· Dipartimento di Scienze e Tecnologie Ambientali Biologiche e Farmaceutiche . Corso di Laurea in...

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SECONDA UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI NAPOLI

DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE

AMBIENTALI BIOLOGICHE E FARMACEUTICHE

CORSO DI LAUREA IN SCIENZE AMBIENTALI CLASSE L-32 NUOVO ORDINAMENTO (1° E 2° ANNO)

E VECCHIO ORDINAMENTO (3° ANNO)

ATTIVITÀ DIDATTICHE VECCHIO ORDINAMENTO (v.o.) E NUOVO ORDINAMENTO (n.o.)

anno accademico 2012-2013

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Dipartimento di Scienze e Tecnologie Ambientali Biologiche e Farmaceutiche Corso di Laurea in Scienze ambientali (Classe L-32)

a.a. 2012-13

BIOCHIMICA E GENETICA (n.o.)

(12 CFU) Biochemistry and Genetics Obiettivi formativi Il corso di Biochimica e Genetica è diretto agli studenti del secondo anno; esso fornisce conoscenze di base su biochimica cellulare, principali vie metaboliche e loro controllo, genetica classica e molecolare. Il corso, inoltre, introduce metodiche generali per l’estrazione e purificazione di proteine The course of Biochemistry and Genetics, directed at second-year undergraduate students, provides basic knowledge of cellular biochemistry, main metabolic pathways and control mechanisms, classical and molecular genetics. The course also includes laboratory training on techniques of protein extraction and purification. Conoscenze richieste Il corso di Biochimica e Genetica prevede la propedeuticità dell’esame di Chimica generale e inorganica. È necessaria, inoltre, la conoscenza delle nozioni fondamentali di chimica organica e biologia. The course of Biochemistry and Genetics requires the knowledge of basic notions of general chemistry, organic chemistry and biology. Docente responsabile: dott. Sabrina Esposito ([email protected]) Modulo1: Biochimica (BIO/10 - 6 CFU - docente: dott. Sabrina Esposito)

Biochemistry 1. PROTEINE Struttura delle proteine. Le unità monomeriche: gli α-L-amminoacidi. Proprietà: stereochimica, attività ottica, proprietà acido-basiche, assorbimento della luce. Proprietà principali delle proteine. Livelli di organizzazione strutturale delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria; ripiegamento delle proteine globulari. I legami coinvolti: legame idrogeno, legame ionico, forze di Van der Waals, interazioni idrofobiche. La denaturazione delle proteine. Rinaturazione. Funzione delle proteine. Proteine strutturali (α-cheratina, collageno, fibroina della seta) e globulari (proteine di trasporto: mioglobina ed emoglobina). Proteine catalitiche: enzimi. Catalisi enzimatica: specificità di reazione e di substrato; classificazione degli enzimi; coenzimi; il complesso Enzima-Substrato (ES); modello di Michaelis e Menten; significato e determinazione sperimentale di KM e Vmax. Inibizione enzimatica. Principi generali della regolazione enzimatica: allosteria, retroinibizione, modifiche covalenti, controllo a cascata, zimogeni, compartimentazione. Tecniche di purificazione, analisi e caratterizzazione di proteine: cromatografia, elettroforesi, sequenziamento, determinazione della massa, tecniche immunologiche. 2. METABOLISMO ENERGETICO Concetti generali di energetica; i composti ad alto contenuto energetico. Il flusso di energia nella biosfera. Il metabolismo dei carboidrati. Monosaccaridi, struttura e proprietà; derivati dei monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi (strutturali e di riserva). Digestione dei polisaccaridi, assorbimento. Glicolisi. La combustione completa degli atomi di carbonio e la produzione dell'energia in condizioni di aerobiosi: il ciclo degli acidi tricarbossilici. Le reazioni anaplerotiche. Il ciclo del gliossilato. La fosforilazione ossidativa: gli elementi della catena di trasporto degli elettroni, il meccanismo della sintesi dell'ATP. Le vie fermentative del piruvato: fermentazione alcolica e fermentazione lattica e riossidazione del NADH citoplasmatico. Biosintesi dei

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carboidrati: la neoglucogenesi da piruvato e da intermedi del ciclo degli acidi tricarbossilici. Degradazione e sintesi del glicogeno. La via dei pentosi-fosfati: suoi significati. Il metabolismo dei lipidi. Struttura e proprietà di acidi grassi, triacilgliceroli, fosfolipidi, glicolipidi, steroli. Digestione, trasporto, deposito e mobilitazione dei lipidi. La degradazione dei triacilgliceroli: la β-ossidazione degli acidi grassi. La biosintesi degli acidi grassi: il complesso dell’acido grasso sintetasi. Il catabolismo delle proteine. Digestione delle proteine e assorbimento degli aminoacidi. Gli enzimi proteolitici. Destino del gruppo amminico degli amminoacidi: transamminazione, deamminazione ossidativa e ciclo dell'urea. Cenni sul destino metabolico dello scheletro carbonioso degli aminoacidi; distinzione tra aminoacidi glucogenetici e glicogenetici. 3. COMUNICAZIONE INTERCELLULARE: ORMONI E RECETTORI. Comunicazioni tra cellule mediate da ormoni e segnalatori locali. Recettori ormonali di membrana e trasduzione del segnale tramite secondi messaggeri. Recettori di superficie accoppiati a proteine G e loro effettori. Recettori tirosina chinasi e proteine Ras. MAP chinasi. I secondi messaggeri. Ruolo dell'Insulina, del glucagone e dell'adrenalina nella regolazione del metabolismo degli zuccheri e dei lipidi. Meccanismi coinvolti. Recettori ormonali intracellulari e loro effetto sulla trascrizione. 4. CICLO CELLULARE NEGLI EUCARIOTI E SUA REGOLAZIONE. I fattori di crescita ed il controllo positivo e negativo della crescita cellulare. Cicline e chinasi ciclina-dipendenti. Regolazione della progressione del ciclo cellulare. I checkpoints. Trasduzione del segnale e ciclo cellulare. Ruolo della proteina p53 “guardiano del genoma”. 5. MORTE CELLULARE PROGRAMMATA (APOPTOSI) E SUA REGOLAZIONE. Ruolo dell’apoptosi. Caratteristiche biochimiche e molecolari e aspetti morfologici. Induzione dell’apoptosi: la via mitocondriale e la via recettoriale di apoptosi. Le caspasi. I substrati delle caspasi. Regolazione del processo apoptotico: integrazione dei segnali di morte e sopravvivenza cellulare. I geni della famiglia Bcl-2. Conseguenze funzionali della modulazione dell’apoptosi. 6. ESPOSIZIONE AMBIENTALE E RISCHIO UMANO: I TUMORI Rischi legati all’esposizione di alcuni inquinanti. Agenti causali estrinseci: cancerogenesi da sostanze chimiche e da radiazioni. Fattori intrinseci: stress ossidativi e suscettibilità genica. Basi biomolecolari della cancerogenesi. Le cellule tumorali e l’insorgenza del cancro. Il processo multifasico della cancerogenesi: iniziazione, promozione e progressione. I proto-oncogeni e i geni soppressori tumorali. Le mutazioni oncogeniche che influenzano la moltiplicazione cellulare. Le mutazioni che causano la perdita del controllo del ciclo cellulare. Le mutazioni che influenzano la stabilità del genoma. LABORATORIO: Esercitazione 1: estrazione e purificazione di proteine. Modulo 2: Genetica (BIO/18 - 6 CFU - docente: dott. Flavia Cerrato)

Genetics 1. GENETICA DELLA TRASMISSIONE DEI CARATTERI Mitosi e meiosi. Cromosomi omologhi ed alleli. Il genotipo. Omozigosi ed eterozigosi. Il fenotipo. Dominanza e recessività. Principio della segregazione degli alleli o prima legge di Mendel. Reincrocio. Principio dell'assortimento indipendente o seconda legge di Mendel. Ereditarietà legata al cromosoma X. Incroci reciproci. 2. ESTENSIONE DELL'ANALISI MENDELIANA Alleli multipli. L'esempio del colore dell'occhio di Drosophila. I gruppi sanguigni: alleli del sistema ABO. Dominanza incompleta. Rapporti mendeliani atipici. Interazione tra geni ed epistasi. Influenza dell'ambiente sul fenotipo. Espressività variabile e penetranza incompleta. 3. ASSOCIAZIONE Geni associati. La ricombinazione ed il crossing-over. Test-cross per dimostrare l'associazione tra geni. Mappaggio dei geni mediante calcolo della frequenza di ricombinazione. 4. Il MATERIALE GENETICO E L’ ORGANIZZAZIONE DEL GENOMA

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La composizione chimica degli acidi nucleici. La struttura primaria e la struttura secondaria del DNA. Le caratteristiche del modello della doppia elica di Watson e Crick. Altre strutture del DNA: la forma A e la forma Z. Genomi virali, procariotici ed eucariotici. Struttura dei cromosomi eucariotici. Centromeri e telomeri. Cariotipo. Organizzazione della cromatina e del nucleosoma. Dimensioni del genoma. DNA ripetitivo e geni ripetuti. 5. REPLICAZIONE, TRASCRIZIONE E TRADUZIONE La sintesi semiconservativa e semidiscontinua del DNA. I principali eventi che si succedono durante la replicazione del DNA e le proteine coinvolte. La replicazione teta, la replicazione a circolo rotante e la replicazione lineare. Trascrizione. L'mRNA. Struttura dei geni nei procarioti e negli eucarioti. Introni ed esoni. Splicing e splicing alternativo. Proprietà del codice genetico. Il tRNA. L'aminoacil-tRNA-sintetasi. Il ribosoma. Tappe principali della traduzione. 6. REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA NEI PROCARIOTI Geni ad espressione costitutiva e geni regolati. Sistemi inducibili e sistemi reprimibili. Regolazione positiva e regolazione negativa. Modello di Jacob e Monod per la regolazione dell'operone lac. Fattori regolativi agenti in trans ed elementi agenti in cis. 7. REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI Differenziazione cellulare ed espressione genica. Clonazione mediante trapianto di nucleo. Tappe di possibile controllo dell'espressione genica negli eucarioti. Regolazione della trascrizione. Promotori ed enhancers. Le RNA polimerasi eucariotiche. La TATA box ed i fattori basali della trascrizione. Regolazione dell’espressione genica da parte degli ormoni steroidei. 8. MUTAZIONI Test di fluttuazione. Mutazioni somatiche e germinali. Mutazioni geniche, cromosomiche e genomiche. Classificazione delle mutazioni geniche. Cause delle mutazioni spontanee. Agenti mutageni e loro meccanismo d’azione. Attivazione metabolica di sostanze con potenziale mutageno. Principali meccanismi di riparo del DNA. Reversione e soppressione di mutazione. Test di Ames per l'identificazione delle sostanze mutagene. Mutazioni cromosomiche. 9. GENETICA DI POPOLAZIONI ED EVOLUZIONE DEI GENOMI La variabilità genetica delle popolazioni. Il calcolo della frequenza allelica e della frequenza genotipica. L’equilibrio di Hardy-Weinberg. L’inincrocio e l’accoppiamento assortativo. Le fonti della variabilità: le forze evolutive e i loro effetti sulle frequenze alleliche. Effetti globali delle forze evolutive sulle frequenze alleliche e sulla variazione e la divergenza di popolazioni. Il processo di speciazione. Meccanismi di isolamento biologico. L’evoluzione molecolare. La variabilità a livello proteico. La variabilità nelle sequenze del DNA. La comparsa di nuove funzioni biologiche: l’origine di nuovi geni. Il tasso dell’evoluzione molecolare. Sostituzioni sinonime e non sinonime. La teoria neodarwiniana e la teoria neutralistica. L’orologio molecolare. Filogenesi molecolare. Alberi filogenetici. 10. GENETICA QUANTITATIVA Caratteri quantitativi. Metodi statistici per l’analisi dei caratteri quantitativi. Popolazioni e campioni. Le distribuzioni di frequenza. Moda, media, varianza, deviazione standard, correlazione e regressione. Eredità poligenica. Ereditabilità di un carattere. La varianza fenotipica e le sue componenti: varianza genetica e varianza ambientale. I tipi di ereditabilità. Ereditabilità in senso lato ed ereditabilità in senso stretto. Il calcolo dell’ereditabilità. La risposta alla selezione. I programmi di selezione artificiale. La correlazione fenotipica e genetica nella risposta alla selezione. Testi consigliati Stryer L. et al. (2012). Biochimica. Zanichelli. Russel PJ. Genetica (2010). Un approccio molecolare Pearson. Campbell M. e Farrel S. (2012). Biochimica.EdiSES. Cox M.. (2010).Principi di biochimica di Lehninger. Zanichelli. Alberts et al. (2009). Biologia molecolare della cellula. Zanichelli. Pierce BA. (2005). Genetica. Zanichelli. Ulteriori informazioni

• Ore di lezione frontale: 96

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• Ore di attività di laboratorio: 8 • Ore di studio personale: 196 • Le lezioni frontali sono basate sull’uso di presentazioni PowerPoint, oltre che dei mezzi tradizionali

(lavagna). Gli studenti frequentanti potranno ottenere copia della presentazione PowerPoint alla fine di ciascuna lezione. Le esercitazioni prevedono l’addestramento a tecniche di base di purificazione di proteine e esercizi di genetica. La frequenza delle lezioni ed esercitazioni è fortemente consigliata.

• Orario di ricevimento dei docenti: è opportuno contattare i docenti tramite posta elettronica ([email protected] - [email protected])

• Modalità di svolgimento della prova finale: il profitto sarà valutato attraverso una prova orale e lo svolgimento di esercizi scritti.

mailto:[email protected]


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SECONDA UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI NAPOLI Dipartimento di Scienze e Tecnologie Ambientali Biologiche e Farmaceutiche

Corso di Laurea in Scienze ambientali (Classe L-32)

a.a. 2012-13

CERTIFICAZIONE DI QUALITÀ AMBIENTALE (ING-IND/25) (corso a scelta - 4 CFU)

Environmental quality management Obiettivi formativi: Il corso è dedicato, principalmente, a coloro che intendono intraprendere la carriera della consulenza aziendale, in qualità di responsabili dei sistemi di gestione o seguire il percorso di qualifica di auditor di sistemi di gestione. Obiettivo del corso è fornire competenze essenziali per:

−applicare in azienda la norma ISO 14001 o il Regolamento Comunitario EMAS;; −implementare la struttura documentale di un sistema di gestione ambiente; −redigere un’analisi ambientale iniziale; −conoscere le principali normative di carattere ambientale e i relativi obblighi di applicazione all'interno dei

contesti aziendali; −comprendere le modalità di applicazione di procedure, istruzioni operative e modulistica; −misurare l'efficacia dei processi aziendali; −redigere proposte di miglioramento e proporre e attuare azioni preventive; −registrare i dati relativi a non conformità; −analizzare le cause delle non conformità e pianificare le conseguenti azioni correttive −verificare l'efficacia delle azioni intraprese

Conoscenze richieste: nozioni di base di Diritto Docente responsabile: dott. Carlo Di Domenico ([email protected]) CONTENUTI E ARTICOLAZIONE DEL CORSO: Metodologie e processi di audit propri della UNI EN ISO 19011/2003, applicati ad un sistema di gestione ambientale

• Regolamento EMAS, Norme UNI EN ISO 14001:2004 e UNI EN ISO 19011:2003, a fronte della quale devono essere eseguiti gli Audit

• nozioni di base sulla legislazione ambientale, in particolare su Atmosfera, Acque, Rifiuti, Rumore. • conoscenze relative alle metodologie e alle tecniche di auditing

Lezioni teoriche, esercitazioni pratiche e simulazioni di role-playing riguardanti: − Requisiti della norma ISO 14001 e del Regolamento EMAS − Metodi di valutazione degli aspetti/impatti ambientali −Legislazione ambientale applicabile e i conseguenti adempimenti delle aziende −Analisi dei processi e le loro ripercussioni sulla redazione della documentazione del Sistema di Gestione

Ambientale −Il processo di auditing − Monitoraggio dei dati e creazione degli indicatori − Strategie di verifica della conformità alla Norma di riferimento e alla Legislazione applicabile − Redazione del riesame della direzione − Studio di casi reali

Testi consigliati: Appunti dalle lezioni e presentazioni power-point Ulteriori informazioni:

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• Ore totali dedicate ad attività formative in aula: 26 • Ore totali dedicate a esercitazioni in aula o all’esterno: 14 • Ore totali dedicate dallo studente allo studio personale o ad altre attività formative di tipo individuale: 60 • Il corso prevede visite presso impianti certificati/registrati. • Modalità di svolgimento della prova finale: esame orale.

