MODULO 1 – Diritto e Ordinamento
1. Le regole del diritto
2. Cos’è un ordinamento giuridico
3. Ogni ordinamento è un sistema
4. Costituzione e ordinamento costituzionale
5. Le principali teorie della costituzione
6. Diritto pubblico e diritto privato
MODULO 2 – La giurisdizione
1. La giurisdizione
2. Garanzie costituzionali ed internazionali della giurisdizione
3. La giurisdizione ordinaria
4. Limiti alla giurisdizione ordinaria
5. La giurisdizione italiana
6. Inderogabilità della giurisdizione italiana
MODULO 3 – Le fonti del diritto
1. Definizione di fonti del diritto. Fonti di cognizione e fonti di produzione
2. L’elenco attuale delle fonti del diritto
3. I criteri di coordinamento fra le fonti del diritto: il principio gerarchico; il
4. principio di competenza; il principio cronologico
5. (a) Il principio gerarchico
6. b) Il principio di competenza
7. (c) Il principio cronologico
8. La Costituzione, le leggi di revisione costituzionale e le leggi costituzionali
9. L’illegittimità costituzionale delle norme di legge. La Corte costituzionale
10. La Costituzione ed i rapporti di diritto privato
11. Le fonti comunitarie
12. Le leggi e gli altri atti aventi “forza di legge”
13. I codici e la loro posizione nel sistema delle fonti del diritto
14. La funzione dei codici
15. Il codice civile italiano: cenni storici
16. Le partizioni del codice civile italiano. La legislazione settoriale e le
nuove codificazioni
17. Gli statuti e le leggi regionali
18. I regolamenti
19. Gli usi normativi (o la consuetudine)
20. Usi normativi, usi negoziali ed usi interpretativi: differenze
21. L’equità̀
22. La giurisprudenza: sistema di Civil law e di Common law
MODULO 4 – Obbligazioni e contratti
1. L’obbligazione
2. L’adempimento
3. L’obbligazione: i suoi modi di estinzione e l’inadempimento
4. La mora del creditore, le obbligazioni solidali e alternative
5. Le obbligazioni pecuniarie
6. Le modificazioni del lato passivo e del lato attivo dell’obbligazione
7. Il risarcimento del danno: disciplina e criteri di determinazione
8. Tutela risarcitoria
9. Il contratto in generale
10. I vincoli nella formazione del contratto e la responsabilità precontrattuale
11. Disciplina della rappresentanza e causa del contratto
12. La forma
13. Elementi accidentali
14. Nullità
15. Annullabilità
16. Risoluzione
17. Rescissione
18. Le «altre» fonti delle obbligazioni
19. La responsabilità aquiliana
20. La funzione della responsabilità aquiliana e le cause di giustificazione
21. Le responsabilità aquiliana c.d. speciale
22. Il danno non patrimoniale
23. Contratto di compravendita
24. I contratti di godimento e i contratti di prestito
MODULO 5 – Contratti e diritti del consumatore
1. Premessa. La genesi e le ragioni del diritto dei consumatori
2. I soggetti: il «consumatore» ed il «professionista».
3. La tutela del contraente debole nei rapporti fra imprenditori
4. L’«educazione del consumatore»; gli obblighi di informazione, la comunicazione pubblicitaria e la promozione commerciale
5. I contratti del consumatore e le clausole vessatorie
6. 361-bis. L’informazione precontrattuale nella novella del 2014
7. I contratti negoziati fuori dai locali commerciali e i contratti a distanza.
Il «commercio elettronico». La commercializzazione a distanza di servizi finanziari
8. 363-bis. Il credito al consumo
9. Tutele speciali: azioni inibitorie e azione collettiva risarcitoria
MODULO 6 – Il Contratto di appalto
1. Delimitazione della figura negoziale
2. Inquadramento sistematico
3. Causa concreta dell’appalto
4. Il contenuto: obbligazioni principali e accessorie
5. I soggetti dell’appalto
6. La forma
7. Appalto e figure affini
8. L’esecuzione dell’appalto
9. Variazioni in corso d’opera
10. L’onerosità sopravvenuta e la difficoltà esecutiva
11. L’ultimazione dell’appalto: verifica, collaudo, accettazione, consegna e pagamento
12. Garanzia per difformità e vizi dell’opera: presupposti e rimedi
13. La responsabilità per rovina o difetti di cose immobili
14. Cause di scioglimento dell’appalto
MODULO 7 – Proprietà intellettuale e Brevetti
1. Funzione e struttura del brevetto
2. La definizione dell’invenzione
3. I requisiti di brevettabilità
4. La procedura di brevettazione
5. I diritti nascenti dall’invenzione
6. L’invenzione del prestatore di lavoro e l’invenzione su commessa
7. Estensione e tutela del brevetto
8. La circolazione dei diritti al brevetto e dei diritti di brevetto
9. Estinzione e nullità del brevetto
10. Settori nuovi e brevetti speciali
11. I brevetti industriali
MODULO 8 – La responsabilità civile dell’ingegnere
1. Caratteri generali della responsabilità
2. La normativa sulla sicurezza e salute sul luogo di lavoro
3. La normativa sulla sicurezza nei cantieri
4. La normativa sugli appalti pubblici
5. La dichiarazione di inizio attività

Il programma del corso è basato sui seguenti testi:
A. BARBERA, C. FUSARO, Corso di diritto pubblico, Dodicesima Edizione, Il Mulino, 2022;
V. COLESANTI, E.T. LIEBMAN, E. MERLIN, E. RICCI, Manuale di Diritto Processuale Civile – Principi, Settima Edizione, Giuffrè Editore, 2007;
G. IORIO, Corso di Diritto Privato, Quinta Edizione, Giappichelli Editore, 2022;
F. GALGANO, Manuale di Diritto Privato, Diciannovesima Edizione, Wolters Kluwer, 2022;
F. ANELLI, C. GRANELLI, P. SCHLESINGER, A. TORRENTE, Manuale di Diritto Privato, Venticinquesima Edizione, Giuffrè 2021;
C. TRAPUZZANO, L’appalto privato, Giuffrè 2020;
G. CAVANI, G. GHIDINI, Lezioni di diritto industriale, Giuffrè, 2014;
A. MUSIO, G. SALITO, La responsabilità dell’ingegnere, Giappichelli, 2010.
Considerato che si tratta di un corso multi tema e la complessità nel reperire le predette fonti di studio, verranno fornite agli studenti dispense e slide in versione PDF.

