Geologia di esplorazione

1. Conoscenze di base - Unità di misura dell'energia, del lavoro e della potenza - Tipi di energia - Energia per il trasporto di cose e persone - Consumo e utilizzo di energia - Energia per la produzione di cibo - Biocapacità - ONU Sustainable Development Goals - Definizione di riserve e risorse di energia e di materie prime - Consumi mondiali di energia per settore - Consumi mondiali di energia per fonti - Riserve e consumi di combustibili fossili 2. Transizione mentale - Vantaggi e svantaggi di fonti ad elevato e a basso impatto di carbonio - Energia umana - Consumo di elettricità in Italia - Energia elettrica (fonti, efficienza, distribuzione, variazioni temporali, percentuali rispetto al consumo energetico totale) - Sistemi di accumulo di energia - Crescita verde - ossimoro - Tassazioni, divieti e sussidi - Paradosso di Jevons - Ruolo del petrolio nella società e nella produzione di cibo 3. I tre cicli del carbonio - Ciclo del carbonio nelle stelle - Ciclo del carbonio all'interno della Terra - Ciclo del carbonio sulla superficie della Terra 4. CO2 e riscaldamento globale - Scambio di carbonio tra ecosistemi terrestri e marini - Emissioni antropogeniche di CO2 - Ciclo globale del carbonio - Composizione dei gas dell'atmosfera - Radiazione del corpo nero di Planck - Legge di Wien (temperatura/lunghezza d'onda emessa) - Legge di Stefan-Boltzmann (temperatura/radianza di emissione) - Opacità dell'atmosfera alle lunghezze d'onda - Variazione delle temperature registrate con vari metodi - Ruolo del Sole nella variazione climatica - Modelli di variazione della Total Solar Irradiance - Forzanti antropogeniche - Teoria del Bastone da Hockey (Hockey Stick Model) - Variazione della temperatura negli ultimi ~2000 anni - Fusione dei ghiacci e aumento del livello del mare - Riscaldamento dell'Olocene - Fenomeno del Younger Drias (Canedrio Alpino) - Curva di Keeling 5. Transizione energetica e transazioni finanziarie - IPCC 1989-2024 - ETS (Energy Trading System) - CT (Carbon Tax) - CDM (Clean Development Mechanism) - Sesto rapporto dell'IPCC (2023) 6. Clima e flusso di energia - Sistema climatico, forzanti climatiche e sensibilità climatica - Forzante radiativo della CO2 - ECS (Equilibrium Climate Sensitivity) - ASR (Absorbed Solar Radiation) - OLR (Outgoing Longwave Radiation) - Calore specifico di atmosfera, suolo, ghiaccio e oceani - Correlazione CO2-temperatura da Arrhenius a IPCC - EEI (Earth Energy Imbalance) - Fattori che influenzano le variazioni climatiche - Mitigazione, adattamento e conoscenza - Identità di Kaya 7. Limiti fisici della transizione energetica - Energia, Exergia, Anergia - Costi di sostituzione dell'Exergia - Fattore di Capacità (Capacity Factor) - Criticità delle materie prime - Intensità di materia - Sistemi di immagazzinamento di energia - Tipologie di veicoli elettrici - TRL (Technology Readiness Level) - Estrazione e riciclo dei metalli critici - Distribuzione delle REE nella crosta terrestre - Ruota dei metalli - Earth Overshoot Day - LCA (Life Cycle Assessment) - EROI (Energy Return On Investment) - Rifiuti elettronici - Urban Mining - Teoria del picco di Hubbert 8. Energie verdi - Biomassa - Eolico - Idroelettrico - Solare - Schiavitù degli Uiguri in Cina - Maree - Geotermia - Nucleare - Idrogeno 9. Azioni percorribili - Carbonatazione - Biomineralizzazione - Fotosintesi artificiale - Fotolisi dell'acqua - Elettrolisi dell'acqua - Syn Gas (Synthetic Gas)

- Elementi della tavola periodica, legami chimici, ione, valenza, regola dell’ottetto, bilanciamento delle cariche nelle reazioni chimiche. - Unità di misura, temperatura, calore, forza, pressione, onde elettromagnetiche.

- Appunti delle lezioni in formato MS Power Point scaricabili dal sito elearning di volta in volta. - Letcher T.M. (Ed.) 2020. Future Energy (terza edizione). Elsevier. ISBN 978-0-08-102886-5 - Bustillo Revuelta M. 2018. Mineral Resources – from exploration to suistanability assessment. ISBN 978-3-319-58760-8 - Dincer I. e Rosen M. 2020. Exergy – Energy, Environment and sustainable development (terza edizione). ISBN 9780128243725.

Lezioni da 4 ore una volta a settimana

L’esame prevede una relazione in formato MS Power Point su un argomento convenuto tra docente e studente. La relazione avrà una durata massima di ~60-80 minuti. Non esiste un numero minimo o massimo di slides da presentare. L'argomento dovrà essere necessariamente di tipo multidisciplinare e trattare argomenti discussi in aula. Durante l'esposizione il docente potrà porre domande al candidato per valutare l'apprendimento degli argomenti indicati nel programma.

Due lezioni da 2 ore una volta a settimana (tot. 4 ore a settimana). La frequenza non è obbligatoria, ma è fortemente consigliata, per le discussioni che emergono durante le lezioni.