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a.a. 2012-13

CHIMICA FISICA (CHIM/02 - n.o.) (6 CFU)

Physical chemistry Obiettivi formativi Il corso di Chimica fisica tratta aspetti fondamentali della chimica fisica (in particolare la termodinamica e cinetica delle reazioni chimiche). The course of Physical chemistry focuses on basic issues in physical chemistry (thermodynamics and kinetics of chemical reactions) Conoscenze richieste Il corso di Chimica fisica richiede la conoscenza delle nozioni di base della chimica generale, chimica organica e fisica Docente responsabile: dott. Stefano Salvestrini ([email protected]) Programma Termodinamica Primo principio, entalpia, variazione dell’entalpia con la temperatura, variazione di entalpia in una transizione di fase, calcolo della variazione di entalpia in una reazione utilizzando i valori medi dell’entalpia di legame, calcolo della variazione di entalpia standard in una reazione utilizzando le entalpie standard di formazione interazione intramolecolare ione – ione, dipendenza della variazione di entalpia dalla temperatura, soluzioni – unità di misura, secondo principio della termodinamica, calcolo della variazione di entropia del sistema in un processo in cui varia solo la temperatura, solo il volume di

un gas ideale e in una transizione di fase, calcolo della variazione di entropia dell’ambiente esterno al sistema che subisce la trasformazione, variazione di entropia e spontaneità di una trasformazione, variazione di entropia in una reazione, energie di Gibbs e di Helmholtz, additività delle funzioni termodinamiche, energia libera e spontaneità di una trasformazione, potenziale chimico, soluzioni ideali, termodinamica di mescolamento, soluzioni diluite ideali, ripartizione tra liquido e gas, equilibrio di dialisi variazione dell’energia libera con la temperatura e la pressione proprietà colligative osmosi e pressione osmotica, lavoro osmotico e potenziale chimico, fugacità ed attività, ripartizione tra fasi,

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osmosi inversa abbassamento della tensione di vapore quoziente di reazione, costante di equilibrio ed energia libera stato standard in biochimica termodinamica dell’adenosintrifosfato (atp) costante di equilibrio e sistemi reali, dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura. Elettrochimica Attività degli ioni in soluzione, legge limite di Debye Hückel, termodinamica delle celle elettrochimiche (pile), dipendenza della forza elettromotrice dalla concentrazione: equazione di nerst e potenziali normali di riduzione, potenziale elettrochimico, potenziale di membrana, cella a combustione, spontaneità di una reazione di ossido-riduzione, celle galvaniche e celle elettrolitiche, aspetti quantitativi dell’elettrolisi: leggi di faraday. Cinetica Chimica Velocità di reazione, ordine di reazione e forma integrata delle leggi cinetiche, tempo di dimezzamento e vita media, processi di decadimento radioattivo, reazioni elementari, molecolarità di una reazione e formulazioni delle leggi cinetiche, variazione della costante cinetica con la temperatura, reazioni reversibili, cinetica enzimatica, teoria dello stato di transizione, aspetti termodinamici, catalizzatori chimici, effetto della forza ionica sulla costante cinetica di una reazione elementare, reazioni fitochimiche. Interazioni intermolecolari Interazioni di van der Waals, interazione tra dipoli, dipoli indotto, legame idrogeno, interazione idrofobica, modelli di interazione totale, potenziale di Lennard-Jones. Lo stato liquido La struttura dei liquidi, la viscosità, la tensione superficiale, la diffusione. Testi consigliati Appunti dalle lezioni Atkins P., De Paula J. Elementi di Chimica Fisica. Zanichelli editore Ulteriori informazioni

• Ore di lezione frontale: 48 • Ore di attività di laboratorio o in campo: 12 • Ore di studio personale: 90 • Orario di ricevimento: per appuntamento tramite posta elettronica ([email protected]) • Modalità di svolgimento della prova finale: prova scritta e orale


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a.a. 2012-13

CHIMICA FISICA e CHIMICA DELL’AMBIENTE (v.o.) (10 CFU)

Physical chemistry and Environmental chemistry Obiettivi formativi Il corso di Chimica fisica e Chimica dell’ambiente tratta aspetti fondamentali della chimica fisica (in particolare la termodinamica e cinetica delle reazioni chimiche) e della chimica dell’ambiente (fotochimica dell’atmosfera e chimica di contaminanti ambientali organici e inorganici). The course of Physical chemistry and Environmental chemistry focuses on basic issues in physical chemistry (thermodynamics and kinetics of chemical reactions) and environmental chemistry (photochemistry of the atmosphere and chemistry of organic and inorganic pollutants) Conoscenze richieste Il corso di Chimica fisica e Chimica dell’ambiente richiede la conoscenza delle nozioni di base della chimica generale, chimica organica e fisica Docente responsabile: dott. Stefano Salvestrini ([email protected]) Modulo 1: Chimica fisica

(CHIM/02 - 5 CFU – docente: dott. Stefano Salvestrini - [email protected])

Physical chemistry Termodinamica Primo principio, entalpia, variazione dell’entalpia con la temperatura, variazione di entalpia in una transizione di fase, calcolo della variazione di entalpia in una reazione utilizzando i valori medi dell’entalpia di legame, calcolo della variazione di entalpia standard in una reazione utilizzando le entalpie standard di formazione interazione intramolecolare ione – ione, dipendenza della variazione di entalpia dalla temperatura, soluzioni – unità di misura, secondo principio della termodinamica, calcolo della variazione di entropia del sistema in un processo in cui varia solo la temperatura, solo il volume di

un gas ideale e in una transizione di fase, calcolo della variazione di entropia dell’ambiente esterno al sistema che subisce la trasformazione, variazione di entropia e spontaneità di una trasformazione, variazione di entropia in una reazione, energie di Gibbs e di Helmholtz, additività delle funzioni termodinamiche, energia libera e spontaneità di una trasformazione, potenziale chimico, soluzioni ideali, termodinamica di mescolamento, soluzioni diluite ideali, ripartizione tra liquido e gas, equilibrio di dialisi

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variazione dell’energia libera con la temperatura e la pressione proprietà colligative osmosi e pressione osmotica, lavoro osmotico e potenziale chimico, fugacità ed attività, ripartizione tra fasi, osmosi inversa abbassamento della tensione di vapore quoziente di reazione, costante di equilibrio ed energia libera stato standard in biochimica termodinamica dell’adenosintrifosfato (atp) costante di equilibrio e sistemi reali, dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura. Elettrochimica Attività degli ioni in soluzione, legge limite di Debye Hückel, termodinamica delle celle elettrochimiche (pile), dipendenza della forza elettromotrice dalla concentrazione: equazione di nerst e potenziali normali di riduzione, potenziale elettrochimico, potenziale di membrana, cella a combustione, spontaneità di una reazione di ossido-riduzione, celle galvaniche e celle elettrolitiche, aspetti quantitativi dell’elettrolisi: leggi di faraday. Cinetica Chimica Velocità di reazione, ordine di reazione e forma integrata delle leggi cinetiche, tempo di dimezzamento e vita media, processi di decadimento radioattivo, reazioni elementari, molecolarità di una reazione e formulazioni delle leggi cinetiche, variazione della costante cinetica con la temperatura, reazioni reversibili, cinetica enzimatica, teoria dello stato di transizione, aspetti termodinamici, catalizzatori chimici, effetto della forza ionica sulla costante cinetica di una reazione elementare, reazioni fitochimiche. Interazioni intermolecolari Interazioni di van der Waals, interazione tra dipoli, dipoli indotto, legame idrogeno, interazione idrofobica, modelli di interazione totale, potenziale di Lennard-Jones. Modulo 2: Chimica dell’ambiente

(CHIM/12 - 5 CFU – docente: dott. Pasquale Iovino [email protected]) Environmental chemistry

1. Introduzione alla chimica dell'ambiente 2. L'atmosfera Composizione chimica e stratificazione dell'atmosfera, bilancio energetico della terra. Unità di misura delle concentrazioni dei gas, unità Dobson per l'ozono.

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3. Chimica della stratosfera Lo strato di ozono. Radiazioni elettromagnetiche importanti per l'ambiente. Principi di fotochimica. Reazione di formazione dell'ozono stratosferico, distruzione non catalitica e catalitica dell'ozono. Meccanismo di diminuzione dello strato di ozono stratosferico in Antartide. La chimica del cloro nella stratosfera al di sopra dell'Artide. I clorofluorocarburi, gli idrofluoroclorocarburi e idrofluorocarburi, loro reazioni di decomposizione. 4. Chimica della troposfera Smog fotochimico: meccanismo di formazione, cause, prodotti finali, trasporto e conseguenze. Le piogge acide, formazione e conseguenze. I particolati nell’inquinamento dell’aria, processi chimici di formazione del particolato inorganico ed organico. Inquinamento dell’ambiente confinato. 5. Effetto serra Distribuzione dei livelli energetici associati a transizioni IR ed UV, i possibili moti vibrazionali delle molecole, spettri IR di CO2, H2O e CH4. Fonti di CO2, combustione di C, CH4. Meccanismi proposti per l’allontanamento della CO2 per via chimica. 6. Molecole organiche tossiche Classificazione dei pesticidi. Insetticidi organoclorurati. LD50, LOD50. Bioaccumulazione, fattore di bioconcentrazione e coefficiente di ripartizione. Toxafeni; ciclopentadieni. Insetticidi organofosforati. Carbammati. Insetticidi naturali. Erbicidi inorganici ed organici, erbicidi triazinici. Erbicidi fenossialifatici e sottoprodotti: tetraclorodibenzo-p-diossina. Difenili e dibenzofurani policlorurati. Eliminazione dei difenili policlorurati. Idrocarburi policiclici aromatici e loro derivati. Meccanismo di formazione, lipofilicità, bioaccumulazione, biomagnificazione, fattori che determinano la tossicità. Fattore di equivalenza della tossicità. 7. L’acqua Proprietà chimiche e fisiche. Gas disciolti in acqua (O2, CO2). Ossigeno in acque naturali, BOD, COD. Alcalinità, concentrazione totale di carbonio inorganico disciolto. Durezza, ioni e ioni metallici nelle acque naturali. Alluminio nelle acque naturali. Saponi e detergenti, fosfati. Decomposizione anaerobia della materia organica nelle acque naturali. Composti azotati nelle acque naturali. 8. I metalli pesanti dannosi per l’ambiente Proprietà chimiche e fisiche, tossicità e interazione con gli enzimi, proprietà complessanti. Tasso di assunzione, tasso di eliminazione e tempo di emivita. Alcuni metalli pesanti. 9. Inquinamento da produzione di energia Petrolio e sua distillazione. Benzina, cherosene, gasolio. Additivi delle benzine. Gas naturali ed altri alcani. Combustibili alcolici: metanolo ed etanolo, vantaggi e tossicità. Idrogeno come carburante? Produzione e stoccaggio. Testi consigliati Appunti dalle lezioni Atkins P., De Paula J. Elementi di Chimica Fisica. Zanichelli editore Baird & Cann. Chimica ambientale, Seconda Edizione, Zanichelli. Ulteriori informazioni

• Ore di lezione frontale: 80 • Ore di attività di laboratorio o in campo: 20 • Ore di studio personale: 150 • Orario di ricevimento: per appuntamento tramite posta elettronica ([email protected];

[email protected]) • Modalità di svolgimento della prova finale: prova scritta e orale


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a.a. 2012-13

CHIMICA GENERALE ED INORGANICA (CHIM/03 - n.o.) (10 CFU)

General and inorganic chemistry Obiettivi formativi Il corso di Chimica generale ed inorganica, rivolto agli studenti del primo anno di corso di laurea, intende fornire le nozioni essenziali per la successiva piena comprensione dei processi chimici nell’ambiente. Gli argomenti trattati comprendono: struttura atomica e tavola periodica, legame chimico, reazioni di massa, equilibri in fase gassosa e acquosa. The course of Inorganic and General Chemistry, directed at first-year undergraduate students, deals with fundamental notions of chemistry that are essential for understanding the impact of chemical processes on the environment. The main topics are: atomic structure and periodic table, chemical bonds, equilibrium in gaseous and aqueous phases. Conoscenze richieste Il corso non prevede propedeuticità formali. È fortemente consigliato superare questo corso prima dei corsi di biologia previsti nel percorso formativo del Corso di laurea in Scienze ambientali. Docente: prof. Carla Isernia ([email protected]) Programma

1. Stati di aggregazione della materia. Definizione di elemento, composto e miscela. Unità di misura. Cifre significative. Proprietà delle sostanze.

2. La struttura degli atomi. Numero atomico e numero di massa. Isotopi. Simboli chimici. Molecole e ioni. Ioni in soluzione. Nomenclatura.

3. Masse atomiche e molecolari. Mole e numero di Avogadro. Analisi chimica: composizione percentuale e formule empiriche. Principi di conservazione. Equazioni chimiche. Reagente limitante e resa di reazione.

4. Calcolo delle concentrazioni. Molarità, molalità e frazione molare. Bilanciamento delle reazioni chimiche. Problemi di diluizione. Neutralizzazione acido-base. Reazioni di ossido-riduzione, numeri di ossidazione e bilanciamento. Metodo del numero di ossidazione e delle semireazioni. Dismutazioni.

5. Stato gassoso. Legge di Avogadro. Pressione di un gas. Legge di Boyle. Leggi di Charles e Gay-Lussac. Temperatura assoluta. Equazione di stato dei gas. Temperatura e pressione standard. Gas ideali. Cenni di teoria cinetica dei gas. Legge di Dalton. Gas reali e deviazione dal comportamento ideale.

6. Atomo di Bohr. La relazione di De Broglie. Il principio di indeterminazione. Cenni sull'equazione di Schrödinger. Livelli energetici. Orbitali atomici e numeri quantici. Atomo di idrogeno. Atomi a più elettroni. Le configurazioni elettroniche. Proprietà periodiche e Tavola periodica. Potenziale di ionizzazione. Affinità elettronica. Elettronegatività.

7. Il legame covalente. Le strutture di Lewis, la regola dell’ottetto. Formule di risonanza. Teoria VSEPR: geometria molecolare e polarità delle molecole. Ibridizzazione. Orbitale molecolare. Il legame ionico. Carica formale e numero di ossidazione. Legame ad idrogeno ed interazioni deboli. Forze intermolecolari. Interazioni dipolo-dipolo.

8. Primo, e secondo principio della termodinamica. Funzioni termodinamiche ed equilibrio. 9. Interazioni soluto-solvente. Soluzioni ideali e leggi di Raoult e di Henry. Soluzioni non ideali ed

attività. Proprietà colligative. Crioscopia ed ebullioscopia, osmosi e pressione osmotica.

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10. Reazioni spontanee. Lo stato di equilibrio. Principio di Le Chatelier. Costanti di equilibrio. Forma generale della costante di equilibrio. Uso delle costanti di equilibrio. Unità di misura e costanti di equilibrio. Costanti di equilibrio in funzione della concentrazione e della pressione e relazione tra loro. Fattori che influenzano l’equilibrio: principio di Le Chatelier, temperatura, pressione.

11. Equilibri in soluzioni acquose. Prodotto ionico dell'acqua. Calcolo del pH e pOH. Acidi e basi. Forza degli acidi e delle basi. Costanti di dissociazione. Acidi forti e deboli. Basi forti e deboli. Soluzioni di acidi forti e basi forti: neutralizzazione e titolazione. Titolazione e curve di titolazione. Equilibri con acidi e basi deboli. Indicatori di pH. Contributo alla concentrazione [H+] dalla dissociazione dell’acqua. Acidi deboli e loro sali. Soluzioni tampone. Sali di acidi deboli e base forti: idrolisi. Acidi poliprotici. Prodotto di solubilità. Equilibri con sali poco solubili: effetto dello ione comune.

Esercitazioni numeriche (stechiometria) Le esercitazioni numeriche sono un’importante attività di complemento e approfondimento degli argomenti trattati nella parte teorica. Saranno trattati i seguenti argomenti: Unità di massa chimica e mole. Composizione percentuale. Formula minima e Formula molecolare. Reazioni Chimiche: bilanciamento delle reazioni chimiche. Relazioni ponderali nelle reazioni chimiche reagente limitante, resa percentuale. Soluzioni: unità di concentrazione di una soluzione. Proprietà delle soluzioni. Proprietà colligative (ebullioscopia, crioscopia, pressione osmotica). Legge di azione di massa. Equilibri chimici in fase omogenea ed eterogenea. Equilibri in soluzione acquosa: calcolo di pH e pOH. Prodotto di solubilità. Esercitazioni pratiche in laboratorio: Il Laboratorio di Chimica Generale ed Inorganica ha lo scopo di approfondire le nozioni teoriche apprese in aula, e permettere allo studente di familiarizzare con le attrezzature e procedure di base di un laboratorio chimico. Introduzione: sicurezza in laboratorio, attrezzature, prodotti chimici. Studio delle proprietà del rame e dei suoi ioni in soluzione acquosa. Osservazione diretta di reazioni di ossidoriduzione, acido-base e precipitazione. Questa esercitazione è stata studiata per mostrare alcune delle più elementari operazioni di laboratorio (dissoluzione, precipitazione, decantazione e filtrazione), osservando nel contempo una serie di reazioni tipiche dello ione Cu(II) in soluzione acquosa. Reazioni acido/base. Titolazioni acido/base forte, con indicatore. Scopo di questa esperienza è misurare la concentrazione di acido cloridrico in una soluzione a concentrazione ignota attraverso la procedura di titolazione con una soluzione acquosa di idrossido di sodio a concentrazione nota. Reazioni di ossidoriduzione. Scopo di questa esperienza è studiare alcune reazioni in cui si ha variazione del numero di ossidazione dei reagenti e paragonare tra loro queste reazioni. L’equilibrio chimico. In questa esperienza sono esaminati alcuni equilibri chimici e alcuni fattori che perturbano tale stato di equilibrio, spostando la reazione in un senso o in quello opposto. Testi consigliati Brown ed altri. Fondamenti di Chimica. EDISES Masterton & Hurley . Chimica Principi e Reazioni. PICCIN. Dispense di laboratorio. Ulteriori informazioni

• Ore di lezione frontale: 80 • Ore di attività di laboratorio o in campo: 20 • Ore di studio personale: 150 • Orario di ricevimento del docente: lunedì 14-16 e il mercoledì 14-16. Per incontri in momenti diversi,

contattare il docente tramite posta elettronica. • Modalità di svolgimento della prova finale: il profitto sarà valutato mediante una prova scritta costituita

in media da 5 esercizi di stechiometria da svolgere in 2 ore e da una prova orale sugli argomenti del programma.