• Conoscenza delle basi teoriche e della funzionalità della modellazione 3D e dell’analisi e ottimizzazione strutturale di elementi e sistemi meccanici;
• Conoscenza dei metodi per lo sviluppo e l’ingegnerizzazione di componenti e sistemi meccanici;
• Capacità di utilizzare software per la modellazione 3D e l’analisi e l’ottimizzazione strutturale.
• Capacità di utilizzare metodi e strumenti per la progettazione strutturale di componenti e sistemi meccanici;

J.E. Shigley, Progetto e costruzione di macchine. McGraw-Hill Education; 2020 - Capitolo 19

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze avanzate sull’utilizzo di strumenti e metodi di progettazione impiegati nel contesto dell’ingegneria industriale. Tali strumenti e metodi riguardano la modellazione avanzata con software di Computer-Aided Design (CAD), la simulazione con strumenti del tipo Computer-Aided Engineering (CAE), l’ottimizzazione strutturale basata su analisi FEM, tecniche di Design for Additive Manufacturing, esempi di Design for X come Design for Manufacturing and Assembly, e basi per lo studio del ciclo di vita del prodotto (Life Cycle Assessment – LCA) partendo dal modello CAD. Per quanto riguarda lo studio di ottimizzazione, sarà approfondita sia l’ottimizzazione parametrica che l’ottimizzazione topologica. Lo studente sarà impiegato su casi studio multidisciplinari al fine di integrare le nozioni acquisite in altri insegnamenti e fare al tempo stesso pratica con l’utilizzo dei sistemi di modellazione e simulazione avanzata. L’obiettivo finale del corso è quello di far acquisire conoscenze e competenze sui vari strumenti e metodi da impiegare per una progettazione avanzata di prodotto e sistema, basata su tecniche di prototipazione virtuale integrate con analisi di ottimizzazione e di valutazione del ciclo di vita.

Programma nel dettaglio:
1. Progettazione Ingegneristica
• fasi della progettazione ingegneristica
• Configurazione e modularità di prodotto. Differenze tra Configure-to-Order e Engineer-to-Order.
2. Gestione del Ciclo di Vita del Prodotto
• Introduzione al Product Life Cycle Management (PLM) per la gestione del ciclo di vita del prodotto.
3. Modellazione Geometrica con strumenti CAD
• La modellazione CAD feature-based e le tecniche di gestione avanzata dei parametri.
• PMI: annotazioni nel modello 3D.
• Cenni sulla modellazione delle superfici.
4. Interfacce di programmazione
• Linguaggi di programmazione per l’interfaccia CAD.
• Esempi di sviluppo.
5. Strumenti CAE: Ingegneria Assistita da Calcolatore
• Introduzione sistemi CAE e applicazioni.
• Interfacciamento ed interoperabilità tra sistemi CAD/CAE.
• Strumenti software per la simulazione numerica agli elementi finiti – FEM.
• Simulazioni strutturali.
6. Strumenti di Ottimizzazione
• Strumenti e metodi di ottimizzazione parametrica.
• Ottimizzazione multi-obiettivo.
• Ottimizzazione Topologica nelle simulazioni FEM.
• Esempi.
7. Ingegneria Inversa
• Strumenti ottici di acquisizione dei modelli 3D.
• Caso studio con scanner 3D.
8. Progettazione per la stampa additiva – Additive Manufacturing
• Tecnologie di Stampa 3D, 3D Printing da polveri metalliche.
• Modellazione applicando strutture reticolari.
• Struttura di supporto e orientazione.
• Design for Additive Manufacturing: fasi, strumenti, e sviluppo del Progetto.
• Strumenti CAD/CAE per il progetto additivo.
9. Design for X
• Design for X: definizioni ed esempi di Design for Assembly and Design for Disassembly, etc.
• Principi di Life Cycle Assessment per il settore industriale.
• Metodi di Ecodesign supportati da analisi Life Cycle Assessment (Design for Sustainability).
10. Modellazione del Piping 3D per il settore industriale
• Tubazioni 3D modellate tramite strumenti CAD 3D.

Le dispense delle lezioni sono presenti sul sito Moodle dell'insegnamento.

Oleodinamica

1. Condizioni di efflusso notevoli in oleodinamica
Flusso attraverso gli orifizi - Il coefficiente di efflusso Ce o “discharge coefficient CD”
Flusso nei meati

2. Valvole
Valvola limitatrice di pressione
Valvola riduttrice di pressione
Valvola regolatrice di portata RQ2
Valvola regolatrice di portata RQ3
Valvole a posizionamento continuo e caratteristiche
Manipolatore oleodinamico
Servovalvole e valvole proporzionali
Servovalvole Nozzle-Flapper

3. Attuatori
Classificazione e caratteristiche e degli attuatori lineari e rotativi

4. Operatori
Classificazione delle pompe impiegate nell'oleodinamica
Livello di pressione
Regolarità della portata
Variabilità della cilindrata
Considerazioni su rapporto Costo/Prestazioni

5. Fluidi, accumulatori e tubazioni
Funzioni del fluido nei sistemi oleodinamici
Definizione e caratterizzazione della comprimibilità
Comprimibilià effettiva
Filtrazione
Condizionamento termico
Accumulatori
Tubazioni

6. Perdite nelle macchine operatrici e motrici
Modello di Wilson

7. Sistemi
Gruppi di alimentazione a portata costante
Gruppi di alimentazione a pressione costante
Le trasmissioni idrostatiche, macchine a cilindrata variabile
I sistemi “load sensing”
Il controllo “automotivo”

8. Aspetti, componenti e sistemi legati alla divisione o ripartizione del flusso verso gli utilizzatori
Divisori di flusso a posizionamento continuo
Divisori a ingranaggi
Divisori a logica proporzionale

9. Controllo di attuatori lineari e rotativi
Linearizzazione dei sistemi oleodinamici intorno al punto di funzionamento nominale
Caratterizzazione del comportamento delle valvole a posizionamento continuo
Caratterizzazione dei sistemi dinamici del primo e del secondo ordine mediante i parametri canonici
Controllori industriali di tipo PID
Sistemi “valve-controlled”
Sistemi “pump-controlled” (cilindrata variabile, velocità del motore primo variabile)
Sistemi oleodinamici in ambito “meccatronico”

10. Progetto di sistemi oleodinamici
Progetto di un sistema o di un componente oleodinamico e verifica delle sue prestazioni in condizioni stazionarie e dinamiche mediante l’impiego del codice di simulazione AMESim®.

Pneumatica

11. Aspetti legati all’esercizio dei componenti pneumatici
Flusso attraverso gli orifizi
Carica e scarica di una capacità
Caratteristica meccanica dei martinetti

12. Sistemi per la generazione e distribuzione dell’aria compressa
Compressori
Valvole
Attuatori
Gruppi per il trattamento dell’aria compressa
Deumidificazione
Filtrazione
Gruppi di generazione e condizionamento

13. Aspetti funzionali e logici nella gestione degli impianti pneumatici
Diagrammi movimento fasi
Grafcet descrittivo, grafcet funzionale, grafcet contratto
Soluzioni per il controllo di due o più attuatori pneumatici e problematiche legate all’insorgenza dei segnali bloccanti
Tecnica della memoria ausiliaria
Tecnica delle memorie in cascata
Sequenziatori
Elettropneumatica a relé
Sistemi gestiti da PLC

