività didattiche, lo studente possieda una solida conoscenza di base della matematica, con particolare riferimento alle proprietà delle potenze e dei logaritmi ed una buona padronanza della chimica generale e inorganica.

Testi principali: o W.D. Callister, D.G. Rethwisch – Materiali per l'Ingegneria Civile e Industriale – Edises o o in alternativa: W.F. Smith, J. Hashemi – Scienza e tecnologia dei materiali – McGraw-Hill Materiale integrativo: o Articoli forniti dal docente o Slide PowerPoint presentate in classe o Eserciziari Testo opzionale: o Fundamentals of Materials for Energy and Environmental Sustainability, a cura di D.S. Ginley e D. Cahen – Cambridge University Press Il materiale didattico in formato digitale sarà reso disponibile all’inizio del corso, ad eccezione delle slide PowerPoint, che saranno condivise progressivamente tramite una piattaforma virtuale Google Classroom. Il codice di accesso sarà inviato via e-mail agli studenti aventi diritto che ne faranno richiesta.

La frequenza, sebbene non obbligatoria, è fortemente consigliata. Il semestre di frequenza di questo corso è il secondo (indicativamente dal 23 febbraio 2026 al 29 maggio 2026).

Modalità di superamento esame L’esame può essere superato attraverso due modalità, a seconda che lo studente superi o meno le due prove intermedie di cui la prima è programmata subito dopo Pasqua e la seconda al termine del corso. Gli studenti che superano entrambe le prove intermedie accedono direttamente al colloquio orale, che si svolgerà a data libera a partire dai primi di giugno. Chi supera una sola prova può conservare il risultato ottenuto e ripetere solo le parti non superate. N.B. I voti parziali sono validi fino alla sessione di luglio. Dopo tale data, tutti i risultati verranno annullati e l’esame dovrà essere sostenuto nuovamente per intero. C hi non supera nessuna delle due prove così come gli studenti che non partecipano alle prove intermedie, sosterrà entrambe le prove (prima e seconda) in successione nella stessa giornata, secondo il calendario ufficiale degli appelli. Struttura delle prove scritte La prima prova verte sulle proprietà dei materiali consiste in due esercizi numerici ed un questionario scritto che include 6 domande a risposta multipla (0.3 punti per ogni risposta corretta su 4 opzioni) e un testo con 6 spazi vuoti da completare (0.2 punti per ogni parola corretta) La seconda prova verte sulle classi di materiali, ed è composta da - un questionario a risposte aperte diviso in 3 blocchi (Blocco A: lo studente deve rispondere a 2 domande su 3 proposte (fino a 0.5 punti ciascuna); Blocco B: lo studente deve rispondere a 2 domande su 3 proposte (fino a 1.5 punti ciascuna); Blocco C: lo studente deve rispondere a 1 domanda su 3 proposte (fino a 4 punti)) - un questionario a scelta multipla: 6 domande (0.3 punti per risposta corretta) - un testo con 6 spazi vuoti da completare (0.2 punti per ogni parola corretta) La valutazione è basata sugli esiti: 1) delle prove 2) di un colloquio orale volto a verificare l’acquisizione del senso critico nella comprensione dei fenomeni, nella scelta delle soluzioni e nella loro applicazione Al voto finale, espresso in trentesimi, contribuiscono: - Fino a 2 punti (peso sul voto complessivo di circa 6,7%) - Frequenza, interesse, coinvolgimento e puntualità nella consegna dei compiti assegnati settimanalmente, - Fino a 8 punti (Peso sul voto totale circa 26.7%) – esercizi numerici - Fino a 6 punti (Peso sul voto totale circa 26.7%) – questionari a risposta multipla e testi con parole mancanti - Fino a 8 punti (Peso sul voto totale circa 10%) – questionario aperto - Fino a 6 punti (Peso sul voto complessivo circa 20%) - Colloquio orale composto da un massimo di tre domande sugli argomenti del corso

Main textbooks: o W.D. Callister, D.G. Rethwisch – Materials for Civil and Industrial Engineering – Edises o alternatively: W.F. Smith, J. Hashemi – Materials Science and Engineering – McGraw-Hill Supplementary materials: o Articles provided by the instructor o PowerPoint slides presented in class o Exercise books Optional textbook: o Fundamentals of Materials for Energy and Environmental Sustainability, edited by D.S. Ginley and D. Cahen – Cambridge University Press Digital teaching materials will be made available at the beginning of the course, except for the PowerPoint slides, which will be shared progressively through a virtual Google Classroom platform. The access code will be sent by email to eligible students upon request.

Il corso prevede un’articolazione dinamica delle attività didattiche, volte a stimolare l’apprendimento attivo e la partecipazione consapevole degli studenti. Le metodologie adottate includono: • Lezioni frontali tradizionali, finalizzate alla trasmissione dei contenuti teorici di base. • Lezioni invertite (flipped classroom), in cui gli studenti analizzano in anticipo i materiali forniti (articoli, video, documenti tecnici) per poi discutere e approfondire i contenuti in aula. • Quiz interattivi in aula (utilizzando strumenti digitali), per favorire il feedback immediato e la verifica dell’apprendimento in tempo reale • Apprendimento proattivo, attraverso attività che richiedono riflessione individuale, ricerca autonoma e confronto critico con i pari. • Dibattito guidato su temi di attualità relativi ad applicazioni energetiche dei materiali, per sviluppare capacità argomentative e visione sistemica. • Esercitazioni applicative, svolte individualmente o in piccoli gruppi, per applicare conoscenze teoriche a casi reali, progetti concreti o analisi di materiali avanzati e peer review revisione tra pari di alcuni compiti settimanali, per stimolare il pensiero critico e il confronto costruttivo. • Compiti settimanali Ogni settimana verrà assegnato un compito tramite la Virtual Classroom, con una scadenza chiaramente indicata. I compiti potranno includere (domande a risposta aperta o multipla; esercizi applicativi; richieste di approfondimento su articoli scientifici, brevetti, o materiali forniti; brevi relazioni critiche o valutazioni comparative). I compiti settimanali rappresentano uno strumento fondamentale per consolidare e verificare l’apprendimento progressivo e per prepararsi efficacemente alle prove di valutazione. Il rispetto puntuale delle scadenze settimanali comporterà l’idoneità a sostenere le prove intermedie e l'assegnazione di un bonus di 2/30 sul voto finale.