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CHIMICA ORGANICA (CHIM/06 - n.o.) (8 CFU)

Organic chemistry Obiettivi formativi Il corso di Chimica organica, rivolto agli studenti del primo anno, sviluppa aspetti fondamentali della chimica organica, in particolare l’architettura molecolare, le proprietà fisiche, la reattività e la sintesi delle principali classi di composti organici. Organic Chemistry is directed at first-year undergraduate students. The course introduces fundamental aspects of organic chemistry ranging from the molecular architecture to physical properties, reactivity and synthesis of major classes of organic compounds. Conoscenze richieste Nozioni di base di chimica generale ed inorganica Docente responsabile: prof. Pietro Monaco ([email protected]) Programma Struttura e legame, Il legame e le proprietà delle molecole, natura dei composti organici. Alcani e cicloalcani: struttura, nomenclatura, isomeria, conformazioni e reazioni. Alcheni e alchini: struttura, nomenclatura e reazioni di addizione elettrofila. Terpeni: struttura e presenza in natura. Chiralità e stereoisomeria: sistemi D,L e R,S; risoluzione ottica di enantiomeri. Alogenuri alchilici: nomenclatura; sostituzione nucleofila alifatica: meccanismi S N 1 e S N 2; b -eliminazioni: meccanismi E 1 e E 2 . Alcooli, eteri, epossidi e tioli: nomenclatura e reattività. Benzene e suoi derivati: nomenclatura, aromaticità e reazioni di sostituzioni elettrofila aromatica. Fenoli: struttura, nomenclatura, acidità. Ammine: nomenclatura e basicità; immine e enammine. Aldeidi e chetoni: nomenclatura; addizioni di nucleofili con centro reattivo sul carbonio, sull'ossigeno, sull'azoto. Tautomeria cheto-enolica. Acidi carbossilici e loro derivati funzionali: nomenclatura; reazione di esterificazione e interconversione di gruppi funzionali. Anioni enolato: reazione aldolica e condensazione di Claisen. Carboidrati: struttura, nomenclatura, stereochimica e reattività dei principali monosaccaridi; mutarotazione; formazione di glicosidi; disaccaridi e polisaccaridi. Amminoacidi: struttura, chiralità e punto isoelettrico. Polipeptidi e proteine. Nucleosidi, nucleotidi e acidi nucleici: generalità.

Testo consigliato McMurry J. Chimica organica. Zanichelli Ulteriori informazioni:

• Ore di lezione frontale: 64 • Ore di attività di laboratorio o in campo: 16 • Ore di studio personale: 120 • Il corso sarà tenuto nel secondo semestre. • Orario di ricevimento del docente: per appuntamento tramite posta elettronica

([email protected]) • Modalità di svolgimento della prova finale: il profitto sarà valutato attraverso una prova scritta, con

domande aperte, e una successiva prova orale sugli argomenti del programma. Il superamento della prova scritta (min. 18/30) è essenziale per l’ammissione alla prova orale.

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DIRITTO DELL’AMBIENTE (IUS/09 - v.o.) (6 CFU)

Environmental law Obiettivi formativi Il corso intende fornire le nozioni essenziali del diritto dell’ambiente, con particolare riferimento ai compiti istituzionali delle pubbliche amministrazioni (centrali e periferiche) in ordine alla protezione dell'ambiente (che comprendono la predisposizione delle pianificazioni di settore, l'esercizio di poteri autorizzatori, di poteri straordinari, ecc. secondo discipline speciali diverse per ciascun settore di intervento). Il corso vuole inoltre di fornire agli studenti i riferimenti di base relativi alla normativa vigente (comunitaria, statale e regionale) in materia ambientale in modo da renderli capaci di orientarsi nella comprensione dei testi giuridici in materia ambientale, con i quali saranno chiamati a confrontarsi nella loro attività lavorativa. Infine, il corso si propone di illustrare agli studenti come si sviluppano i processi decisionali in materia ambientale allo scopo di fornire loro un quadro delle possibilità che l'ordinamento offre ai singoli cittadini e alle associazioni ambientaliste per contribuire alla tutela dell’ambiente.

Docente responsabile: prof. Carlo Iannello ([email protected])

Programma Parte I: nozioni giuridiche di base e principi del diritto ambientale. Le fonti del diritto con particolare riguardo al settore ambientale. Le posizioni giuridiche soggettive. Il procedimento amministrativo e la tutela giurisdizionale. Nozioni generali sulla tutela dell'ambiente. Il concetto giuridico di ambiente. I principi del diritto ambientale europeo e nazionale. Parte II: I soggetti, le funzioni e gli strumenti della tutela dell'ambiente. I soggetti preposti alla materia ambientale ed il sistema delle competenze. Il procedimento amministrativo e l'interesse ambientale. Piani e programmi. Vincoli e zonizzazioni. I procedimenti amministrativi in materia ambientale: la valutazione di impatto ambientale; la valutazione ambientale strategica; l'autorizzazione integrata ambientale; il danno ambientale; l'accesso alle informazioni ambientali. Le associazioni ambientaliste. La semplificazione dell'azione amministrativa. Gli strumenti consensuali: i sistemi di certificazione; i marchi di qualità ecologica; gli accordi ambientali. Parte III: I settori La tutela dell'ambiente dagli inquinamenti. La tutela delle acque dall'inquinamento. Regime delle acque e difesa del suolo. L'inquinamento atmosferico. L'inquinamento acustico. L'inquinamento elettromagnetico. La gestione dei rifiuti. Bonifiche e ripristino ambientale delle aree inquinate.. La prevenzione dei rischi industriali e ambientali. La protezione della natura: la disciplina dei parchi e delle riserve naturali. La tutela paesaggistica e territoriale: la pianificazione paesistica e quella urbanistica. La protezione civile e il diritto dell'emergenza. Testi consigliati Appunti dalle lezioni Ulteriori informazioni

• Ore di lezione frontale: 50 • Ore di attività di esercitazione: 10 • Ore di studio personale: 90 • Modalità di svolgimento della prova finale: esame orale • Orario di ricevimento: per appuntamento tramite posta elettronica


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DIRITTO DELL’AMBIENTE AVANZATO (IUS/09) (Corso a scelta - 4 CFU)

Advanced environmental law Obiettivi formativi Il corso intende offrire agli studenti un quadro esaustivo dei principi che regolano la materia ambientale in ambito europeo e nazionale in maniera tale da consentire loro di orientarsi nella corretta interpretazione delle normative ambientali che saranno chiamati ad applicare in quanto professionisti The exam wishes to provide students with a comprehensive knowledge of the most important principles governing the European and national environmental laws in order to enable them to familiarize in the correct interpretation of environmental regulations that they will apply as professionals Conoscenze richieste: Per sostenere l’esame di Diritto dell’ambiente avanzato bisogna aver già sostenuto l’esame di Diritto dell’ambiente.

Docente responsabile: prof. Carlo Iannello ([email protected]) Programma Principi di tutela in materia ambientale del diritto europeo e nazionale.

I principi del diritto europeo e nazionale in materia ambientale. Il principio di precauzione. Il principio di prevenzione. Il principio chi inquina paga. Il principio della correzione dei danni alla fonte. Il principio di integrazione. Il principio dello sviluppo sostenibile. Il principio di sussidiarietà. Il principio di proporzionalità. L’efficacia dei principi. I principi del diritto costituzionale: il principio personalista. Il principio solidarista. L’utilità sociale. I fini sociali.

Testi consigliati: P. DELL'ANNO, PRINCIPI DEL DIRITTO AMBIENTALE EUROPEO E NAZIONALE, GIUFFRE', MILANO, 2004. Per i principi di diritto costituzionale il docente distribuirà materiale didattico Ulteriori informazioni:

• Ore di lezione frontale: 32 • Ore di studio personale: 68 • Il corso è impartito nel II semestre. L’attività didattica si articolerà in 4 ore settimanali di lezione frontale. • Orario di ricevimento: per appuntamento tramite posta elettronica ([email protected]) • Modalità di svolgimento della prova finale: il profitto sarà valutato attraverso una prova orale.

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ECOLOGIA GENERALE E BIOMETRIA (n.o.) (10 CFU)

General ecology and Biometry Obiettivi formativi Il Corso di Ecologia 1 tratta gli argomenti di Ecologia generale e l’analisi statistica applicata ai sistemi ecologici. Lo studente acquisirà conoscenze su: struttura e funzionamento degli ecosistemi, in termini di flusso di energia e ciclo dei nutrienti, dinamica delle popolazioni e delle comunità, risposte degli organismi all’ambiente fisico, interazioni intra- e interspecifiche, principali biomi ed ecosistemi acquatici, analisi statistiche semplici (descrittive ed inferenziali) applicate alla ricerca ecologica. The course of Ecology 1 introduces fundamental concepts of general ecology, namely (a) the structure of the ecosystem and its functioning, in terms of energy flux and nutrient cycles, (b) population and community dynamics, (c) responses of the organisms to the physical environment,(c) intra- and interspecific interactions, (d) main biomes and aquatic ecosystems, (e) basic statistics applied to ecological research. Conoscenze richieste Per sostenere l’esame di Ecologia 1 bisogna aver già sostenuto l’esame di Fondamenti di biologia ed è preferibile aver già sostenuto l’esame di Chimica generale e inorganica. Docente responsabile: prof. Flora Angela Rutigliano ([email protected]) Modulo 1: Ecologia generale

(BIO/07 - 6 CFU – docente prof. F.A. Rutigliano) General ecology

1. Concetto di ambiente, ecosistema e bioma. Meccanismi omeostatici e stabilità degli ecosistemi. Stabilità di resistenza e stabilità di resilienza. Influenza degli organismi sull'ambiente abiotico. L'ipotesi GAIA. 2. Struttura dell'ecosistema: componenti biotiche ed abiotiche. Produttori, consumatori e decompositori. Tipi di produttori. Fotosintesi ossigenica e fotosintesi anossigenica. Fattori che influenzano la velocità di fotosintesi. Chemiosintesi. Organismi decompositori: batteri, funghi e pedofauna. Decomposizione della sostanza organica morta. Mineralizzazione ed umificazione. Fattori che influenzano la velocità di decomposizione. 3. Il suolo quale sottosistema dell’ecosistema terrestre. Componenti del suolo: composti inorganici, sostanza organica e organismi viventi. Interazione tra organismi viventi e componenti abiotiche nel processo di pedogenesi. Distribuzione della sostanza organica a diversi stadi di decomposizione lungo il profilo del suolo. 4. Concetto di fattore ecologico, condizione e risorsa. Limiti di tolleranza e condizioni ottimali. Organismi euri e steno. Indicatori ecologici. Concetto di nicchia ecologica: nicchia fondamentale e nicchia realizzata. Equivalenti ecologici. Risposte degli organismi ai fattori ecologici. Adattamento. Polimorfismo genetico e somatico. Ecotipi. Evoluzione convergente ed evoluzione parallela. Coevoluzione. Risposte non adattative alle variazioni dell’ambiente: risposte di regolazione, acclimatazione, risposte di sviluppo, migrazione, dormienza. 5. Interazioni tra fattori ambientali. Macroclima, mesoclima e microclima. Zone climatiche e biomi. Ecosistemi acquatici. Principali fattori limitanti in ambiente terrestre e in ambiente acquatico (luce, temperatura, acqua, fuoco, salinità, correnti, nutrienti, pH, sostanze inquinanti).

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6. Popolazioni: caratteristiche e dinamica. Selezione r e selezione K. Fluttuazioni cicliche della densità di popolazione. 7. Comunità: composizione, diversità, dominanza, omogeneità. Ecotono ed effetto margine. Interazioni tra organismi appartenenti alla stessa comunità. Competizione. Predazione. Parassitismo. Mutualismo. Variazioni della comunità nel tempo: Successione ecologica. Stadi successionali e climax. Successioni autotrofe ed eterotrofe. Successioni primarie e secondarie. Successioni autogene ed allogene. 8. Flusso di energia. Produttività primaria lorda e netta. Metodi di misura della produttività primaria. Fattori limitanti la produttività primaria in ambiente terrestre e in ambiente acquatico. Stime di produttività primaria per le terre emerse e per gli ambienti marini. Struttura trofica della comunità. Catena alimentare del pascolo e catena alimentare del detrito. Reti alimentari. Flusso di energia in tipi diversi di comunità. Efficienza di trasferimento dell'energia: Efficienza di consumo, di assimilazione e di produzione. Efficienza ecologica. Piramidi ecologiche. Concentrazione di sostanze tossiche lungo le catene alimentari. 9. Il ciclo della materia. Cicli gassosi e cicli sedimentari. Riserve degli elementi nei diversi compartimenti dei sistemi ecologici. Tempo di residenza, tempo di ricambio, velocità di ricambio. Ciclo dell'acqua, del carbonio, dell'azoto, dello zolfo, del fosforo.

Esercitazioni di laboratorio • Misura del contenuto in clorofilla in foglie di sole e foglie di ombra; • Misura della quantità di micelio fungino nel suolo.

Modulo 2: Biometria

(BIO/03 - 4 CFU – docente dott. Sandro Strumia) Biometry

Introduzione alla biometria. Le variabili biometriche: definizioni ed esempi. Variabili qualitative e quantitative. Accuratezza e precisione. Osservazioni individuali. Unità di campionamento. Popolazione statistica e popolazione biologica. Universo campionario discreto e continuo. Campione di osservazioni. Tecniche di campionamento di dati biologici. Il design sperimentale.

Tabelle di dati biometrici e matrici di dati grezzi. Rappresentazione grafica dei dati. Frequenze. Distribuzioni di frequenza di dati biologici. Curva di distribuzione normale e sue caratteristiche. Forma della curva di distribuzione normale. Curva gaussiana e nicchia ecologica. Curve asimmetriche: asimmetria positiva e negativa. Indici di forma. Caratteristiche e significato biologico. Normalizzazione e trasformazione dei dati. Statistiche descrittive in ambito biologico. Statistiche di posizione: media, mediana e moda. Utilizzo dei diversi indici di centralità. Statistiche di dispersione. Range. Varianza. Deviazione Standard. Errore Standard. Coefficiente di variazione. Significato, uso e interpretazione di statistiche descrittive in ambito biologico. Interpretazione della variabilità in biometria.

Statistica inferenziale. Concetto di significatività statistica. Ipotesi nulla ed ipotesi di lavoro. Test parametrici e non parametrici. T-test o t di Student. Calcolo del t-test con numero uguale o differente di osservazioni. Errore del I e del II tipo. F-test. Analisi della varianza (ANOVA), filosofia generale del test e campi di applicazione. Calcolo dell’ANOVA ad un fattore. Confronto del risultato con i valori tabulati. Interpretazione di risultati di ANOVA ad uno ed a più fattori.

Relazioni tra variabili. Correlazione e regressione lineare: differenze teoriche e significato statistico. Verifica della significatività statistica della correlazione. Applicazioni in campo biologico. Esercitazioni numeriche (svolte in aula o con applicazioni al computer) • Redazione di una matrice di dati a partire da schede di rilevamento in campo; • Popolamento di matrici numeriche: uso dei fogli di lavoro; • Calcolo ed interpretazione di statistiche di centralità e di variazione; • Applicazione e calcolo del T-test – interpretazione dei risultati • Applicazione e calcolo dell’ANOVA ad una via • Applicazione e calcolo dell’ANOVA a due vie • Calcolo del coefficiente di correlazione per variabili biometriche – matrici di correlazione.