-N.NERVEGNA “OLEODINAMICA E PNEUMATICA” ED. POLITEKO, TORINO
-G. BELFORTE, A.M. BERTETTO, L. MAZZA “ PNEUMATICA” ED. TECNICHE NUOVE, MILANO
-ASSOFLUID “L’OLEOIDRAULICA NELL’AMBITO INDUSTRIALE E MOBILE” ED. ASSOFLUID. MILANO
-ASSOFLUID “LA PNEUMATICA E LE SUE APPLICAZIONI” ED. ASSOFLUID. MILANO
-N.D. MANRING “HYDRAULIC CONTROL SYSTEMS” ED. JOHN WILEY & SONS, N. JERSEY
-AKERS, M. GASSMAN E R. SMITH “ HYDRAULIC POWER SYSTEM ANALYSIS” ED.TAYLOR & FRANCIS
-P. BEATER “PNEUMATIC DRIVES” SPRINGER-VERLAG BERLIN
-Materiale didattico a cura del docente

Introduzione all’affidabilità, l’affidabilità come indice di probabilità di accadimento di incidenti e guasti; il tasso di guasto; esempi di sistemi a tasso di guasto costante, distribuzioni di Weibull, distribuzioni particolari; interpretazioni sperimentali. Sistemi non riparabili; determinazione dell’affidabilità di sistemi serie; i sistemi ridondanti; i sistemi in “stand-by”, i sistemi Voter a “maggioranza”. Sistemi riparabili; il concetto di manutenibilità; calcolo della disponibilità dei sistemi. Gli alberi di guasto; FTA, ETA; elementi di algebra logica; analisi qualitativa di un albero; analisi quantitativa di un albero. Cenni sulle catene di Markov.

Dispense, testi, leggi di riferimento distribuiti in aula dal docente

Introduzione all’affidabilità, l’affidabilità come indice di probabilità di accadimento di incidenti e guasti; il tasso di guasto; esempi di sistemi a tasso di guasto costante, distribuzioni di Weibull, distribuzioni particolari; interpretazioni sperimentali. Sistemi non riparabili; determinazione dell’affidabilità di sistemi serie; i sistemi ridondanti; i sistemi in “stand-by”, i sistemi Voter a “maggioranza”. Sistemi riparabili; il concetto di manutenibilità; calcolo della disponibilità dei sistemi. Gli alberi di guasto; FTA, ETA; elementi di algebra logica; analisi qualitativa di un albero; analisi quantitativa di un albero. Cenni sulle catene di Markov.

Dispense, testi, leggi di riferimento distribuiti in aula dal docente

Introduzione ai sistemi meccanici per le applicazioni industriali, di servizio, l’automotive, e per l’automazione.
Cinematica e dinamica dei sistemi multibody nello spazio, dinamica dei veicoli mediante modellistica e simulazione dinamica in SE(3). Simulazione dinamica di MBS (sistemi multi-body) e di strutture continue: metodi efficienti di soluzione delle equazioni dinamiche per MBS vincolati.
Robotica industriale per l'automazione e robotica di servizio; elementi di meccanica dei robot, polsi robotici a complessità giroscopica. Elementi di meccatronica: controllo di sistemi meccanici in condizioni dinamiche, autonica, meccanismi per l’automazione, arpionismi, croce di Malta, microcontrollori.
Compliant mechanisms: analisi e sintesi cinematica di meccanismi a cedevolezza selettiva, analisi cinetostatica, analisi dinamica. Isotropic compliance: sintesi della cedevolezza selettiva nei meccanismi e nei robots in E(3) and SE(3). Micro e nano sistemi MEMS e NEMS; sistemi di navigazione basati su sensori inerziali, sistemi wearable; MEMS e NEMS: progettazione, simulazione, fabbricazione, caratterizzazione, test e modalità operazionali di sistemi micro/nano elettro meccanici.
Organi di trasmissione, riduttori epicicloidali, cambi automatici, differenziale, sistemi a camme, innesti, meccanismi a croce di malta ed arpionismi.
Metodi di progettazione, classificazione secondo Artobolewsky, classificazione funzionale: guida di corpo rigido, generatore di funzione e generatore di traiettoria. Analisi e Sintesi Topologica di meccanismi: corrispondenza grafi-meccanismi; enumerazione delle catene cinematiche; isomorfismo e planarità; rappresentazione automatica di catene cinematiche e meccanismi. Analisi e Sintesi cinematica di meccanismi per spostamenti finiti: metodo basato sulle matrici di spostamento, moti nel piano e nello spazio, equazione di Freudenstein. Sintesi cinematica di meccanismi per spostamenti infinitesimi: teoria classica di Burmester, teoria di Burmester generalizzata, metodi generali di sintesi cinematica basati sugli invarianti geometrici e sulle polari del primo ordine; analisi cinematica mediante gli invarianti cinematici, quadrilateri affini. Progettazione funzionale di elementi per l’automotive: cambi automatici, epicicloidali, differenziali, sospensioni ed ammortizzatori, meccanismi di sterzo, innesti e frizioni.
Organi di trasmissione e di azionamento: trasmissione per assi paralleli, incidenti e sghembi, giunti articolati, principio di concordanza dell’inerzia.
Computational intelligence: algoritmi di ottimizzazione per i meccanismi, indici di prestazione, angolo di pressione, guadagno meccanico.
Energy. La progettazione funzionale di elementi per lo sviuppo di fonti energetiche.
Ocean. La progettazione funzionale di elementi per lo sviuppo di sistemi per l’ingengeria del mare.
Lubrificazione: lubrificazione elastoidrodinamica EHD.
Creatività nel design: atlanti di meccanismi, metodi TRIZ ed LT. Computational intelligence: algoritmi di ottimizzazione per i meccanismi, reti neurali, indici di prestazione, angolo di pressione, guadagno meccanico.

Dispense del corso

Specifiche prestazionali e caratteristiche metrologiche della strumentazione industriale: richiami su concetti di base di metrologia e metodi di misura. Elaborazione ed analisi di misure di grandezze dinamiche. Complementi di statistica applicata alle misure industriali ed ai controlli di qualità. Guida alla stesura di relazioni tecnico-scientifiche.
Catene di misura e condizionamento dei segnali nei processi industriali: richiami sull’adattamento di impedenza, amplificatori, filtri, modulatori e demodulatori, circuiti a ponte, sistemi di linearizzazione, trasmettitori di misura, standard di comunicazione degli strumenti di misura. Sistemi di acquisizione dati per applicazioni industriali. Infrastrutture di rete per misure industriali: fondamenti e applicazioni.
Metodi e sistemi di misura per grandezze meccaniche e termiche nelle applicazioni industriali (es. rilievi non invasivi, sistemi ottici e digitali, misure di temperatura senza contatto, misure di livello, sistemi ad ultrasuoni, trasduttori resistivi, capacitivi e induttivi, sistemi di misura radiometrici, ecc.). Gestione del parco apparecchiature in contesto industriale.

• W. C. Dunn, Fundamentals of Industrial Instrumentation and Process Control, McGraw-Hill, 2005.
• C. W. de Silva , Sensors and actuators – Engineering System Instrumentation, CRC Press Taylor & Francis Group, 2015.
• Beckwith T.G., Marangoni R.D. & Lienhard J.H, Mechanical Measurements, Pearson Prentice Hall, 2007.
• Tony R. Kuphaldt, Lessons In Industrial Instrumentation, Samurai Media Limited, 2019.
• Alessandro Brunelli, Manuale di taratura degli strumenti di misura, Gisiservizi, 2012.
• G. Malagola, A. Ponterio, La metrologia dimensionale: teoria e procedure di taratura, Società Editrice Esculapio, 2013.
• D.C.Montgomery, Introduction to Statistical Quality Control, John Wiley & Sons, Inc., 2009.
• R. S. Figliola, D. E. Beasley, Theory and Design for Mechanical Measurements, 6th Edition, Wiley, 2015.
• Hughes, T. Hase, Measurements and their Uncertainties A practical guide to modern error analysis, Oxford University Press Inc., New York, 2010.
• W. Navidi, Probabilità e statistica per l'ingegneria e le scienze, Mc Graw Hill, 2006.
• CEI UNI 70098-3: 2016, Incertezza di misura. Parte 3: Guida all'espressione dell'incertezza di misura
• F. P. Branca, Misure meccaniche, E.S.A. Editrice, Roma 1980.
• P. Cappa, Sensori e Trasduttori per Misure Meccaniche e Termiche, Voll. I-III, Borgia Editore, 1994.
• Materiale didattico messo a disposizione dal docente

•Vibrazioni di sistemi discreti a N gradi di libertà
o Richiami sulle vibrazioni libere e forzate
o Modi propri e frequenze proprie
o Ortogonalità dei modi propri
o Calcolo della risposta a un carico variabile nel tempo tramite il metodo della sovrapposizione modale
•Vibrazioni di sistemi continui
o Vibrazioni assiali, flessionali e torsionali degli alberi
o Vibrazioni trasversali nelle funi
• Soluzione propagativa
• Soluzione stazionaria
o Vibrazioni trasversali nelle membrane
o Vibrazioni flessionali nelle piastre
o Vibrazioni nei gusci
o Calcolo di modi e frequenze proprie di vibrazione per le diverse condizioni di vincolo
o Calcolo della risposta a un carico variabile nel tempo con la tecnica modale
•Il Metodo degli Elementi Finiti
o La discretizzazione di un sistema reale
o Le funzioni di forma e modelli di interpolazione
o Deformazioni e caratteristiche di sollecitazione in funzione degli spostamenti nodali
o Applicazione del principio dei lavori virtuali
o Le matrici di massa e rigidezza per il singolo elemento e per l’intero sistema
o Introduzione dei vincoli
o Calcolo di modi e frequenze proprie
•Dinamica dei rotori
o Velocità critiche di rotazione
o Bilanciamento statico e dinamico dei rotori

Nicola Pio Belfiore, Augusto Di Benedetto, Ettore Pennestrì, Fondamenti di meccanica applicata alle macchine, Terza Edizione, Editore CEA (distribuzione Zanichelli), Pagine 912, 2024, ISBN 9788808220158
Guido A. R., Della Valle S. Vibrazioni meccaniche nelle macchine, Liguori Editore
Scotto Lavina G., Applicazioni di meccanica applicata alle macchine, Ed. Siderea, Roma, 1975.

Testi consigliati di approfondimento
Genta G. Vibrazioni delle strutture e delle macchine, Levrotto & Bella, 1996

Le tecniche classiche di valutazione del rischio in ambito lavorativo riferite a infortuni e tecnopatie. Metodi descrittivo-induttivi di analisi di rischio; la Job Safety Analysis , check lists, FAST method. Schemi di analisi per agenti da malattia professionale: agenti fisici e movimentazione manuale dei carichi mediante ISO 11228-1-2-3. Tecniche di valutazione di rischio nella sicurezza industriale;
L’analisi di sicurezza industriale; le tecniche Haz.Op; tecniche di tipo FMEA; tecniche CCA; le HRA; infortuni e le malattie professionali; le banche dati nazionali ed internazionali; indici statistici di incidenza infortunistica. Rumore; fondamenti di acustica e tecniche di misura e monitoraggio; applicazioni. Vibrazioni; introduzione alle vibrazioni meccaniche; incidenza di malattie professionali correlate alla esposizione a vibranti;

Lecture notes provided by the teacher.

Le tecniche classiche di valutazione del rischio in ambito lavorativo riferite a infortuni e tecnopatie. Metodi descrittivo-induttivi di analisi di rischio; la Job Safety Analysis , check lists, FAST method. Schemi di analisi per agenti da malattia professionale: agenti fisici e movimentazione manuale dei carichi mediante ISO 11228-1-2-3. Tecniche di valutazione di rischio nella sicurezza industriale;
L’analisi di sicurezza industriale; le tecniche Haz.Op; tecniche di tipo FMEA; tecniche CCA; le HRA; infortuni e le malattie professionali; le banche dati nazionali ed internazionali; indici statistici di incidenza infortunistica. Rumore; fondamenti di acustica e tecniche di misura e monitoraggio; applicazioni. Vibrazioni; introduzione alle vibrazioni meccaniche; incidenza di malattie professionali correlate alla esposizione a vibranti;

Dispense, testi, leggi di riferimento distribuiti in aula dal docente

Architettura dei motori volumetrici ad accensione spontanea e comandata. Caratteristiche e prestazioni dell’assieme motore-utilizzatore per diverse applicazioni.
Architettura delle turbine a gas per la propulsione e per impieghi industriali. Analisi delle prestazioni e valutazione delle caratteristiche funzionali di compressori, camere di combustione, turbine, e dei principali sistemi ausiliari per differenti assetti e diverse condizioni operative e ambientali. Modalità di regolazione dei principali componenti e dell’assieme turbina a gas-utilizzatore.
Alimentazione nei motori volumetrici: analisi quasi-stazionaria del flusso nei condotti e attraverso le valvole; fenomeni non stazionari nei sistemi di aspirazione e scarico. La sovralimentazione.
Prestazioni quasi-stazionarie dei principali componenti dei turbogas. L’aerodinamica interna della camera di combustione per le diverse condizioni di esercizio, i flussi di calore alle pareti e le tecniche di raffreddamento.
Caratterizzazione dei combustibili impiegati nei motori a combustione interna volumetrici e nei turbogas: combustibili convenzionali, idrogeno, combustibili da biomasse e combustibili sintetici per applicazioni in blends o puri.
Combustione nei motori ad accensione comandata e spontanea e formazione degli inquinanti. Modelli di interpretazione dei fenomeni e di analisi del processo di combustione. Tecniche di indagine e di misura. Formazione degli inquinanti.
La combustione nei combustori di turbine a gas, impiego di combustibili gassosi e liquidi, formazione degli inquinanti.
Sistemi di post trattamento dei gas combusti, analisi delle possibili configurazioni e modalità di gestione dell’assieme motore-sistema aftertreatment per la riduzione dell’impatto ambientale e dei consumi. Tecniche di misura delle emissioni.