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NOTA: L’acquisizione dei crediti relativi al modulo 2 prevede un compito scritto oppure svolto direttamente al computer con l’applicazione di procedure di analisi statistiche illustrate durante le esercitazioni. Testi consigliati Bullini L. et al. (1998). Ecologia generale. UTET. Fowler J, Cohen L. (1993). Statistica per ornitologi e naturalisti. Franco Muzzi Editore. Dispense e materiale didattico distribuito a lezione Testi da consultare Odum E.P. (1988). Basi di ecologia. Piccin; oppure Odum E.P. e Barrett G.W. (2007). Fondamenti di ecologia. Piccin. Begon M. et al. (1989). Ecologia - Individui - Popolazioni. Comunità. Zanichelli. Smith T.M., Smith R.L. (2007). Elementi di Ecologia. Pearson Ricklefs R.E. (1993). Ecologia. Zanichelli. Pignatti S. (1995). Ecologia vegetale. UTET. Ulteriori informazioni

• Ore di lezione frontale: 74 • Ore di attività di laboratorio o in campo: 26 • Ore di studio personale: 150 • Il corso di Ecologia 1 è impartito nel II semestre. L’orario delle lezioni sarà reso visibile sul sito

Internet del Corso di laurea entro febbraio 2013. L’attività didattica si articola in 8 ore settimanali tra lezioni frontali, esercitazioni numeriche e esercitazioni di laboratorio, e includerà un’escursione di campo. Le lezioni frontali prevedono l’uso di presentazioni PowerPoint.

• Orario di ricevimento: la prof. Flora Angela Rutigliano riceve gli studenti il lunedì e il mercoledì dalle 14:30 alle 16:30. Per stabilire un incontro in altri momenti è opportuno contattarla tramite posta elettronica ([email protected]). Il dott. Sandro Strumia riceve gli studenti il lunedì ed il giovedì dalle ore 14.00 alle ore 16.00. Per stabilire un incontro in altri momenti è opportuno contattarlo tramite posta elettronica ([email protected]).

• Modalità di svolgimento della prova finale: Il profitto sarà valutato attraverso una prova scritta, con domande aperte, e una successiva prova orale.


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a.a. 2012-2013

ECOLOGIA 2 (BIO/07 - v.o.) (7 CFU)

Ecology 2 Obiettivi formativi Il corso di Ecologia 2 comprende i due moduli di Ecologia applicata e Principi di VIA e VAS. I contenuti del corso comprendono principi di gestione ecocompatibile delle risorse ambientali e un’introduzione alla procedura di Valutazione di Impatto Ambientale (VIA) e di Valutazione Ambientale Strategica (VAS). The course of Ecology 2 consists of the modules of Applied Ecology and Introduction to Environmental-Impact Assessment. The contents of the course include basic principles of eco-compatible environmental management and an introduction to procedures for Environmental-Impact Assessment (EIA) and Strategic Environmental Assessment (SEA). Conoscenze richieste Il corso di Ecologia 2 richiede la conoscenza dei principi fondamentali di Ecologia Docente responsabile: dott. Simona Castaldi ([email protected]) Modulo 1: Ecologia applicata (4 CFU – docente dott. Simona Castaldi)

Applied ecology

1. Introduzione: Stato del pianeta e delle sue risorse. Risorse, beni e servizi della natura. 2. Le foreste. Definizione: land cover e land use, naturalità delle foreste, foreste vergini, afforestazione

riforestazione e deforestazione. 3. Le foreste come pool di carbonio. Distribuzione dei pool di carbonio nell’ecosistema foresta. Fotosintesi,

respirazione, flussi laterali. Produttività primaria netta e lorda. Distribuzione della produttività primaria e dei pool di carbonio su scala mondiale. La decomposizione. Fattori limitanti. I flussi di C nei principali ecosistemi terrestri. Metodologie di stima dei pool e dei flussi di carbonio negli ecosistemi terrestri.

4. Le foreste come risorsa. Beni e servizi offerti dalle foreste. Foreste e clima. Foreste e ciclo dell’acqua. Foreste e nutrienti. Foreste ed erosione. Stato delle foreste nel mondo. La deforestazione: effetti negativi. Fattori ad impatto negativo: patogeni, incendi antropici, inquinamento, cambiamenti climatici

5. Agroecosistemi. Definizione. Evoluzione storica. Uso delle risorse in agricoltura: acqua, nutrienti ed energia. Input esterni naturali e xeno biotici (non naturali).Agricoltura e gas ad effetto serra: emissioni dirette ed indirette di gas azotati. Effetti sulla stabilità del carbonio. Emissioni di CH4 in agricoltura. Metodologie di campo e di calcolo delle emissioni di gas ad effetto serra in agricoltura,

6. Biocarburanti e biomasse per la produzione di energia. Richiesta energetica su scala mondiale. Bioetanolo, Biodisel caratteristiche, fonti e diffusione mondiale. Biomasse legnose per produzione di energia. Biocarburanti di seconda generazione.Vantaggi e svantaggi ambientali dei biocarburanti.

7. Atmosfera, composizione ed inquinamento. L’effetto serra, meccanismi e principali gas ad effetto serra: fonti antropiche e naturali. Il buco nello strato di ozono. Meccanismo e inquinanti responsabili. Le piogge acide: formazione e effetti sugli ecosistemi.

8. La risorsa acqua. Fonti. Richiesta, consumi e disponibilità su scala mondiale. Efficienza di utilizzo. Fonti di inquinamento: sostanze chimiche inorganiche ed organiche, eutrofizzazione, inquinamento termico.

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Monitoraggio dell’inquinamento delle acque, parametri ufficiali. Metodologie di depurazione delle acque alternative.

9. La risorsa suolo. Il suolo come risorsa, beni e servizi. Uso del suolo e degradazione del suolo su scala mondiale. Desertificazione. Acidificazione. Inquinamento.

Per ogni paragrafo materiale di approfondimento è disponibile come documenti elettronici, cosi come le lezioni

in formato PDF presso la pagina personale del docente con accesso per gli studenti dalla pagina del Dipartimento di Scienze Ambientali. Per informazioni e chiarimenti rivolgersi al centro di calcolo del Dipartimento di Scienze Ambientali oppure inviare una email a [email protected].

Modulo 2: Principi di VIA e VAS

(3 CFU – docente: dott. Rosaria D’Ascoli ) Introduction to Environmental Impact Assessment and Strategic Environmental Assessment

1. Le origini L’introduzione della VIA negli USA mediante il National Environmental Policy Act (NEPA, 1970) e l’istituzione del Council on Environmental Quality (CEQ). L’introduzione nei paesi della Comunità Europea della Valutazione di Impatto Ambientale, relativa ai progetti, e della Valutazione Ambientale Strategica (VAS), relativa a piani e programmi, mediante l’emanazione delle direttive 85/337/CEE, 97/11/CE e 2001/42/CE. 2. La valutazione di impatto ambientale in Italia Il recepimento italiano delle direttive europee. Norme tecniche relative alla procedura di VIA, alla regolamentazione delle pronunce di compatibilità ambientale e alla redazione degli Studi di Impatto Ambientale (Legge 8 luglio 1986 n. 349; D.P.C.M. 10 agosto 1988 n.377; D.P.C.M. 27 dicembre 1988). La procedura di VIA a livello regionale (D.P.R. 12 aprile 1996). Le fasi della procedura: lo screening dei progetti, l’analisi della rilevanza in fase preliminare (fase di scoping), la redazione del SIA, la consultazione del pubblico (modalità di informazione e consultazione), l’emissione del giudizio di compatibilità ambientale degli interventi. 3. Ambiente ed impatto ambientale Definizione del concetto di qualità ambientale e criteri di analisi della qualità ambientale. I fattori ambientali da analizzare nello studio di impatto ambientale. Ordine degli impatti. Bersagli diretti ed indiretti. Definizione di “via critica”. 4. Il territorio e le risorse L’ambiente come fonte di beni e servizi: classificazione delle risorse naturali. Il processo di pianificazione: in che modo la società decide la destinazione delle risorse ambientali. Gli strumenti di pianificazione urbanistica e territoriale in Italia. 5. Differenti approcci nello studio degli impatti ambientali L’approccio fisiografico allo studio dei sistemi ambientali. L’approccio ecologico allo studio dei sistemi ambient ali: struttura, funzioni e dinamica degli ecosistemi. La risposta degli ecosistemi alle perturbazioni. Differenti scale di indagine in ecologia: l’ecologia del paesaggio e i differenti elementi del mosaico ecologico. L’approccio paesaggistico: percezione estetico-sensoriale e valore storico e sociale del paesaggio. Strumenti oggettivi di analisi e valutazione dei paesaggi: le linee guida della Countryside Agency. 6. L’analisi di impatto ambientale: metodi e tecniche per la valutazione d’impatto La classificazione degli impatti. Principali metodi di individuazione degli impatti: liste di controllo (checklist qualitative e quantitative), matrici di interazione causa-effetto (matrici qualitative e quantitative e calcolo dell’indice di impatto), matrici coassiali, diagrammi di flusso, GIS. Principali metodi di stima della magnitudo degli impatti: normalizzazione dei dati e applicazione delle funzioni di utilità. Principali metodi di valutazione della rilevanza degli impatti: attribuzione dei pesi mediante matrice di Clark, metodo del confronto a coppie e metodo Delphi. Applicazione del BatteIle environmental evaluation system (EES) come strumento sintetico per gli ecosistemi acquatici. Confronto tra le alternative progettuali e uso delle matrici di trade-off. Criteri per l’emissione del giudizio di compatibilità ambientale degli interventi.


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7. La partecipazione del pubblico nella V.I.A. Obiettivi della partecipazione pubblica. Il pubblico come realtà composita. La qualità della partecipazione pubblica. La Convenzione di Aarhus. Partecipazione pubblica e risoluzione dei conflitti. I limiti e le difficoltà della partecipazione pubblica. Testi consigliati: Galasso, Provini, Marchetti (1999). Ecologia applicata. UTET. Di Gennaro (2004). Un’introduzione alla VIA. CLEAN EDIZIONI Appunti dalle lezioni Letture consigliate: Malcevski (1991). Qualità ed impatto ambientale. ETAS LIBRI DIRETTIVE EUROPEE: 85/337/CEE, 97/11/CE e 2001/42/CE NORMATIVA NAZIONALE: Legge 8 luglio 1986 n. 349; D.P.C.M. 10 agosto 1988 n.377; D.P.C.M. 27 dicembre 1988, D.P.R. 12 aprile 1996, D.Lgs. 152/2006 Altro materiale didattico: Per ogni argomento di Ecologia applicata è disponibile materiale di approfondimento come documenti elettronici, cosi come lezioni in formato PDF presso la pagina personale del docente con accesso per gli studenti dalla pagina del Dipartimento di Scienze Ambientali. Per informazioni e chiarimenti rivolgersi al centro di calcolo del Dipartimento di Scienze Ambientali oppure inviare una email a [email protected]. Ulteriori informazioni:

• Ore di lezione frontale: 50 • Ore di attività di laboratorio o in campo: 20 • Ore di studio personale: 105 • Modalità di svolgimento della prova finale: Il profitto sarà valutato attraverso una prova orale. • Orario di ricevimento dei docenti: per appuntamento tramite posta elettronica

([email protected] - [email protected])




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a.a. 2012-2013

FISICA 1 (FIS/01 - n.o.) (10 CFU)

Physics 1 Obiettivi formativi Acquisizione del metodo scientifico; padronanza di semplici metodi di misura e di analisi dei dati; conoscenza delle leggi fisiche e capacità di impostare e risolvere semplici problemi fisici nell’ambito della Meccanica e della Termodinamica Il corsofornisce: a) una introduzione al metodo scientifico ed alle metodologie di raccolta, rappresentazione ed analisi statistica dei dati sperimentali; b) una formazione di base in Fisica classica, per ciò che riguarda la Cinematica, la Dinamica del punto e dei sistemi (solidi e fluidi) e la Termodinamica, con applicazioni numeriche; c) una introduzione all’uso di strumentazione di base. Particolare attenzione è rivolta agli aspetti teorici e applicativi connessi a tematiche ambientali. The course of Physics 1 provides a) an introduction to the scientific method and methodologies for the recording, handling and statistical analysis of data; b) basic notions of classical physics (kinematics, dynamics of particles and of solid and fluid systems, and thermodynamics) with numerical applications; c) training in the use of basic instruments for physical experimentation. Emphasis is given to environmental applications. Conoscenze richieste Il corso di Fisica 1 non prevede alcuna specifica propedeuticità, ma richiede conoscenze di matematica di base e fa uso di nozioni di analisi matematica e geometria analitica. Docente responsabile: dott. Eugenio Lippiello ([email protected]) Parte 1: FISICA GENERALE I

(6 CFU – docenti: dott. Eugenio Lippiello, Fabio Marzaioli)

1) Introduzione alle tecniche di raccolta ed elaborazione dei dati Grandezze fisiche e loro definizione operativa. Dimensioni fisiche. Grandezze fondamentali e grandezze derivate. Equazioni dimensionali. Unità di misura. Il Sistema Internazionale. Cambiamenti di unità di misura. Strumenti di misura. Portata, prontezza e sensibilità di uno strumento. Errori di sensibilità. Errori sistematici. Cifre significative. Misure dirette e indirette. Propagazione degli errori massimi. Errori assoluti e relativi. Rappresentazione dei dati. Ordini di grandezza. Notazione scientifica. Tabelle e grafici. Grafici con scale lineari e logaritmiche. Derivazione ed integrazione per via grafica.

2) Concetti e definizioni Meccanica. Cinematica, statica e dinamica. Grandezze fisiche fondamentali in Meccanica. Lunghezza. Tempo. Massa. Il concetto di punto materiale. Sistemi di punti materiali. Sistemi continui. Corpi rigidi. Sistemi di riferimento.

3) Richiami “applicativi” di Matematica Vettore posizione. Componenti di un vettore. Versori. Prodotto scalare e prodotto vettoriale. Derivate. Il calcolo integrale. Integrali di linea. Equazioni differenziali. Condizioni iniziali.

4) Cinematica di un punto materiale sulla retta, sul piano e nello spazio Vettori posizione e spostamento– Moto in una dimensione: velocità, accelerazione, moto con accelerazione costante , caduta libera – Moto in due dimensioni: velocità e accelerazione, moto dei proiettili, moto circolare

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uniforme, moti relativi . 5) Dinamica del punto materiale

Forza e massa – Le tre leggi di Newton – Forza peso – Forze di contatto: la forza normale e la forza di attrito – Dinamica del moto circolare uniforme – Moto in sistemi di riferimento non inerziali: circolazioni atmosferiche e venti – La legge di gravitazione universale – la costante di gravitazione G – Massa gravitazionale e massa inerziale – La variazione di g sulla superficie della terra – Il campo gravitazionale – Le leggi di Keplero e la legge di gravitazione – Lavoro compiuto da una forza costante – Lavoro compiuto da una forza variabile – Il teorema lavoro-energia e l’energia cinetica – La potenza – Sistemi conservativi unidimensionali – Analisi grafica dei sistemi conservativi – Forze conservative ed energia potenziale in tre dimensioni – La conservazione dell’energia meccanica – Forze non conservative e lavoro interno – La legge di conservazione dell’energia – Il moto dei satelliti e la velocità di fuga.

6) Dinamica dei sistemi materiali discreti e continui Sistemi di punti materiali - Centro di massa – Moto del centro di massa – La quantità di moto – La conservazione della quantità di moto – L’impulso – Urti – Il moto dei razzi – Equilibrio statico di un corpo rigido – Momento di una forza rispetto a un asse – Condizioni per l’equilibrio statico – Il centro di gravità – Il prodotto vettoriale e il momento di una forza – Traslazione e rotazione di un corpo rigido – Coordinata, velocità e accelerazione angolari – Energia cinetica di rotazione: il momento di inerzia – Rotolamento di un corpo rigido – Momento angolare di un punto materiale e di un sistema di punti materiali – Dinamica della rotazione di un corpo rigido intorno a un asse fisso – Lavoro e potenza per un corpo rigido in rotazione – La conservazione del momento angolare - Cinematica e dinamica del moto armonico – L’energia dell’oscillatore armonico – Esempi di moto armonico – Moto armonico e moto circolare uniforme – Moto armonico smorzato - Oscillazioni forzate e risonanza.

7) Meccanica dei fluidi Densità – Pressione in un fluido statico – Il principio di Archimede – L’equazione di Bernoulli – La viscosità.

8) Termologia e Termodinamica Descrizione microscopica e macroscopica – L’equilibrio termico e il principio zero della termodinamica – I termometri e la scala della temperatura del gas perfetto – Altre scale termometriche – La dilatazione termica – La trasmissione del calore – Equazione di stato – Calore specifico e calore latente – Lavoro e trasformazioni termodinamiche – Il primo principio della termodinamica – Alcune applicazioni del primo principio – Modello molecolare di un gas perfetto – Interpretazione microscopica della temperatura – Equipartizione dell’energia – Capacità termica dei gas perfetti e dei solidi elementari – Trasformazione adiabatica di un gas perfetto – La distribuzione delle velocità molecolari – Le macchine termiche e il secondo principio – Reversibilità e ciclo di Carnot – La temperatura termodinamica – L’entropia – L’entropia e il secondo principio - Il pianeta Terra come sistema termodinamico.