- G. Ferrari “MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA” Ed.Esculapio,Bologna, 2016
- J.B.Heywood “INTERNAL COMBUSTION ENGINE FUNDAMENTALS” McGraw-Hill, Inc, 1988
- H.I. Saravanamuttoo, H.Cohen, G.F. Rogers “GAS TURBINE THEORY” Prentice Hall, 2001
- H. Lefebvre “GAS TURBINE COMBUSTION” Ed.Taylor & Francis, Philadelphia, 1999

Oleodinamica

1. Condizioni di efflusso notevoli in oleodinamica
Flusso attraverso gli orifizi - Il coefficiente di efflusso Ce o “discharge coefficient CD”
Flusso nei meati

2. Valvole
Valvola limitatrice di pressione
Valvola riduttrice di pressione
Valvola regolatrice di portata RQ2
Valvola regolatrice di portata RQ3
Valvole a posizionamento continuo e caratteristiche
Manipolatore oleodinamico
Servovalvole e valvole proporzionali
Servovalvole Nozzle-Flapper

3. Attuatori
Classificazione e caratteristiche e degli attuatori lineari e rotativi

4. Operatori
Classificazione delle pompe impiegate nell'oleodinamica
Livello di pressione
Regolarità della portata
Variabilità della cilindrata
Considerazioni su rapporto Costo/Prestazioni

5. Fluidi, accumulatori e tubazioni
Funzioni del fluido nei sistemi oleodinamici
Definizione e caratterizzazione della comprimibilità
Comprimibilià effettiva
Filtrazione
Condizionamento termico
Accumulatori
Tubazioni

6. Perdite nelle macchine operatrici e motrici
Modello di Wilson

7. Sistemi
Gruppi di alimentazione a portata costante
Gruppi di alimentazione a pressione costante
Le trasmissioni idrostatiche, macchine a cilindrata variabile
I sistemi “load sensing”
Il controllo “automotivo”

8. Aspetti, componenti e sistemi legati alla divisione o ripartizione del flusso verso gli utilizzatori
Divisori di flusso a posizionamento continuo
Divisori a ingranaggi
Divisori a logica proporzionale

9. Controllo di attuatori lineari e rotativi
Linearizzazione dei sistemi oleodinamici intorno al punto di funzionamento nominale
Caratterizzazione del comportamento delle valvole a posizionamento continuo
Caratterizzazione dei sistemi dinamici del primo e del secondo ordine mediante i parametri canonici
Controllori industriali di tipo PID
Sistemi “valve-controlled”
Sistemi “pump-controlled” (cilindrata variabile, velocità del motore primo variabile)
Sistemi oleodinamici in ambito “meccatronico”

10. Progetto di sistemi oleodinamici
Progetto di un sistema o di un componente oleodinamico e verifica delle sue prestazioni in condizioni stazionarie e dinamiche mediante l’impiego del codice di simulazione AMESim®.

Pneumatica

11. Aspetti legati all’esercizio dei componenti pneumatici
Flusso attraverso gli orifizi
Carica e scarica di una capacità
Caratteristica meccanica dei martinetti

12. Sistemi per la generazione e distribuzione dell’aria compressa
Compressori
Valvole
Attuatori
Gruppi per il trattamento dell’aria compressa
Deumidificazione
Filtrazione
Gruppi di generazione e condizionamento

13. Aspetti funzionali e logici nella gestione degli impianti pneumatici
Diagrammi movimento fasi
Grafcet descrittivo, grafcet funzionale, grafcet contratto
Soluzioni per il controllo di due o più attuatori pneumatici e problematiche legate all’insorgenza dei segnali bloccanti
Tecnica della memoria ausiliaria
Tecnica delle memorie in cascata
Sequenziatori
Elettropneumatica a relé
Sistemi gestiti da PLC

-N.NERVEGNA “OLEODINAMICA E PNEUMATICA” ED. POLITEKO, TORINO
-G. BELFORTE, A.M. BERTETTO, L. MAZZA “ PNEUMATICA” ED. TECNICHE NUOVE, MILANO
-ASSOFLUID “L’OLEOIDRAULICA NELL’AMBITO INDUSTRIALE E MOBILE” ED. ASSOFLUID. MILANO
-ASSOFLUID “LA PNEUMATICA E LE SUE APPLICAZIONI” ED. ASSOFLUID. MILANO
-N.D. MANRING “HYDRAULIC CONTROL SYSTEMS” ED. JOHN WILEY & SONS, N. JERSEY
-AKERS, M. GASSMAN E R. SMITH “ HYDRAULIC POWER SYSTEM ANALYSIS” ED.TAYLOR & FRANCIS
-P. BEATER “PNEUMATIC DRIVES” SPRINGER-VERLAG BERLIN
-Materiale didattico a cura del docente

• Conoscenza delle basi teoriche e della funzionalità della modellazione 3D e dell’analisi e ottimizzazione strutturale di elementi e sistemi meccanici;
• Conoscenza dei metodi per lo sviluppo e l’ingegnerizzazione di componenti e sistemi meccanici;
• Capacità di utilizzare software per la modellazione 3D e l’analisi e l’ottimizzazione strutturale.
• Capacità di utilizzare metodi e strumenti per la progettazione strutturale di componenti e sistemi meccanici;

J.E. Shigley, Progetto e costruzione di macchine. McGraw-Hill Education; 2020 - Capitolo 19

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze avanzate sull’utilizzo di strumenti e metodi di progettazione impiegati nel contesto dell’ingegneria industriale. Tali strumenti e metodi riguardano la modellazione avanzata con software di Computer-Aided Design (CAD), la simulazione con strumenti del tipo Computer-Aided Engineering (CAE), l’ottimizzazione strutturale basata su analisi FEM, tecniche di Design for Additive Manufacturing, esempi di Design for X come Design for Manufacturing and Assembly, e basi per lo studio del ciclo di vita del prodotto (Life Cycle Assessment – LCA) partendo dal modello CAD. Per quanto riguarda lo studio di ottimizzazione, sarà approfondita sia l’ottimizzazione parametrica che l’ottimizzazione topologica. Lo studente sarà impiegato su casi studio multidisciplinari al fine di integrare le nozioni acquisite in altri insegnamenti e fare al tempo stesso pratica con l’utilizzo dei sistemi di modellazione e simulazione avanzata. L’obiettivo finale del corso è quello di far acquisire conoscenze e competenze sui vari strumenti e metodi da impiegare per una progettazione avanzata di prodotto e sistema, basata su tecniche di prototipazione virtuale integrate con analisi di ottimizzazione e di valutazione del ciclo di vita.

Programma nel dettaglio:
1. Progettazione Ingegneristica
• fasi della progettazione ingegneristica
• Configurazione e modularità di prodotto. Differenze tra Configure-to-Order e Engineer-to-Order.
2. Gestione del Ciclo di Vita del Prodotto
• Introduzione al Product Life Cycle Management (PLM) per la gestione del ciclo di vita del prodotto.
3. Modellazione Geometrica con strumenti CAD
• La modellazione CAD feature-based e le tecniche di gestione avanzata dei parametri.
• PMI: annotazioni nel modello 3D.
• Cenni sulla modellazione delle superfici.
4. Interfacce di programmazione
• Linguaggi di programmazione per l’interfaccia CAD.
• Esempi di sviluppo.
5. Strumenti CAE: Ingegneria Assistita da Calcolatore
• Introduzione sistemi CAE e applicazioni.
• Interfacciamento ed interoperabilità tra sistemi CAD/CAE.
• Strumenti software per la simulazione numerica agli elementi finiti – FEM.
• Simulazioni strutturali.
6. Strumenti di Ottimizzazione
• Strumenti e metodi di ottimizzazione parametrica.
• Ottimizzazione multi-obiettivo.
• Ottimizzazione Topologica nelle simulazioni FEM.
• Esempi.
7. Ingegneria Inversa
• Strumenti ottici di acquisizione dei modelli 3D.
• Caso studio con scanner 3D.
8. Progettazione per la stampa additiva – Additive Manufacturing
• Tecnologie di Stampa 3D, 3D Printing da polveri metalliche.
• Modellazione applicando strutture reticolari.
• Struttura di supporto e orientazione.
• Design for Additive Manufacturing: fasi, strumenti, e sviluppo del Progetto.
• Strumenti CAD/CAE per il progetto additivo.
9. Design for X
• Design for X: definizioni ed esempi di Design for Assembly and Design for Disassembly, etc.
• Principi di Life Cycle Assessment per il settore industriale.
• Metodi di Ecodesign supportati da analisi Life Cycle Assessment (Design for Sustainability).
10. Modellazione del Piping 3D per il settore industriale
• Tubazioni 3D modellate tramite strumenti CAD 3D.

Le dispense delle lezioni sono presenti sul sito Moodle dell'insegnamento.

GENERALITÀ SULLA PROPULSIONE ELETTRICA IN AMBITO TERRESTRE, NAVALE ED AEREO. EVOLUZIONE STORICA DEI SISTEMI DI TRASPORTO IN CAMPO FERROVIARIO. SISTEMI ELETTRICI PER IL TRASPORTO SU ROTAIA CON ALIMENTAZIONE IN CORRENTE CONTINUA O IN CORRENTE ALTERNATA MONOFASE: CONFIGURAZIONI ED APPARECCHIATURE DELLE SOTTOSTAZIONI ELETTRICHE DI ALIMENTAZIONE DEL CIRCUITO DI TRAZIONE; CONFIGURAZIONI DEL CIRCUITO DI TRAZIONE E CAPTAZIONE DELLA CORRENTE DALLA LINEA DI CONTATTO.
MATERIALE ROTABILE: DESCRIZIONE DELLE TIPOLOGIE DI RODIGGIO FERROVIARIO E DELLE CONFIGURAZIONI UTILIZZATE PER I CARRELLI FERROVIARI; RIPARTIZIONE DEL CARICO SUI CARRELLI DI UN LOCOMOTORE FERROVIARIO; SISTEMI DI FRENATURA; ADERENZA NEL CONTATTO RUOTA-ROTAIA; RESISTENZE AL MOTO DI UN VEICOLO FERROVIARIO; DIAGRAMMA DI TRAZIONE DI UN VEICOLO FERROVIARIO E DETERMINAZIONE DELLE CARATTERISTICHE DI DIMENSIONAMENTO DEL SISTEMA DI PROPULSIONE IN RELAZIONE ALLE PRESTAZIONI RICHIESTE E ALLE LIMITAZIONI SULL’ACCELERAZIONE E SULLA VELOCITÀ.
AZIONAMENTI DI TRAZIONE CON MOTORE IN CORRENTE CONTINUA: CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE E DI FUNZIONAMENTO DEI MOTORI IN CORRENTE CONTINUA CON ECCITAZIONE INDIPENDENTE O CON ECCITAZIONE SERIE; CONVERTITORI STATICI PER L’ALIMENTAZIONE DI MOTORI IN CORRENTE CONTINUA; IMPIEGO DEI MOTORI IN CORRENTE CONTINUA NELLA TRAZIONE FERROVIARIA.
AZIONAMENTI DI TRAZIONE CON MOTORI IN CORRENTE ALTERNATA: RICHIAMI SULLE CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE E DI FUNZIONAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASE; INVERTER A DUE LIVELLI CON MODULAZIONE PWM O CON MODULAZIONE SVM, INVERTER A TRE LIVELLI; AZIONAMENTI CON MOTORE ASINCRONO TRIFASE CON CONTROLLO AD ORIENTAMENTO DI CAMPO O CON CONTROLLO DIRETTO DI COPPIA; AZIONAMENTI CON MOTORE ASINCRONO TRIFASE UTILIZZATI NELLA TRAZIONE FERROVIARIA; MACCHINE SINCRONE CON CIRCUITO DI ECCITAZIONE O CON MAGNETI PERMANENTI; AZIONAMENTI CON MACCHINE SINCRONE E LORO IMPIEGO NELLA TRAZIONE FERROVIARIA.
INTEROPERABILITÀ FERROVIARIA ED ESEMPI DI SISTEMI DI PROPULSIONE DI LOCOMOTORI FERROVIARI CON ALIMENTAZIONE POLITENSIONE. CENNI SULLA PROPULSIONE FERROVIARIA DIESEL-ELETTRICA.
GENERALITÀ ED EVOLUZIONE STORICA DELLA PROPULSIONE ELETTRICA O IBRIDA NEI VEICOLI STRADALI. ARCHITETTURE DEI SISTEMI DI PROPULSIONE ELETTRICA O IBRIDA DEI VEICOLI STRADALI. RESISTENZE AL MOTO DI UN VEICOLO STRADALE E CARATTERISTICA DI TRAZIONE DI UN VEICOLO STRADALE CON PROPULSORE ELETTRICO O IBRIDO. CICLI DI MARCIA STANDARDIZZATI PER LA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI DI UN VEICOLO STRADALE.
SISTEMI DI ACCUMULO DELL’ENERGIA O DELLA POTENZA PER L’IMPIEGO NEI VEICOLI STRADALI: CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE E FUNZIONALI DEGLI ACCUMULATORI ELETTROCHIMICI, DEI BANCHI DI SUPERCONDENSATORI E DEI VOLANI MECCANICI; SISTEMI COMBINATI DI ACCUMULO.
CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE E FUNZIONALI DI GENERATORI ELETTRICI CON CELLE A COMBUSTIBILE PER L’APPLICAZIONE NELLA PROPULSIONE DI VEICOLI STRADALI.
CONFIGURAZIONI DEI PROPULSORI ELETTRICI DI VEICOLI STRADALI CON ALIMENTAZIONE DA ACCUMULATORE ELETTROCHIMICO, DA CELLE A COMBUSTIBILE O DA GRUPPO DI GENERAZIONE CON MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA.
PROPULSORI IBRIDI DI TIPO DUAL-MODE, FULL-HYBRID O MILD-HYBRID CON MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA ED AZIONAMENTO ELETTRICO PER VEICOLI STRADALI; SISTEMI START/STOP ED EVOLUZIONE DEI SISTEMI ELETTRICI AUSILIARI DI BORDO.
USO DEI SISTEMI IBRIDI ED ELETTRICI NELLE APPLICAZIONI MARINE.