9) Elementi di teoria della probabilità, statistica e analisi dati Probabilità: definizione classica, frequenzistica ed assiomatica - Probabilità totale, composta e condizionata - Eventi incompatibili ed eventi indipendenti - Variabili casuali discrete e continue. Popolazione parente e campione - Distribuzione di probabilità - Distribuzione cumulativa - Parametri di una distribuzione - Valor medio, varianza e deviazione standard - Distribuzione uniforme, binomiale e di Poisson - Distribuzione di Gauss: interpretazione dei suoi parametri, distribuzione cumulativa e intervalli di confidenza - Enunciato del teorema del limite centrale - Cenni sulla distribuzione di probabilità congiunta - Valor medio e varianza per una funzione di una o più variabili casuali – Covarianza - Definizione della funzione chi-quadro - Test chi-quadro. Il risultato di una misura come variabile casuale - Frequenza, istogramma delle frequenze - Stima dei parametri di una distribuzione - Media sperimentale e scarto quadratico medio - Distribuzione della media: valor medio e varianza - Errore standard - Media pesata e suo errore - Principio di massima verosimiglianza - Il metodo dei minimi quadrati - Applicazioni al caso di fit lineare - Espressioni dei coefficienti della retta - Matrice degli errori.

Parte 2: LABORATORIO DI FISICA GENERALE

(4 CFU – docente dott. Fabio Marzaioli) Strumentazione ed esercitazioni in laboratorio: 1a esercitazione: familiarizzazione con l’uso di alcuni strumenti di misura. Rappresentazioni di dati e funzioni in tabelle e grafici

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2a esercitazione: operazioni sui vettori 3a esercitazione: misura della costante elastica di una molla 4a esercitazione: misura della densità di un solido 5a esercitazione: misura dell’equivalente in acqua di un calorimetro e di calori specifici 6a esercitazione: misura dell'equivalente meccanico della caloria Testi consigliati Appunti e dispense dalle lezioni P.Mazzoldi, M.Nigro e C.Voci: Elementi di Fisica - Meccanica e Termodinamica- EdiSES, Napoli Severi M. Introduzione alla Esperimentazione Fisica. Zanichelli Editore R.C.Davidson: Metodi Matematici per un Corso Introduttivo di Fisica. EdiSES Napoli Altra bibliografia D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Fondamenti di Fisica, I Volume - C.E.A. Milano Roller, Blum: Fisica, I Volume - Zanichelli Editore Gettys W.E. , Keller F.J., Skove M.J. Fisica Classica e Moderna, I Volume - McGraw-HiII P.R.Oliva, F.Terrasi: Elaborazione statistica dei risultati sperimentali - Liguori Editore J.R.Taylor: Introduzione all'analisi degli errori - Zanichelli Editore Raccolte di problemi, svolti e non: 1) Problemi proposti nei libri di testo elencati sopra 2) G.A.Salandin e P. Pavan: Problemi di Fisica risolti e commentati" Vol. 1 - C.E.A. Milano 3) L. Lovitch, S. Rosati Problemi di Fisica Generale – Vol. 1 - C.E.A. Milano Ulteriori informazioni

• Ore di lezione frontale: 80 • Ore di attività di laboratorio o in campo: 20 • Ore di studio personale: 200 • Il corso sarà tenuto nei due semestri, con l’interruzione prevista tra essi. L’orario delle lezioni per il

primo semestre sarà reso noto nel sito web del corso di Laurea entro settembre 2009. La frequenza delle lezioni e delle attività di laboratorio è obbligatoria.

• Orario di ricevimento dei docenti: Per appuntamento tramite posta elettronica ([email protected]; [email protected])

• Modalità di svolgimento della prova finale: La verifica del livello di apprendimento consisterà in una prova scritta (articolata in domande riguardanti gli argomenti trattati ed esercizi numerici), da effettuarsi alla fine del corso (eventualmente frazionata in due prove di fine semestre), e in un colloquio orale. Se l’esito delle prove di verifica (relazioni di laboratorio e prova scritta in ragione del 25% e 75% rispettivamente) risulta superiore o uguale alla sufficienza (18/30), si accede ad un colloquio orale che verterà sui quesiti e sugli esercizi della prova scritta che sarà tradotto in un voto per l’esame di Fisica 2. E’ previsto un bonus di 5 punti sul voto finale, riservato agli studenti in corso, di cui fino a 1 punto proporzionalmente al numero di presenze alle lezioni frontali, fino a 1 punti proporzionalmente al numero di presenze alle esercitazioni numeriche e fino a 3 punti per coloro che abbiano conseguito una valutazione complessiva superiore alla sufficienza sugli elaborati prodotti in sede di esercitazione.


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FISICA 2 (FIS/01 - n.o.) (8 CFU)

Physics 2 Obiettivi formativi Il corso di Fisica 2 si propone di continuare l’iniziazione degli studenti di Scienze Ambientali al metodo scientifico, che potrà servire da base culturale per affrontare le altre discipline scientifiche, diverse dalla Fisica, previste nel manifesto del corso di laurea. Per quanto riguarda i contenuti specifici del corso di Fisica II si prevede che lo studente sviluppi familiarità e conoscenza con argomenti relativi all’elettrostatica, alla corrente elettrica, alla magnetostatica,ai campi elettrici e magnetici variabili nel tempo, alle correnti alternate ed all’ottica geometrica e fisica. Si prevede che la familiarità con il metodo scientifico e con gli argomenti specifici trattati venga raggiunta mediante lezioni “frontali”, esercitazioni di laboratorio e studio assistito con esercitazioni numeriche riguardanti l’impostazione e soluzione di problemi relativi a semplici situazioni fisiche. The course of Physics 2 deals with electrostatics, electrical currents, magnetostatics, time-dependent electrical and magnetic fields, alternate currents and geometrical optics. Conoscenze richieste: Il corso di Fisica 2 prevede la propedeuticità di Fisica 1 e Matematica (o Istituzioni di Matematiche) Docente responsabile: prof. Livio Gianfrani ([email protected]) Programma 1. Elettrostatica Carica elettrica e materia - Isolanti e conduttori – Induzione elettrostatica - Legge di Coulomb – Quantizzazione e conservazione della carica elettrica - Campo elettrico e suo calcolo - Linee di forza – Principio di sovrapposizione – Il dipolo elettrico – Campo elettrico di un dipolo – Densità di carica lineare, superficiale e di volume - Flusso del campo elettrico - Legge di Gauss - Applicazioni e conseguenze delle legge di Gauss - Il potenziale elettrico – La differenza di potenziale – Relazione tra campo e potenziale elettrico – Superfici equipotenziali – Energia potenziale elettrostatica - Azione di un campo elettrico su un dipolo - Proprietà elettrostatiche di un conduttore – Condensatori e capacità - Collegamento di condensatori in serie e in parallelo - Energia del campo elettrostatico – Proprietà elettrostatiche dei dielettrici – Polarizzazione di un dielettrico – Il vettore spostamento elettrico. 2. Corrente elettrica l flusso della carica – La resistenza e la legge di Ohm – Modello di conduzione nei metalli - Resistori in serie e in parallelo – Amperometri e voltmetri - Forza elettromotrice e resistenza interna di una batteria – Energia elettrica e potenza - Le leggi di Kirchhoff - Legge di Joule - Carica e scarica di un condensatore - Circuito RC. 3. Magnetostatica Il campo magnetico – Linee di forza del campo magnetico - Forza di Lorentz - Forza su un conduttore percorso da corrente – Momento agente su una spira percorsa da corrente - Moto di particelle cariche in presenza di campi elettrici e magnetici – Il ciclotrone – Lo spettrometro di massa - Legge di Biot e Savart – Legge elementare di La Place - Legge di Ampere e sue applicazioni – Equivalenza spira/dipolo magnetico - Forza agente fra conduttori percorsi da corrente – Definizione di Ampere - Il flusso magnetico e la legge di Gauss per i campi magnetici - Solenoide e toroide – Magnetismo nella materia: Correnti atomiche e magnetizzazione – Il diamagnetismo – Il paramagnetismo – Il ferromagnetismo.


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4. Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo. Correnti alternate. Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica – Forza elettromotrice e campo elettrico indotti – Forze elettromotrici autoindotte e induttanza – Mutua induttanza – Energia immagazzinata in un campo magnetico – Densità di energia - Corrente di spostamento e modifica della legge di Ampere – Correnti alternate - Circuiti RC serie e RL serie in regime sinusoidale – Potenza nei circuiti in corrente alternata. 5. Ottica geometrica Riflessione e rifrazione della luce: Leggi di Snell – Raggio di luce – Indice di rifrazione di un mezzo - Formazione delle immagini in strumenti semplici: l’approssimazione parassiale – Specchio piano - Specchio sferico - Lente sottile: distanza focale e ingrandimento – Strumenti ottici: lente d’ingrandimento, microscopio composto, cannocchiale. 6. Strumentazione ed esercitazioni in laboratorio Richiami sulle caratteristiche degli strumenti di misura: prontezza, portata, soglia, sensibilità, precisione - Misure dirette ed indirette – Tecniche di raccolta, analisi e discussione dei dati sperimentali. - Misure di correnti continue: amperometri - Misure di tensioni continue: voltmetri amperometrici - Misure di resistenze: metodo volt-amperometrico - Il tester analogico: tipi di collegamento ed errori di lettura – Misura della costante di tempo di un circuito RC - Oscilloscopio: schema a blocchi, principio di funzionamento, banda passante, errore di sensibilità, e confronto con il tester – Misura della distanza focale di una lente mediante il metodo di Bessel – Misura dell’indice di rifrazione di un mezzo. Testi consigliati Lawrence Lerner. FISICA – Elettromagnetismo e Ottica – 3° Volume – Zanichelli Severi M. Introduzione alla Esperimentazione Fisica. Zanichelli Editore Altra bibliografia Mazzoldi, Nigro, Voci. Elementi di Fisica – Elettromagnetismo - EdiSES Mazzoldi, Nigro, Voci. Elementi di Fisica – Onde - EdiSES Roller, Blum. Fisica, II Volume - Zanichelli Editore D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Fondamenti di Fisica, II Volume - C.E.A. Milano Gettys W.E. , Keller F.J., Skove M.J. Fisica Classica e Moderna, I e II Volume - McGraw-HiII P.R.Oliva, F.Terrasi. Elaborazione statistica dei risultati sperimentali - Liguori Editore J.R.Taylor: Introduzione all'analisi degli errori - Zanichelli Editore L. Milano, G. Russo. Elementi di statistica- EdiSES Raccolte di problemi, svolti e non (lista indicativa): 1) Problemi dal libroconsigliato 2) P. Pavan, P. Sartori “Problemi di Fisica risolti e commentati" Vol. 2 - C.E.A. Milano 3) L. Lovitch, S. Rosati “Problemi di Fisica Generale - Elettricità e magnetismo" - C.E.A. Milano Ulteriori informazioni

• Ore di lezione frontale: 64 • Ore di attività di laboratorio ed esercitazioni numeriche: 22 • Ore di studio personale: 114 • Il corso di Fisica 2, collocato al primo semestre del secondo anno della laurea triennale, prevede, oltre alle

lezioni “frontali”, 12 ore di esercitazioni di laboratorio e 20 ore di studio assistito (esercitazione numerica) dedicato a chiarimenti degli argomenti illustrati nelle lezioni frontali (che riguardano l’elettrostatica, la corrente elettrica, la magnetostatica, i campi elettrici e magnetici variabili nel tempo, le correnti alternate e l’ottica geometrica e fisica) ed all’impostazione e soluzione di esercizi numerici. Il corso, inoltre, prevede la realizzazione di 4 esperienze in laboratorio didattico di Fisica (con obbligo di frequenza), per ciascuna delle quali è richiesta la stesura di una breve relazione di gruppo.

• Orario di ricevimento del docente: lunedì e mercoledì dalle 14:30 alle 16:30 • Modalità di svolgimento della prova finale: la verifica del livello di apprendimento consisterà in una

prova scritta (articolata in domande riguardanti gli argomenti trattati ed esercizi numerici), da effettuarsi alla fine del semestre, e in un colloquio orale. Se l’esito delle prove di verifica (relazioni di laboratorio e prova scritta in ragione del 25% e 75% rispettivamente) risulta superiore o uguale alla sufficienza (18/30), si accede ad un colloquio orale che verterà sui quesiti e sugli esercizi della prova scritta che sarà tradotto in un voto per l’esame di Fisica 2.

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FISICA TERRESTRE (GEO/10 - v.o.) (6 CFU)

Geophysics Obiettivi formativi Il corso di Fisicaterrestre affronta lo studio delle proprietà fisiche del pianeta Terra. Lo studente acquisirà conoscenze sui principali metodi per l'indagine e l'esplorazione di proprietà fisiche della Terra, quali ad esempio densità e temperatura, dalla superficie terrestre fino al centro della Terra. Lo studente, inoltre, studierà l'influenza dei processi fisici all'interno della Terra su fenomeni quali la deriva dei continenti e i terremoti. The course of Earth Physics analyzes the physical properties of the planet Earth. The student will acquire basic knowledge of the main methods for the investigation and exploration of Earth's physical parameters such as density and temperature, from the Earth's surface deep to the center of the Earth. The course also deals with the influence of physical processes inside the Earth on major geological phenomena such as continental drift and earthquakes. Conoscenze richieste Il corso richiede la conoscenza della dinamica dei sistemi di punti materiali, le leggi della gravitazione universale, meccanica dei fluidi e termodinamica sviluppata nel corso di Fisica I e conoscenze del magnetismo nella materia sviluppate nel corso di Fisica II. The course requires knowledge of particle systems dynamics, the laws of universal gravitation, fluid mechanics and thermodynamics developed in the course of Physics I and knowledge of the magnetical properties of materials developed in the course of Physics II. Docente responsabile: dott. Eugenio Lippiello ([email protected]) Contenuti e articolazione del corso Tettonica a zolle

Cenni storici sulla deriva dei continenti Margini convergenti, divergenti e conservativi

Il campo magnetico terrestre Coordinate sferiche e operatori vettoriali Il potenziale magnetico ed il campo di dipolo magnetico Il magnetismo della materia Ferromagnetismo e Paramagnetismo e Diamagnetismo Anomalie magnetiche

Sismologia Sismogrammi e Sismografi Teoria dell'elasticità Il tensore degli sforzi e delle deformazioni I coefficienti di Lamè Risposta elastica dinamica equazione d'onda Onde P e Onde S Onde di Superficie Localizzazione dell'ipocentro Magnitudo, Momento Sismico ed Energia Il meccanismo focale La legge di Gutenberg-Richter e la legge di Omori

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La rifrazione per un modello a due strati e per un modello a più strati Coefficienti di riflessione rifrazione e il raggio parametro Nomenclatura degli arrivi sismici Profilo della velocità della densità e della pressione all'interno della Terra

Il campo gravitazionale terrestre Il potenziale e l'accelerazione gravitazionale Lo sferoide di riferimento e l'accelerazione gravitazionale di riferimento Anomalie gravitazionali Isostasia: ipotesi di Airy ed ipotesi di Pratt Il rimbalzo elastico e la viscosità del mantello

Datazione e decadimenti radioattivi Il tempo di dimezzamento Le curve di concordia I metodi Rb/Sr, U/Pb e K/Ar Datazione mediante tracce di fissione nucleare L'età della Terra

Flussi di calore nella Terra Meccanismi di trasferimento del calore Equazione di propagazione per conduzione Curve geotermiche L'equazione di diffusione: il raffreddamento della crosta Temperatura nella Terra tramite la sola conduzione Il flusso di calore e la profondità negli oceani Modi convettivi nel mantello Numero di Rayleigh e numero di Reynolds Convezione nel nucleo esterno e la Dinamo Terrestre

Testi consigliati: FOWLER C.M.R. An introduction to global geophysics. Cambridge University Press LOWRIE W. Fundamentals of Geophysics. Cambridge University Press Ulteriori informazioni:

• Ore di lezione frontale: 48 • Ore di attività di laboratorio ed esercitazioni numeriche: 12 • Ore di studio personale: 90 • Orario di ricevimento: per appuntamento tramite posta elettronica ([email protected]) • Modalità di svolgimento della prova finale: prova orale

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FONDAMENTI DI BIOLOGIA (BIO/01 - n.o.)

(9 CFU)

Fundamentals of biology Obiettivi formativi Il corso di Fondamenti di biologia introduce, con approccio unitario e integrato, le nozioni fondamentali della biologia, dal livello cellulare a quello di organismo. Lo studente acquisirà conoscenze essenziali su: struttura e riproduzione della cellula eucariotica; fisiologia cellulare (trasporto transmembrana, metabolismo energetico); tassonomia degli eucarioti con particolar riguardo per le piante e gli animali; anatomia, fisiologia e biologia riproduttiva di piante superiori e vertebrati. The course of Fundamentals of biology covers essential notions of biology from the cellular to organism level. It focuses on:the structure and reproduction of the eukaryotic cell; cell physiology (transmembrane transport and energy metabolism); eukaryote systematics with emphasis on animals and plants; anatomy, physiology and reproductive biology of higher plants and vertebrates. Conoscenze richieste Il corso di Fondamenti di biologia non prevede propedeuticità formali, ma richiede la conoscenza delle nozioni fondamentali della chimica generale. Docente: prof. R. Ligrone ([email protected]) Programma Unità e diversità dei viventi:

La cellula, unità costitutiva dei viventi. Composizione elementare e molecolare della cellula; acidi nuclei-ci, proteine, lipidi, carboidrati. Gli enzimi; i legami "ricchi d'energia" nell'economia energetica della cellula; eterotrofia e autotrofia. Basi molecolari dell’ereditarietà; nozione di gene, mutazione ed evoluzione per selezione naturale. La dicotomia fondamentale dei viventi: Procarioti e Eucarioti.

Biologia della cellula:

Membrane biologiche. Il plasmalemma e il movimento delle sostanze: diffusione, trasporto passivo, trasporto attivo primario e secondario. Sistema di endomembrane, endo- ed esocitosi. Citoscheletro. Ciglia e flagelli. Mitocondri. Nucleo, ciclo cellulare, mitosi e citodieresi; nozioni di cariologia. Caratteri distintivi della cellula delle piante: parete cellulare, vacuolo, plastidi. Nozioni di metabolismo cellulare: la respirazione. I virus. Dall’organizzazione unicellulare all’organizzazione multicellulare; sviluppo embrionale, differenziamento, matrici extracellulari e giunzioni cellulari; concetto di tessuto, organo, apparato.

Riproduzione:

Riproduzione e sessualità. Basi cellulari della riproduzione sessuale: singamia e meiosi. Ciclo sessuale aplonte, diplonte e aplodiplonte.

Principi di biologia sistematica: Categorie tassonomiche. Principali linee evolutive nei Procarioti e negli Eucarioti. Gli animali:

Caratteri generali, principi di classificazione e albero filetico degli animali. Nozioni di istologia e anatomia dei vertebrati.

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Nozioni di fisiologia dei vertebrati: genesi e trasmissione dei segnali nervosi e contrazione muscolare; scambi gassosi e circolazione del sangue; nutrizione; equilibrio idrico-salino ed eliminazione delle scorie metaboliche; omeostasi e regolazione della temperatura corporea; difesa immunitaria; riproduzione.

Le piante:

Caratteri generali e albero filetico delle piante terrestri (embriofite). Nozioni di istologia e anatomia delle piante superiori. Corpo primario e secondario. Nozioni di fisiologia vegetale: assorbimento e trasporto dell’acqua; nutrizione minerale; fotosintesi; floema e trasporto della linfa elaborata. Riproduzione nelle piante terrestri

Testo consigliato: Hillis DM et al. 2013. Fondamenti di Biologia. Zanichelli, Bologna Appunti dalle lezioni Testi per consultazione: Taiz L, Zeiger E (2012). Fisiologia vegetale. Piccin Nuova Libraria, Padova Hill R, Wyse G, Anderson M (2006). Fisiologia animale. Zanichelli, Bologna. Ulteriori informazioni:

• Ore di lezione frontale: 64 • Ore di attività di laboratorio o in campo: 20 • Ore di studio personale: 141 • Il corso è impartito nel II semestre. Le lezioni frontali comprendono l’uso di presentazioni PowerPoint

(accessibili online agli studenti iscritti al corso). Le esercitazioni prevedono l’addestramento a tecniche di base di microscopia ottica, esame di campioni biologici e una visita guidata di un museo o sito naturalistico.

• Orario di ricevimento: per appuntamento tramite posta elettronica ([email protected]) • Modalità di svolgimento della prova finale:

Nelle due sedute d’esami successive alla chiusura del corso, il profitto sarà valutato attraverso la somministrazione di un test a risposta multipla. Nelle successive sedute di recupero, la verifica sarà effettuata in forma orale.


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FONDAMENTI DI PATOLOGIA CELLULARE (MED/04)

(Corso a scelta - 4 CFU)

Introduction to cellular pathology Obiettivi formativi: Il corso fornisce gli elementi di base di istologia, patologia cellulare e parassitologia. Esso è particolarmente consigliato agli studenti che dopo la laurea intendono concorrere per l’ammissione alla lista Junior dell’Albo Professionale dei Biologi. The course provide basic notions of human histology, cell pathology and parassitology. The course is especially directed at students who intend to apply for admission to the junior section of the Italian Biologists’ List Conoscenze richieste: Il corso richiede conoscenze di base di biologia cellulare, microbiologia e biochimica Docente: Prof. Michele Grieco ([email protected]) Programma Cenni di istologia - morfologia dei tessuti

Epitelio Connettivo Ghiandole esocrine Ghiandole endocrine Le cellule del sangue

Ipertrofia, iperplasia, displasia, anaplasia Patologia cellulare

Danno cellulare, necrosi, apoptosi Processi degenerativi

Flogosi acuta e cronica Infezioni e relazione ospite-parassita

Micobatteri Treponemi Helicobacter Virus Miceti Protozoi

Testi consigliati: Pontieri G.M. Patologia e fisiopatologia generale per i corsi di diploma universitario – Piccin Ulteriori informazioni

• Ore di lezione frontale: 32 • Ore di attività di laboratorio o in campo: 4

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• Ore di studio personale: 64 • Orario di ricevimento: per appuntamento tramite posta elettronica ([email protected])


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FONDAMENTI DI SCIENZA DEL SUOLO (AGR/14 - n.o. e v.o.) (6 CFU)

Principles of soil science

Obiettivi formativi Il corso di Fondamenti di scienza del suolo, rivolto agli studenti del secondo anno di corso di laurea, tratta, con un approccio unitario e integrato, nozioni fondamentali di chimica, fisica e mineralogia del suolo, morfologia del suolo, processi pedogenetici, classificazione del suolo. The course of Fundamentals of Soil Sciences is directed at second-year undergraduate students. With an integrated and unitary approach, the course introduces basic notions of soil physics, chemistry, mineralogy, soil morphology, pedogenetic processes and soil classification. Conoscenze richieste: Il corso di Fondamenti di Scienza del suolo richiede la conoscenza delle nozioni fondamentali di Chimica generale e inorganica, Geologia, Biologia generale e sistematica, Fisiologia vegetale, Microbiologia. Docente responsabile: dott. Antonella Ermice ([email protected]) Programma Introduzione allo studio del suolo

• il sistema pedosfera all’interfaccia con atmosfera, biosfera, idrosfera e litosfera • il suolo: definizioni e funzioni

Componenti e proprietà del suolo

• composizione chimica del suolo • frazione colloidale minerale, cristallina e amorfa • alterazione dei minerali, diagenesi e neogenesi • frazione organica • scambio ionico • reazioni di chemisorbimento e precipitazione • fase liquida • rapporti suolo-acqua e dinamica idrologica • fenomeni redox • struttura del suolo • fase gassosa del suolo

• pH e capacità tampone • salinità • sodicità • acidità

Genesi e Classificazione dei Suoli • fattori e processi pedogenetici • morfologia del suolo: orizzontazione e sviluppo del profilo

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• sistemi di classificazione dei suoli: Soil Taxonomy, WRBSR. Il corso prevede esercitazioni finalizzate a: - studio di profili di suolo; - esecuzione e interpretazione di analisi di laboratorio; - utilizzo delle chiavi per la classificazione del suolo.

Testi consigliati: Appunti dalle lezioni Testi base di riferimento: Sumner M.E. Handbook of Soil Science. CRC Press. Boca Raton. FL, USA USDA-NRCS. Soil Survey Manual USDA-NRCS. Soil Taxonomy USDA-NRCS. Keys to Soil Taxonomy IUSS-ISRIC-FAO. World Reference Base for Soil Resources Ulteriori informazioni

• Ore di lezione frontale: 48 • Ore di attività di campagna e laboratorio: 12 • Ore di studio personale: 90 • Orario di ricevimento: per appuntamento tramite posta elettronica ([email protected]) • Modalità di svolgimento della prova finale: prova orale.

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GEOCHIMICA E PROCESSI SEDIMENTARI (GEO/08 - v.o.) (6 CFU)

Geochemistry and sedimentary processes Obiettivi formativi Il corso di Geochimica e processi sedimentari fornisce concetti, principi e metodologie propri della geochimica elementare ed isotopica per lo studio sia dei processi geologici sia di problematiche ambientali, nonché elementi fondamentali relativi ai processi sedimentari collegati alla dinamica del sistema litosfera-astenosfera. Viene posta particolare attenzione alle basi fondamentali dei fenomeni fisici che si svolgono sulla superficie terrestre, con particolare riguardo alla conoscenza del rapporto tra forme, processi e fattori biologici della Terra. Conoscenze richieste Si ritengono indispensabili buone conoscenze di Chimica generale, Geologia generale, Geografia regionale Docente responsabile: prof. Dario Tedesco ([email protected]) Programma

Aria: composizione ed inquinanti. Struttura dell’atmosfera. Composizione e tempi di residenza dei componenti in tracce. Sostanze inquinanti dell’atmosfera: composti dello zolfo e dell’azoto. Dinamiche e problematiche legate all’incremento dei composti del carbonio nell’atmosfera.

Geochimica delle acque. Parametri chimico-fisici fondamentali delle acque naturali. Piogge. Classificazione delle acque naturali. Processi che influenzano la composizione chimica delle acque. Metodi di prospezione geochimica dei sistemi idrici: studio dei rapporti caratteristici e metodi grafici.

Isotopi come traccianti naturali. Frazionamento isotopico. Processi di frazionamento nei cicli naturali: frazionamento degli isotopi dell’ossigeno, idrogeno, carbonio, azoto, zolfo. Importanza geochimica degli isotopi degli elementi in tracce. Dinamiche naturali che influenzano la composizione isotopica dei fluidi. Composizione dei gas vulcanici. Geochimica dei sedimenti Composizione delle acque marine. Formazione dei sedimenti carbonatici. Componente biogenica e precipitazione chimica. Carbonati attuali: contenuti di elementi maggiori e in traccia in relazione a fattori oceanografici, mineralogia e parametri geochimici. Acque interstiziali. Composizione isotopica di ossigeno e carbonio dei carbonati. Diagenesi dei sedimenti carbonatici: variazioni di composizione chimica ed isotopica in differenti ambienti diagenetici. Evaporiti. I sedimenti marini non-carbonatici; origine e composizione chimica (elementi maggiori e in traccia); sedimenti pelagici, noduli di ferromanganese e sedimenti metalliferi di dorsale e sedimenti metalliferi basali, fosforiti marine. Diagenesi dei sedimenti clastici e della silice biogenica.

Elementi naturali radioattivi. Il radon e problematiche connesse. Correlazioni tra quantità di radon rilevate e terremoti.

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Testi consigliati: Appunti dalle lezioni Clark I., Fritz P. Environmental isotopes in Hydrogeology. Lewis Publishers, New York. 1997. White W. Geochemistry. On line textbook. Jhon-Hopkins University Press 2007. Deutsch W. Groundwater Geochemistry. Lewis Publishers, New York. 1997. Elizabeth Kay Berner, Robert A. Berner. Global Environment. Water, Air and Geochemical Cycles. Prentice Hall, New Jersey.1996 Ulteriori informazioni:

• Ore di lezione frontale: 48 • Ore di attività di laboratorio o in campo: 12 • Ore di studio personale: 90 • Il corso sarà tenuto nel primo semestre del terzo anno. L’orario delle lezioni sarà reso visibile sul sito

Internet del Corso di laurea entro settembre 2012. Le lezioni frontali saranno basate sull’uso di presentazioni PowerPoint, oltre che dei mezzi tradizionali (lavagna). Gli studenti frequentanti potranno ottenere copia della presentazione PowerPoint alla fine di ciascuna lezione.

• Orario di ricevimento: per appuntamento tramite posta elettronica ([email protected] ) • Modalità di svolgimento della prova finale: prova orale


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GEOLOGIA E CARTOGRAFIA GEOLOGICA (GEO/02 - n.o.) (10 CFU)

Geology and geological cartography

Obiettivi formativi Il corso di Geologia e cartografia geologica si propone di fornire la conoscenza degli elementi fondamentali della struttura del sistema litosfera-astenosfera e dei processi tettonici, sedimentari, metamorfici e magmatici che su di esso operano, e delle tecniche di rilevamento e rappresentazione cartografica dei dati geologici. The course of Geology and geological cartography provides basic knowledge of (1) the structure of the lythosphere-astenosphere system, (2) tectonic, sedimentary, metamorphic and magmatic processes operating on this system, ,and (3) techniques of geological survey and cartography. Conoscenze richieste Il corso di Geologia e cartografia geologica prevede la propedeuticità di Chimica generale e inorganica; esso, inoltre, richiede la conoscenza di nozioni di base di Biologia sistematica e Fisica 1 The course of Geology and geological cartography must be preceded by General and Inorganic Chemistry. The course also requires basic notion of Systematic Biology and Physics 1. Docente responsabile: dott. Maurizio Sirna ([email protected]) Parte 1: Geologia generale (4 CFU)

General geology 1. La Terra nel Sistema solare Origine del sistema planetario. La Terra come pianeta in evoluzione. I moti della Terra e della Luna. Zone astronomiche e meteorologiche. Generalità sulle sfere geochimiche. La Terra solida: forma, dimensioni, massa e densità media. Composizione e struttura sismica della Terra. Astenosfera e Litosfera. La Tettonica delle placche come teoria unificante dei processi modificatori della litosfera. Durata e ritmi dei processi geologici. Cicli geologici. 2. I materiali della litosfera terrestre. I minerali: concetto di minerale. Stato cristallino e stato amorfo. I minerali come componenti delle rocce. Aspetti strutturali dei minerali (struttura atomica, legami, vicarianza di elementi, polimorfismo e isomorfismo). Proprietà fisiche dei minerali. Classificazione dei minerali silicatici su base strutturale. Minerali non silicatici più importanti. Minerali fondamentali nella classificazione delle rocce. 3. Le rocce Rocce magmatiche. Il magma: principali criteri classificativi chimico-fisici. Origine dei magmi. Cristallizzazione magmatica in condizioni intrusive ed effusive. Processi differenziativi dei magmi. Cinetica di cristallizzazione e strutture e tessiture di rocce magmatiche. Forme di intrusione dei magmi. Criteri e diagrammi di classificazione di rocce magmatiche su base mineralogica e geochimica. Effusione dei magmi e vulcanismo. Natura dei magmi e meccanismi effusivi. Tipi di eruzioni. Forma degli apparati vulcanici. Rocce effusive laviche e piroclastiche. Distribuzione del vulcanismo, tettonica a zolle e processi geodinamici. Rocce sedimentarie. Generalità sui processi sedimentari. Degradazione meteorica ed erosione come fonte di sedimenti. Trasporto dei sedimenti. Ambienti di sedimentazione marina e continentale. Classificazione dei sedimenti clastici e diagrammi classificativi di rocce silicoclastiche e carbonatiche. Tessiture e strutture.