M. Brenna, F. Foiadelli, D. Zaninelli – ELECTRICAL RAILWAY TRANSPORTATION SYSTEMS – Published by John Wiley & Sons – ISBN 978-1-119-38680-3
M. EHSANI, Y. GAO, S. E. GAY, A. EMADI – MODERN ELECTRIC, HYBRID ELECTRIC AND FUEL CELL VEHICLES – CRC PRESS – ISBN 0-8493-3154-4

Introduzione ai sistemi meccanici per le applicazioni industriali, di servizio, l’automotive, e per l’automazione.
Cinematica e dinamica dei sistemi multibody nello spazio, dinamica dei veicoli mediante modellistica e simulazione dinamica in SE(3). Simulazione dinamica di MBS (sistemi multi-body) e di strutture continue: metodi efficienti di soluzione delle equazioni dinamiche per MBS vincolati.
Robotica industriale per l'automazione e robotica di servizio; elementi di meccanica dei robot, polsi robotici a complessità giroscopica. Elementi di meccatronica: controllo di sistemi meccanici in condizioni dinamiche, autonica, meccanismi per l’automazione, arpionismi, croce di Malta, microcontrollori.
Compliant mechanisms: analisi e sintesi cinematica di meccanismi a cedevolezza selettiva, analisi cinetostatica, analisi dinamica. Isotropic compliance: sintesi della cedevolezza selettiva nei meccanismi e nei robots in E(3) and SE(3). Micro e nano sistemi MEMS e NEMS; sistemi di navigazione basati su sensori inerziali, sistemi wearable; MEMS e NEMS: progettazione, simulazione, fabbricazione, caratterizzazione, test e modalità operazionali di sistemi micro/nano elettro meccanici.
Organi di trasmissione, riduttori epicicloidali, cambi automatici, differenziale, sistemi a camme, innesti, meccanismi a croce di malta ed arpionismi.
Metodi di progettazione, classificazione secondo Artobolewsky, classificazione funzionale: guida di corpo rigido, generatore di funzione e generatore di traiettoria. Analisi e Sintesi Topologica di meccanismi: corrispondenza grafi-meccanismi; enumerazione delle catene cinematiche; isomorfismo e planarità; rappresentazione automatica di catene cinematiche e meccanismi. Analisi e Sintesi cinematica di meccanismi per spostamenti finiti: metodo basato sulle matrici di spostamento, moti nel piano e nello spazio, equazione di Freudenstein. Sintesi cinematica di meccanismi per spostamenti infinitesimi: teoria classica di Burmester, teoria di Burmester generalizzata, metodi generali di sintesi cinematica basati sugli invarianti geometrici e sulle polari del primo ordine; analisi cinematica mediante gli invarianti cinematici, quadrilateri affini. Progettazione funzionale di elementi per l’automotive: cambi automatici, epicicloidali, differenziali, sospensioni ed ammortizzatori, meccanismi di sterzo, innesti e frizioni.
Organi di trasmissione e di azionamento: trasmissione per assi paralleli, incidenti e sghembi, giunti articolati, principio di concordanza dell’inerzia.
Computational intelligence: algoritmi di ottimizzazione per i meccanismi, indici di prestazione, angolo di pressione, guadagno meccanico.
Energy. La progettazione funzionale di elementi per lo sviuppo di fonti energetiche.
Ocean. La progettazione funzionale di elementi per lo sviuppo di sistemi per l’ingengeria del mare.
Lubrificazione: lubrificazione elastoidrodinamica EHD.
Creatività nel design: atlanti di meccanismi, metodi TRIZ ed LT. Computational intelligence: algoritmi di ottimizzazione per i meccanismi, reti neurali, indici di prestazione, angolo di pressione, guadagno meccanico.

Dispense del corso

•Vibrazioni di sistemi discreti a N gradi di libertà
o Richiami sulle vibrazioni libere e forzate
o Modi propri e frequenze proprie
o Ortogonalità dei modi propri
o Calcolo della risposta a un carico variabile nel tempo tramite il metodo della sovrapposizione modale
•Vibrazioni di sistemi continui
o Vibrazioni assiali, flessionali e torsionali degli alberi
o Vibrazioni trasversali nelle funi
• Soluzione propagativa
• Soluzione stazionaria
o Vibrazioni trasversali nelle membrane
o Vibrazioni flessionali nelle piastre
o Vibrazioni nei gusci
o Calcolo di modi e frequenze proprie di vibrazione per le diverse condizioni di vincolo
o Calcolo della risposta a un carico variabile nel tempo con la tecnica modale
•Il Metodo degli Elementi Finiti
o La discretizzazione di un sistema reale
o Le funzioni di forma e modelli di interpolazione
o Deformazioni e caratteristiche di sollecitazione in funzione degli spostamenti nodali
o Applicazione del principio dei lavori virtuali
o Le matrici di massa e rigidezza per il singolo elemento e per l’intero sistema
o Introduzione dei vincoli
o Calcolo di modi e frequenze proprie
•Dinamica dei rotori
o Velocità critiche di rotazione
o Bilanciamento statico e dinamico dei rotori

Nicola Pio Belfiore, Augusto Di Benedetto, Ettore Pennestrì, Fondamenti di meccanica applicata alle macchine, Terza Edizione, Editore CEA (distribuzione Zanichelli), Pagine 912, 2024, ISBN 9788808220158
Guido A. R., Della Valle S. Vibrazioni meccaniche nelle macchine, Liguori Editore
Scotto Lavina G., Applicazioni di meccanica applicata alle macchine, Ed. Siderea, Roma, 1975.

Testi consigliati di approfondimento
Genta G. Vibrazioni delle strutture e delle macchine, Levrotto & Bella, 1996

Le tecniche classiche di valutazione del rischio in ambito lavorativo riferite a infortuni e tecnopatie. Metodi descrittivo-induttivi di analisi di rischio; la Job Safety Analysis , check lists, FAST method. Schemi di analisi per agenti da malattia professionale: agenti fisici e movimentazione manuale dei carichi mediante ISO 11228-1-2-3. Tecniche di valutazione di rischio nella sicurezza industriale;
L’analisi di sicurezza industriale; le tecniche Haz.Op; tecniche di tipo FMEA; tecniche CCA; le HRA; infortuni e le malattie professionali; le banche dati nazionali ed internazionali; indici statistici di incidenza infortunistica. Rumore; fondamenti di acustica e tecniche di misura e monitoraggio; applicazioni. Vibrazioni; introduzione alle vibrazioni meccaniche; incidenza di malattie professionali correlate alla esposizione a vibranti;

Lecture notes provided by the teacher.