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Diagenesi e litificazione. Rocce sedimentarie clastiche. Rocce sedimentarie chimiche e biochimiche. Rocce residuali. Rocce evaporitiche. Distribuzione delle rocce sedimentarie nella litosfera. Rocce metamorfiche. Fattori fisici e chimici del metamorfismo. Ambienti metamorfici. Le facies metamorfiche e minerali del metamorfismo. Caratteri strutturali e tessiturali delle rocce metamorfiche. Metamorfismo regionale e locale. Rocce di contatto e areole metamorfiche. 4. La tettonica, architettura della crosta terrestre. Comportamento meccanico delle rocce della crosta terrestre. Deformazioni duttili e fragili durante i processi geologici. Tettonica a zolle e orogenesi. Cicli orogenetici. Geometria e classificazione delle strutture fragili e duttili. Diaclasi e faglie. Classificazione delle faglie. Sovrascorrimenti. Le pieghe: geometria e meccanismi di formazione; classificazione delle pieghe. Associazione di pieghe e faglie. Stili tettonici. Cenni di sismologia: sismicità e processi geodinamici. Sismicità, orogenesi e vulcanismo. 5. Principi di stratigrafia. La geologia storica. L’attualismo e lo studio chimico-fisico dei processi. Principi di stratigrafia e geocronologia relativa. L’importanza dei fossili e del fattore-tempo. Geocronologia assoluta (metodi principali). Cronologia della Terra. Cicli geologici e loro durata. Il fattore-tempo e le rocce sedimentarie. Le unità stratigrafiche e litostratigrafiche. Correlazioni stratigrafiche. Facies e ambienti di sedimentazione. 6. L'idrosfera. Il bilancio idrico globale. L'infiltrazione e l'indice di permeabilità. Evaporazione e traspirazione. Deflussi superficiali e deflussi sotterranei. Acque sotterranee: falde e sorgenti. Acque superficiali: fiumi, laghi. I mari: composizione e struttura dell’acqua marina, il fondo marino, moti del mare. 7. Gli agenti del modellamento terrestre. Roccia, suolo e regolite. La degradazione delle rocce e i movimenti di versante. Forme e processi di erosione chimica. Forme e processi di erosione fisica. L'azione erosiva delle acque superficiali. Il ciclo d'erosione. Il carsismo. Forme e paesaggi carsici. Le forme del rilievo prodotte dai ghiacciai. Morfologia costiera. Forme e paesaggi eolici. Metodi di insegnamento: Lezioni frontali Esercitazioni di laboratorio: riconoscimento macroscopico delle principali tipologie di rocce; tecniche di preparazione di campioni di roccia per l’analisi al microscopio ottico; osservazioni di sezioni sottili al microscopio ottico. Esercitazioni in campo Parte 2: Rilevamento geologico e cartografia geologica (6 CFU)

Geological survey and cartography 1) Cartografia topografica: carte geografiche, concetto di scala, classificazione delle carte, proiezioni geografiche, simbolismo cartografico, Carta Topografica d’Italia; esercizi di cartografia (costruzione di un profilo topografico, calcolo della pendenza di un versante, calcolo delle coordinate e della quota altimetrica di un punto), lettura e interpretazione di carte topografiche. 2) Elementi di rilevamento geologico: elementi di stratigrafia, sedimentologia e tettonica; basi cartografiche; analisi e sintesi delle osservazioni sul terreno; elementi di stratimetria; costruzione di sezioni geologiche e sezioni stratigrafiche; colonne stratigrafiche e correlazioni; rappresentazioni tridimensionali; costruzione di una legenda; analisi delle strutture geologiche nelle tre dimensioni e nella relativa rappresentazione planimetrica; cartografia geologica ufficiale; 3) Elementi di aerofotointerpretazione: principi di telerilevamento e fotografia aerea; rilevamenti aerofotografici; osservazione tridimensionale delle immagini fotografiche; le misure nei fotogrammi; analisi di base nell’interpretazione delle immagini (dimensioni assolute e relative, forma, ombra, tono e colore, tessitura e struttura, distribuzione spaziale, localizzazione, chiavi di interpretazione); fotogeologia (variazioni tonali e cromatiche, analisi dei reticoli idrografici e delle linee di costa, risposta fotografica dei diversi litotipi, individuazione di allineamenti e lineazioni, riconoscimento della giacitura degli strati e di strutture tettoniche semplici, riconoscimento di forme dovute alla gravità, alle acque correnti, ai fenomeni carsici, ai processi antropici); laboratorio di fotointerpretazione (calcolo della scala dei fotogrammi, trasferimento del campo

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abbracciato su base topografica, misure stratimetriche, di dislivelli e di acclività dei versanti, analisi del reticolo fluviale, esercizi di fotointerpretazione in aree geologicamente significative, studio di un piano di volo). 4) Cartografia tematica: carte idrologiche e idrogeologiche; carte geomorfologiche; carte geologico-tecniche; carte dei rischi legati ad eventi naturali; cartografia ambientale. 5) Elementi di cartografia informatizzata: principi di S.I.T. Testi consigliati Appunti dalle lezioni Casati P. (1985). Scienze della Terra, CLUED Milano. D’Argenio, Innocenti, Sassi - Introduzione allo studio delle rocce. UTET. McKnight, Hess – Geografia Fisica, Ed. Piccin. Ricci Lucchi F. (1980). Sedimentologia. CLUEB, Bologna. Ricci Lucchi F. (1992). Sedimentografia. Atlante fotografico delle strutture dei sedimenti. 2a ed.. Zanichelli,

Bologna. Reading H.G. (1996). Sedimentary environments: processes, facies and stratigraphy. 3rd ed. Blackwell

Science Ltd., Oxford. Ulteriori informazioni

• Ore di lezione frontale: 80 • Ore di attività di laboratorio o in campo: 30 • Ore di studio personale: 140 • Il corso sarà tenuto nel secondo semestre. L’orario delle lezioni sarà reso visibile sul sito Internet del

Corso di laurea entro febbraio 2011. Le lezioni frontali saranno basate sull’uso di presentazioni PowerPoint, oltre che dei mezzi tradizionali (lavagna). Gli studenti frequentanti potranno ottenere copia della presentazione PowerPoint alla fine di ciascuna lezione. Le esercitazioni prevedono l’addestramento al riconoscimento di campioni delle principali famiglie di rocce, alla lettura ed interpretazione della cartografia di base e geologica, al riconoscimento dei principali elementi geologici ed al loro rilevamento in campo.

• Orario di ricevimento del docente: martedì e giovedì dalle 14:30 alle 16:30. Per stabilire un incontro in altri momenti è opportuno contattare il docente tramite posta elettronica.

• Modalità di svolgimento della prova finale: Il profitto sarà valutato attraverso la somministrazione di un questionario contenente 30 domande a risposta multipla di cartografia con esecuzione di esercizi di topografia. Detta prova è propedeutica alla prova orale che verterà su tutti gli argomenti del corso. Infine verrà richiesta l’analisi di carte geologiche e immagini fotografiche da aereo e la realizzazione di un problema applicativo.

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a.a. 2012-2013

IMPIANTI DI TRATTAMENTO DEGLI EFFLUENTI INQUINANTI (ING-IND/25 - v.o.)

(6 CFU)

Industrial pollution control Diploma supplement: Il corso di Impianti di trattamento degli effluenti inquinanti è diretto a studenti del terzo anno della laurea triennale in Scienze ambientali. Ha due principali obiettivi: fornire informazioni di base ed applicative sui principali aspetti del controllo degli effluenti inquinanti e istruire gli studenti ai criteri di base per la progettazione e gestione degli impianti maggiormente impiegati in questo settore. Industrial pollution control is directed to third-year undergraduate students. The course has two main objectives. The first is to present information about the main topics of air pollution and its control. The second is to give basic criteria in the formal design of the main apparatus utilized in this field. Conoscenze richieste: Il corso di Impianti di trattamento degli effluenti inquinanti richiede una consolidata conoscenza delle nozioni fondamentali della Chimica e della Fisica. Docente responsabile: prof. Umberto Arena ([email protected]) Obiettivi e articolazione del corso Il trattamento degli effluenti da impianti industriali è materia complessa per una serie di motivi: il numero e la tipologia degli inquinanti da abbattere, la varietà delle specifiche situazioni di processo e quindi delle caratteristiche delle correnti da trattare, il continuo evolversi delle tecnologie e dei processi di abbattimento, l’evoluzione della normativa verso limiti sempre più rigorosi. La problematica va quindi affrontata con un’adeguata preparazione di base sugli aspetti fondamentali dei processi chimici, con particolare riferimento a quelli di interesse per l’impiantistica ambientale, ed un’informazione, essenziale ma aggiornata, sulle tecnologie di trattamento delle principali correnti di effluenti inquinanti. Con questi obiettivi, il corso prevede inizialmente una serie di lezioni ed esercitazioni numeriche rivolte all’implementazione ed alla soluzione di bilanci di materia e di energia su processi diversi, in presenza o meno di reazione, in reattori continui, semicontinui o discontinui, in regime stazionario. L’allievo impara a calcolare, con livelli diversi di approssimazione, cosa “entra” e cosa “esce” da un impianto e quanta energia occorre fornire o prelevare perché ciò accada. Partendo dall’equazioni generali di bilancio vengono elaborati problemi calcolativi che descrivono le principali condizioni di funzionamento dei processi di maggiore interesse, attraverso l’impiego di parametri in uso nella pratica industriale (resa di processo, selettività, conversione frazionaria, ecc.). Il corso prosegue fornendo un quadro d’assieme della problematica del trattamento degli effluenti inquinanti, con particolare riferimento alle correnti gassose (poiché quelle liquide e solide sono oggetto di altri corsi obbligatori della laurea specialistica). L’allievo è così informato sulle principali problematiche da considerare nella fase di scelta e di dimensionamento del sistema di trattamento, in particolare sui principi di funzionamento, i campi di utilizzo, le variabili chiave e le implicazioni economiche di ciascun sistema. Il corso si completa con l’esame di casi studio, di interesse per le tecnologie di controllo degli impatti ambientali, quali, ad es., bilanci di materia e di energia per post-combustori per il trattamento di correnti gassose inquinate, per sistemi di assorbimento con reazione chimica, per sistemi di depolverazione. Contenuti: PARTE I - FONDAMENTI DI IMPIANTISTICA AMBIENTALE

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1. Introduzione ai calcoli di bilancio di materia e di energia − Conversioni di unità di misura. Omogeneità dimensionale e quantità adimensionali. − Variabili di processo: massa e volume; portata; composizione chimica; pressione; temperatura. − Classificazione dei processi: discontinui, continui e semicontinui. 2. Bilanci di materia per l’impiantistica ambientale − Aspetti fondamentali: l’equazione generale di bilancio; bilanci su processi continui in stato stazionario;

bilanci su processi discontinui; bilanci su processi semicontinui. − Calcoli di bilanci di materia per processi con singole unità: diagrammi di flusso; basi di calcolo; analisi dei

gradi di libertà; bilanciamento di un processo; procedura generale di calcolo. − Calcoli di bilanci di materia per processi con unità multiple: procedura generale; riciclo e bypass; spurgo. − Stechiometria delle reazioni chimiche: rapporto stechiometrico; reagenti limitanti ed in eccesso;

conversione frazionaria e estensione della reazione; equilibrio chimico; reazioni multiple, resa e selettività; reazioni di combustione (aria teorica ed eccesso d’aria; combustione di combustibili di composizione incognita).

− Sistemi a singola fase: densità di solidi e liquidi; gas ideali (equazione di stato; miscele di gas ideali); equazione di stato per gas non-ideali.

− Cenni sui sistemi multifase. Sistemi liquido-gas con un componente condensabile (evaporazione, essiccamento, umidificazione, condensazione e deumidificazione). Equilibrio tra due fasi liquide (estrazione liquida). Adsorbimento su superfici solide.

3. Bilanci di energia per l’impiantistica ambientale − Aspetti fondamentali: forme di energia e prima legge della termodinamica; energia cinetica e potenziale;

bilanci di energia su sistemi chiusi; bilanci di energia su sistemi aperti in stato stazionario (lavoro all’albero; proprietà specifiche ed entalpia); tabelle di dati termodinamici (stato di riferimento; proprietà di stato; tabelle del vapore).

− Procedure di bilancio di energia: bilancio di energia per processi a uno o più componenti; bilancio dell’energia meccanica.

− Bilanci di energia per processi non reattivi: cammini di processi ipotetici; cambi di pressione a temperatura costante; cambi di temperatura (calore sensibile e calori specifici); operazioni con cambio di fase (calori latenti).

− Bilanci di energia per processi reattivi: calori di reazione; calori di formazione; calori di combustione; procedura generale di calcolo; combustibili e combustione.

PARTE II - TRATTAMENTO DI EFFLUENTI GASSOSI INQUINANTI 4. Caratterizzazione degli inquinanti − Approccio al problema della pulizia di un gas. − Caratterizzazione degli inquinanti particolati (classificazione e relazioni generali per diametro medio,

densità, forma, distribuzioni granulometriche). − Caratterizzazione degli inquinanti gassosi (classificazione e relazioni generali) − Caratterizzazione degli inquinanti solidi (analisi immediata ed elementare; caratterizzazione delle ceneri). 5. Sistemi di controllo delle emissioni − Separatori meccanici (separatori ad impatto e a gravità; cicloni e multicicloni). − Filtri a manica. − Precipitatori elettrostatici. − Depolveratori ad umido. − Adsorbitori e Assorbitori. − Post-combustori termici e catalitici. 6. Casi studio − Lavaggio dell’anidride solforosa da gas al camino di impianti di produzione di energia. − Post-combustori per il trattamento di correnti gassose inquinate. − Filtri a manica per impianti di trattamento rifiuti.

Testi consigliati: Dispense e appunti delle lezioni R.M. Felder e R.W. Rousseau (2000). Elementary Principles of Chemical Processes, J. Wiley. C.D. Cooper e F.C. Alley (2002). Air Pollution Control: a Design Approach, Waveland Press. W.R. Niessen (1995). Combustion and Incineration Processes: Applications in Environmental Engineering.

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Ulteriori informazioni: Ore di lezione frontale: 42 Ore di attività di laboratorio o in campo: 8 Ore di studio personale: 100 Orario di ricevimento: per appuntamento tramite posta elettronica ([email protected]) Modalità di svolgimento della prova finale: scritta


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IMPIANTI DI TRATTAMENTO DELLE ACQUE (ING-IND/25) (Corso a scelta - 4 CFU)

Wastewater treatment plants

Docente: dott. Lucio Zaccariello ([email protected]) Programma Introduzione Gli impianti di trattamento delle acque reflue sono impianti di enorme diffusione visto che si va dalla piccola apparecchiatura di microfiltrazione da introdurre sotto il lavandino di casa al più complesso impianto di depurazione e detossificazione dei reflui industriali. La conoscenza delle tipologie di impianti esistenti, delle loro applicazioni e caratteristiche è oggi indispensabile per poter valutare il tipo di trattamento end-of-pipe delle acque utilizzate in svariate circostanze. Tali impianti sono applicati nel trattamento di vari tipi di reflui liquidi ovvero dalle acque di origine civile (immesse in fognature urbane) a quelle delle categorie di trasformazione di alimenti (quali caseifici, pastai, industrie dolciarie, allevamenti) o a quelle industrie che utilizzano enormi quantità di acqua per i loro processi ausiliari (cartiere, riciclo di rifiuti) o ne utilizzano di meno ma contaminandola con sostanze estremamente tossiche (siderurgiche, petrolchimiche, farmaceutiche). Il corso si propone di fornire informazioni descrittive senza entrare in dettagli di progettazione e/o costruzione, che esulano dagli obiettivi del corso di studi, in modo da permettere al laureato in scienze ambientali di poter riconoscere ma anche scegliere un idoneo impianto di trattamento delle acque nelle diverse situazioni prima brevemente descritte. Si descrivono quindi il funzionamento dei principali tipi di impianti di trattamento delle acque di scarico, sia civili che industriali, con particolare attenzione per i processi di tipo fisico-meccanico, chimico e chimico-fisico, e biologico utilizzati per la rimozione degli inquinanti presenti nei reflui. Di tali impianti sono illustrati il processo, la tecnologia e i parametri di esercizio che occorre controllare per poterne gestire in maniera ottimale il funzionamento. Programma

1. Caratterizzazione delle acque reflue Contaminanti presenti nelle acque e metodologia di analisi per determinarne il contenuto. Metodi fisici, chimici e biologici per eliminare o rimuovere i contaminanti. Indici di qualità delle acque.

2. Principi di reattori biochimici I reattori ideali – il reattore batch e il CSTR; i reattori con riciclo (applicazioni al trattamento dei reflui liquidi); Bioreattori multifase (a letto fisso, in colonne a bolle, a letto fluido).

3. Impianti per la depurazione delle acque

Processi primari, secondari e terziari. Pretrattamenti e processi chimici, fisici e biologici. Configurazioni di tipici impianti di trattamento. Processi di trattamento biologico aerobico delle acque reflue: l’impianto a fanghi attivati, le lagune aerate, i letti percolatori, i biodischi. La digestione anaerobica, la nitrificazione/denitrificazione, i trattamenti di purificazione, la rimozione di fosfati.

Testi consigliati Appunti dalle lezioni e dispense Vismara R. (1988). Depurazione biologica. Hoepli. Masotti L. (1996). Depurazione delle acque. Calderoni. Woodard &Curran (2006). Industrial Waste Handbook. Elsevier

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Ulteriori informazioni • Ore di lezione frontale: 32 • Ore di attività di laboratorio o in campo: 8 • Ore di studio personale: 60 • Orario di ricevimento: per appuntamento tramite posta elettronica ([email protected])

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a.a. 2012-2013

Laboratorio di cartografia geologica (GEO/02) (Corso a scelta - 4 CFU)

Laboratory of geological cartography

Obiettivi formativi Lo scopo del corso è fornire agli studenti una piattaforma avanzata nell’ambito della cartografia geologica e delle sue applicazioni in campo ambientale. In particolare, il corso intende fornire allo studente gli strumenti di base per la lettura e l’interpretazione elementare delle carte geologiche a grande scala e per l’esecuzione di profili geologici semplici. Il corso si articola in due parti, una teorica e una applicativa svolta in laboratorio durante la quale gli studenti eseguiranno esercizi pratici di cartografia utilizzando strumenti e materiale messo a disposizione dall’Università e acquisiranno una preparazione avanzata per l’interpretazione e l’elaborazione di carte geologiche e tematiche. Le esercitazioni prevedono lavori applicativi eseguiti dagli studenti con l’assistenza e supervisione del docente e dei collaboratori. Conoscenze richieste: Il corso di Laboratorio di cartografia geologica richiede una buona conoscenza degli argomenti di Scienze della Terra sviluppati nel corso di Geologia e Cartografia geologica. Docente: dott. Maurizio Sirna ([email protected]) Contenuti:

• Elementi di stratigrafia e tettonica con esempi di rappresentazione cartografica. • Le carte geologiche. Carte litostratigrafiche, strutturali e tematiche. Scale e simbologie nella

rappresentazione cartografica geologica. Elementi costituenti fondamentali; lettura di carte lito-biostratigrafiche a grande scala: giacitura di superfici geologiche (definizione e rappresentazione di direzione, immersione e inclinazione di una superficie); analisi delle tracce d’intersezione delle superfici geologiche con la topografia per la definizione della loro giacitura; identificazione e analisi di strutture geologiche dalla rappresentazione cartografica.

• Principi di base per la costruzione di carte litostratigrafiche e sezioni geologiche (elementi di stratimetria).

• Analisi di superfici piane: costruzione di “orizzontali” a partire dalle tracce d’intersezione di superfici geologiche piane con la topografia; completamento delle tracce d’intersezione di superfici geologiche piane attraverso l’utilizzo di “orizzontali”; costruzione del triangolo delle pendenze; relazione tra pendenza reale e apparente; determinazione di direzione, immersione e inclinazione reali di una superficie geologica piana dati due valori d’inclinazione e immersione apparenti della stessa oppure date le quote di tre punti non allineati giacenti sulla stessa; determinazione della profondità di un punto di una superficie geologica piana.

• Costruzione di sezioni geologiche semplici. • Determinazione dello spessore di unità litologiche e costruzione di carte delle isopache. • Calcolo del rigetto di una faglia. • Carte tematiche per rappresentare elementi fisici o antropici rilevabili sul territorio e per rappresentare

la distribuzione spaziale di fenomeni. Teoria e pratica di costruzione, lettura, interpretazione e correlazione di carte tematiche.

Strumenti a supporto della didattica Stereoscopi


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Cartografia recente e storica Testi consigliati: Appunti dalle lezioni e dispense Ulteriori informazioni

• Ore di lezione frontale: 20 • Ore di attività di laboratorio o in campo: 20 • Ore di studio personale: 60 • Orario di ricevimento: per appuntamento tramite posta elettronica ([email protected]) • Modalità di svolgimento della prova finale: l’esame consiste nel superamento di una prova orale

durante la quale saranno valutati gli elaborati cartografici originali prodotti in laboratorio.


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a.a. 2012-2013

MATEMATICA (MAT/05 - n.o.) (12 CFU)

Mathematics Obiettivi formativi Il corso di Matematica ha lo scopo di fornire allo studente le nozioni fondamentali e gli strumenti operativi della matematica di comune applicazione in campo scientifico. The course of Mathematics aims to provide the students with the basic notions and essential mathematical tools of common application in science. Docente: prof.ssa Paola Bondi ([email protected]) Programma 1. I NUMERI Elementi di teoria degli insiemi. Numeri naturali, interi e razionali. Numeri reali. Valore assoluto. Massimo e minimo; estremo superiore ed estremo inferiore Potenze e radicali; esponenziali e logaritmi. Metodi di risoluzione per equazioni e disequazioni. 2. SUCCESSIONI Definizione di successione. Definizione di limite (finito o infinito). Teorema di unicità del limite. Limitatezza di una successione convergente. Teorema della permanenza del segno. Teoremi di confronto. Operazioni con i limiti. Forme indeterminate. Limiti notevoli. Successioni monotone e relativo teorema (s.d.). Il numero di Nepero (s.d.). Cenni sulle serie. 3. FUNZIONI, LIMITI E CONTINUITÀ Funzioni reali di variabile reale. Grafico di una funzione. Funzioni limitate, simmetriche, periodiche. Funzioni monotone. Funzioni composte. Funzioni invertibili, funzioni inverse. Proprietà e grafici delle funzioni elementari (funzioni lineari, funzioni potenza, funzioni esponenziali e logaritmiche, funzioni trigonometriche e funzioni trigonometriche inverse). Definizione di limite finito ed infinito. Asintoti verticali, orizzontali e obliqui. Teoremi sui limiti (s.d.). Operazioni con i limiti. Forme indeterminate. Limiti notevoli. Teorema sul limite di una funzione composta. Infiniti ed infinitesimi. Continuità di una funzione in un punto e in un insieme. Punti di discontinuità. Teorema dell'esistenza degli zeri (s.d.). Teorema dei valori intermedi. Teorema di Weierstrass (s.d.). 4. CALCOLO DIFFERENZIALE Definizione di derivata. Significato geometrico della derivata. Punti angolosi, cuspidi, flessi a tangente verticale. Continuità delle funzioni derivabili. Derivata delle funzioni elementari. Derivata della somma, del prodotto e del rapporto di due funzioni. Derivate delle funzioni composte e delle funzioni inverse. Massimi e minimi relativi, teorema di Fermat. Teoremi di Rolle e di Lagrange. Funzioni monotone derivabili: criterio di monotonia. Caratterizzazione delle funzioni a derivata nulla. Teorema di L'Hôpital (s.d.). Derivate di ordine n. Funzioni convesse e concave. Flessi. Differenziale ed approssimazione lineare. Formula di Taylor (s.d.). Studio del grafico di una funzione. 5. CALCOLO INTEGRALE Definizione e proprietà dell’integrale definito. Teorema della media. Funzione integrale. Teorema fondamentale del calcolo integrale. Primitive. Formula fondamentale del calcolo integrale. Definizione e proprietà degli integrali indefiniti. Integrali immediati. Integrazione per decomposizione in somma, per parti, per sostituzione. Integrazione delle funzioni razionali fratte. 6. ELEMENTI DI TOPOLOGIA

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Cenni sugli spazi vettoriali: spazio vettoriale Rn, definizione di prodotto scalare, norma euclidea e distanza. Insiemi aperti e chiusi, intorni. Definizione di punto interno, esterno e di frontiera. Definizione di punto di accumulazione ed isolato. Insiemi compatti. Teorema di Hein-Borel (s.d.). Funzioni reali di più variabili. Funzioni di variabile reale a valori vettoriali. Funzioni di più variabili a valori vettoriali. Campi vettoriali ed equazione parametrica di una superficie. Insiemi di definizione. Definizione di limite. Proprietà topologiche delle funzioni continue: Teorema degli zeri (s.d.), Teorema di Weierstrass (s.d.). Cenni sul campo dei numeri complessi: forma algebrica e forma trigonometrica. 7. CALCOLO DIFFERENZIALE PER LE FUNZIONI DI PIÙ VARIABILI Derivate parziali, vettore gradiente e funzioni derivabili. Derivate direzionali. Differenziabilità e piano tangente. Esempi e contro-esempi. Continuità delle funzioni differenziabili. Teorema del differenziale e formula del gradiente. Direzioni di massima e di minima pendenza. Condizione sufficiente per la differenziabilità (s.d.). Cenni sulle matrici, calcolo del determinante di una matrice quadrata. Derivate di ordine superiore: Teorema di Schwartz (s.d.). Regola di derivazione delle funzioni composte (s.d.). Formula di Taylor di ordine 2. Cenni sulle forme quadratiche.Problemi di estremo libero: massimi e minimi relativi. Condizioni necessarie del primo ordine. Condizioni necessarie e sufficienti del secondo ordine. Ricerca dei massimi e minimi assoluti. 8. EQUAZIONI DIFFERENZIALI Definizioni ed esempi: il modello di Malthus. Il problema di Cauchy. Formulazione integrale del problema di Cauchy. Teoremi di esistenza ed unicità locale e globale (s.d.). Equazioni differenziali lineari del primo e secondo ordine. Teorema sulla struttura dell’integrale generale ed integrale particolare. Metodo delle variazioni delle costanti. Determinante Wronskiano. Equazioni differenziali lineari omogenee del secondo ordine a coefficienti costanti. Equazioni differenziali lineari del secondo ordine complete: il caso in cui il termine noto è una funzione polinomiale, esponenziale o trigonometrica. Metodo di Lagrange. Equazioni a variabili separabili. Equazioni di Bernulli. Equazioni del tipo: y’ = g(y/x). Equazioni del tipo: y’ = g(ax+by). 9. CURVE ED INTEGRALI CURVILINEI Curve semplici e chiuse. Esempi. Curve regolari, versore tangente e normale. Retta tangente. Curve regolari a tratti. Curve piane. Caratterizzazione locale delle curve come grafici di funzione. Coordinate polari. Lunghezza di una curva. Teorema di rettificabilità. Curve orientate. Ascissa curvilinea. Integrale curvilineo di una funzione: significato fisico. Baricentro e momento di inerzia di una curva. 10. FORME DIFFERENZIALI Forme differenziali lineari. Legame tra forme differenziali e campi vettoriali. Integrale curvilineo di una forma differenziale. Forme differenziali esatte e campi conservativi. Forme differenziali chiuse in aperti semplicemente connessi del piano. 11. INTEGRAZIONE MULTIPLA Domini normali nel piano. Integrali doppi. Integrabilità delle funzioni continue. Formule di riduzione. Solidi di rotazione. Cambiamento di variabili negli integrali doppi. Cambiamento di variabili a coordinate sferiche. Formule di Gauss - Green, teorema della divergenza e teorema di Stokes nel piano. Interpretazione fisica. Formule dell’area di un dominio regolare. Fanno parte integrante del programma esercizi relativi a tutti gli argomenti indicati. N.B.: Gli argomenti seguiti dal simbolo (s.d.) sono da studiare senza dimostrazione. Testi consigliati Bramanti M., Pagani C.D., Salsa S., Matematica, calcolo infinitesimale e algebra lineare. Zanichelli editore. Marcellini P., Sbordone C. Fusco N., Marcellini P., Sbordone C., Elementi di Analisi Matematica due. Liguori editore. Marcellini P., Sbordone C., Esercitazioni di Matematica, volumi 1 e 2. Liguori editore. Salsa S., Squillati A. Esercizi di matematica: calcolo infinitesimale e algebra lineare, volumi 1 e 2. Zanichelli

editore Alvino A., Carbone L., Trombetti G., Esercitazioni di Matematica. Volume 1. Liguori editore.

Ulteriori informazioni:

• Ore di lezione frontale: 96

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• Ore di studio personale: 204 • Il corso avrà durata annuale. Al termine del primo semestre sarà prevista una prova di verifica. Le

lezioni frontali sono tenute con i mezzi tradizionali (lavagna) e consistono in lezioni teoriche corredate da esercizi ed esempi. Al corso di Matematica si affianca nel primo semestre un corso integrativo di Matematica di base il cui scopo è quello di richiamare nozioni di matematica elementare.

• L’orario di ricevimento sarà stabilito in base all’orario dei corsi e sarà comunicato tramite avviso in bacheca.

• Modalità di svolgimento della prova finale: il profitto sarà valutato attraverso una prova scritta e una prova orale. La prova scritta consiste in esercizi da svolgere sugli argomenti del programma. Il superamento della prova scritta è necessario per l’ammissione alla prova orale.

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a.a. 2012-2013

MICROBIOLOGIA GENERALE E AMBIENTALE (BIO/19 - n.o.) (8 CFU)

General and environmental microbiology Obiettivi formativi Il corso di Microbiologia generale ed ambientale è una introduzione al mondo dei microrganismi procariotici. Lo studente acquisirà conoscenze sulla struttura cellulare, il metabolismo e la genetica dei microrganismi, nonchè sull’impatto che essi esercitano sulle dinamiche ambientali e le attività umane. L’attività formativa in laboratorio, inoltre, fornirà allo studente le conoscenze essenziali su tecniche di isolamento, coltivazione e trasformazione genetica. The course of General and Environmental Microbiology, directed at second-year undergraduate students, is an introduction to the world of prokaryotic microrganisms. It provides a general knowledge of the cell structure, metabolic activity and genetics of bacteria, and of their impact on environmental dynamics and human activities. Practical laboratory activities introduce the students to basic techniques of bacterial isolation, cultivation and genetic modification. Conoscenze richieste: Per sostenere l’esame di Microbiologia generale ed ambientale bisogna aver già sostenuto l’esame di Fondamenti di biologia. È fortemente consigliata inoltre la conoscenza delle nozioni fornite dai corsi di Chimica generale e inorganica, Chimica organica, Biochimica e Genetica. Docente responsabile: dott. Lidia Muscariello ([email protected]) Programma PARTE GENERALE Introduzione alla microbiologia. La diversità microbica: gli eucarioti unicellulari e i procarioti. Caratteristiche strutturali e funzionali della cellula procariotica. Dimensioni e forma. La membrana citoplasmatica. Sistemi di trasporto. La membrana esterna dei Gram-negativi. La parete cellulare nei batteri Gram-positivi e Gram-negativi. Il peptidoglicano: struttura e biosintesi. Appendici cellulari. Movimento cellulare: chemiotassi, aerotassi e fototassi. La matrice citoplasmatica. Nucleoide. Inclusioni citoplasmatiche. Nutrizione e crescita microbica. Esigenze nutrizionali comuni. Terreni di coltura e tecniche di sterilizzazione. Misurazione della crescita microbica. Colture in continuo. Effetti dell’ambiente sulla crescita microbica. Cenni sul metabolismo microbico. Respirazione aerobia ed anaerobia. Fermentazioni. Chemiolitotrofia. Fotosintesi anossigenica. Genetica batterica e cenni di virologia. Trasformazione. Coniugazione. Trasduzione generalizzata e specializzata. Caratteristiche generali dei virus. Batteriofagi: ciclo litico. Batteriofagi temperati e lisogenia. Sostanze ad azione antimicrobica. Antisettici e disinfettanti. Antibiotici. Tossicità selettiva. Organismi produttori. Identificazione e produzione di antibiotici. Meccanismo d'azione degli antibiotici. Meccanismi biochimici e genetici della resistenza agli antibiotici. I microrganismi e le tecnologie molecolari. Enzimi di restrizione. Vettori di clonaggio. Sonde molecolari. Tecniche per l’analisi degli acidi nucleici: Southern e Northern blot. Amplificazione del DNA: PCR. PARTE AMBIENTALE Adattamento dei microrganismi all’ambiente. Adattamento fisiologico. La repressione da catabolita. La risposta agli stress ambientali. La risposta SOS. Adattamento genetico. Il trasferimento genico orizzontale. I microrganismi e l'ambiente. I microrganismi in natura. I biofilm microbici: formazione, caratteristiche strutturali e problematiche in campo medico ed industriale. I metodi dell'ecologia microbica. Arricchimento ed isolamento. Misurazione dell'attività microbica in natura. Identificazione molecolare: sonde ad acidi

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nucleici e anticorpi fluorescenti. Ambienti acquatici, terrestri e delle profondità marine. Ecologia microbica delle sorgenti termali. I microrganismi negli ambienti estremi. Interazioni dei microrganismi con altri organismi. Interazioni di microrganismi con animali e piante. Ruolo ecologico di Agrobatteri e Rizobi. La fissazione biologica dell’azoto. Microbiologia delle acque. La depurazione delle acque potabili. Trattamento delle acque reflue e dei liquami. ATTIVITA’ DI LABORATORIO - Preparazione di terreni di coltura, sterilizzazione in autoclave. - Trasformazione di cellule competenti di Escherichia coli con DNA plasmidico. - Analisi microbiologica di campioni d’acqua: identificazione e quantizzazione di coliformi. Testi consigliati:

- Madigan, Martinko, Stahl, Clark, "Brock, Biologia dei Microrganismi" 1° e 2° volume, Casa editrice PEARSON.

- Prescott et al., "Microbiologia", Ed. Zanichelli, Bologna. - Polsinelli et al., "Microbiologia", Ed. Bollati Boringhieri, Torino. - Dispense fornite dal docente.

Ulteriori informazioni:

• Ore di lezione frontale: 64 • Ore di attività di laboratorio o in campo: 12 • Ore di studio personale: 120 • Il corso è impartito nel II semestre. L’attività didattica si articolerà in 4 ore settimanali di lezione

frontale e 16 ore per studente di esercitazioni in laboratorio. Le lezioni frontali sono basate sull’uso di presentazioni PowerPoint, oltre che dei mezzi tradizionali (lavagna). Gli studenti frequentanti potranno ottenere copia delle presentazioni PowerPoint delle lezioni. Le esercitazioni prevedono l’acquisizione di tecniche di base per la coltivazione dei microrganismi, la trasformazione genetica e l’analisi microbiologica di campioni d’acqua.

• Orario di ricevimento: per appuntamento tramite posta elettronica. • Modalità di svolgimento della prova finale:

Il profitto sarà valutato attraverso una prova orale. L’attività di laboratorio prevede la stesura di un elaborato scritto da consegnare al docente al momento dell’esame.

· Dipartimento di Scienze e Tecnologie Ambientali Biologiche e Farmaceutiche . Corso di Laurea in...

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