Le tecniche classiche di valutazione del rischio in ambito lavorativo riferite a infortuni e tecnopatie. Metodi descrittivo-induttivi di analisi di rischio; la Job Safety Analysis , check lists, FAST method. Schemi di analisi per agenti da malattia professionale: agenti fisici e movimentazione manuale dei carichi mediante ISO 11228-1-2-3. Tecniche di valutazione di rischio nella sicurezza industriale;
L’analisi di sicurezza industriale; le tecniche Haz.Op; tecniche di tipo FMEA; tecniche CCA; le HRA; infortuni e le malattie professionali; le banche dati nazionali ed internazionali; indici statistici di incidenza infortunistica. Rumore; fondamenti di acustica e tecniche di misura e monitoraggio; applicazioni. Vibrazioni; introduzione alle vibrazioni meccaniche; incidenza di malattie professionali correlate alla esposizione a vibranti;

Dispense, testi, leggi di riferimento distribuiti in aula dal docente

Il vettore energetico "elettricità" e la sua produzione nei contesti mondiale, europeo e nazionale. Macrosettori di utilizzazione dell’elettricità e tipici diagrammi di carico del sistema elettrico di trasmissione e di distribuzione. Cenni sul mercato dell’energia elettrica in Italia. Fonti energetiche rinnovabili: quadro generale; contesto globale, europeo e nazionale. Aspetti tecnici della transizione tecnologica verso la generazione distribuita, le comunità energetiche e le smart-grid.
Efficienza energetica degli impianti elettrici utilizzatori (norma CEI 64-8/8-1): localizzazione dei quadri elettrici (metodo del baricentro elettrico), scelta della taglia dei trasformatori della cabina di distribuzione, perdite nei conduttori, criteri di progettazione per zone/utilizzo/maglie, motori elettrici ad alta efficienza e azionamenti a velocità variabile per la gestione dei fluidi, gestione dei carichi elettrici, correzione del fattore di potenza, qualità dell’alimentazione e continuità del servizio.
Dispositivi per l’accumulo di energia per la gestione di fonti rinnovabili non programmabili: accumulatori elettrochimici, sistemi combinati accumulatore elettrochimico e supercondensatori, sistemi superconducting magnetic energy storage (SMES), sistemi per la produzione e l’accumulo di idrogeno (P2G). Sistemi di generazione elettrica con celle a combustibile. Convertitori elettronici di potenza DC-DC per la regolazione e il controllo della potenza in corrente continua ai terminali di generatori elettrici (moduli fotovoltaici, celle a combustibile) o di sistemi di accumulo.
Caratteristiche della radiazione solare e di funzionamento di una cella fotovoltaica. Moduli fotovoltaici e tipiche configurazioni dei campi fotovoltaici per la generazione stand-alone o per il collegamento in rete. Algoritmi di maximum power point tracking. Norma CEI 0-21 e aspetti di regolazione e controllo nei sistemi connessi alla rete.
Sistemi di generazione da fonte eolica: producibilità potenziale e cenni sul principio di funzionamento di un aeromotore. Curva di potenza di un aeromotore e tipico campo di funzionamento in relazione alla velocità del vento. Architetture dei sistemi eolici a velocità fissa o a velocità variabile con macchina elettrica sincrona oppure asincrona con rotore a gabbia o con rotore avvolto. Algoritmi di controllo per la regolazione di maximum power point tracking nei sistemi eolici a velocità variabile e algoritmi di regolazione della potenza attiva e reattiva dei sistemi collegati alla rete. Parchi eolici offshore e sistemi HVDC per il collegamento con la rete elettrica.
Cenni sui sistemi di generazione idroelettrica con impianti ad acqua fluente o a bacino. Generazione distribuita con sistemi mini o micro-idraulici per funzionamento in isola o in parallelo alla rete. Accumulo di energia con sistemi di pompaggio. Cenni sulla generazione idroelettrica da onde e maree.

Materiale didattico reso disponibile a cura del docente sulle pagine web Teams e Moodle del corso.

Testi di approfondimento disponibili tramite SBA, IEEE-Xplore:
Renewable and Efficient Electric Power Systems https://ieeexplore.ieee.org/book/5237268
Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems https://ieeexplore.ieee.org/book/5732788

Inquinamento atmosferico. Inquinamento su scala locale e su scala globale. Tipologia e formazione degli inquinanti. Effetti nocivi degli inquinanti. Caratterizzazione dell’atmosfera ai fini dell’analisi delle problematiche di inquinamento.
Analisi degli impianti motori per la conversione dell’energia ai fini della determinazione della loro interazione con l’ambiente. Caratterizzazione delle sorgenti di emissione.
Modelli di qualità dell’aria. Fenomeni di trasporto e diffusione e degli inquinanti in atmosfera. Modelli short-term e climatologici. Modelli deterministici e stocastici. Modello gaussiano. Impiego di codici di calcolo EPA per la valutazione dell’impatto ambientale di impianti motori per la conversione dell’energia.
Elementi per la redazione di studi di impatto ambientale di sistemi energetici.
Tecnologie per il riduzione delle emissioni inquinanti. Sistemi di controllo della produzione degli inquinanti e sistemi di rimozione delle emissioni solide e gassose in atmosfera.
Emissioni acustiche da ambienti industriali. Caratterizzazione delle sorgenti di emissione ed analisi della propagazione in ambiente esterno. Tecnologie per il controllo delle emissioni acustiche.
Quadro della normativa in materia di qualità dell’aria, di regolamentazione delle emissioni inquinanti ed acustiche.

- Giorgio Cau, Daniele Cocco “L’Impatto Ambientale dei Sistemi Energetici” Ed. SGEditoriali, 2015
- Mackenzie L. Davis, David A. Cornwell “Introduction to Environmental Engineering” Ed. McGraw-Hill, 1991
- C. S. Rao “Environmental Pollution Control Engineering” Ed. New Age International (P) Limited, 2006
- Lewis H. Bell, Douglas H. Bell “Industrial Noise Control” Ed. Marcel Dekker Inc., 1994
- Robert G. Kunz “Environmental Calculations: A Multimedia Approach” John Widely & Sons Inc., 2009

Architettura dei motori volumetrici ad accensione spontanea e comandata. Caratteristiche e prestazioni dell’assieme motore-utilizzatore per diverse applicazioni.
Architettura delle turbine a gas per la propulsione e per impieghi industriali. Analisi delle prestazioni e valutazione delle caratteristiche funzionali di compressori, camere di combustione, turbine, e dei principali sistemi ausiliari per differenti assetti e diverse condizioni operative e ambientali. Modalità di regolazione dei principali componenti e dell’assieme turbina a gas-utilizzatore.
Alimentazione nei motori volumetrici: analisi quasi-stazionaria del flusso nei condotti e attraverso le valvole; fenomeni non stazionari nei sistemi di aspirazione e scarico. La sovralimentazione.
Prestazioni quasi-stazionarie dei principali componenti dei turbogas. L’aerodinamica interna della camera di combustione per le diverse condizioni di esercizio, i flussi di calore alle pareti e le tecniche di raffreddamento.
Caratterizzazione dei combustibili impiegati nei motori a combustione interna volumetrici e nei turbogas: combustibili convenzionali, idrogeno, combustibili da biomasse e combustibili sintetici per applicazioni in blends o puri.
Combustione nei motori ad accensione comandata e spontanea e formazione degli inquinanti. Modelli di interpretazione dei fenomeni e di analisi del processo di combustione. Tecniche di indagine e di misura. Formazione degli inquinanti.
La combustione nei combustori di turbine a gas, impiego di combustibili gassosi e liquidi, formazione degli inquinanti.
Sistemi di post trattamento dei gas combusti, analisi delle possibili configurazioni e modalità di gestione dell’assieme motore-sistema aftertreatment per la riduzione dell’impatto ambientale e dei consumi. Tecniche di misura delle emissioni.

- G. Ferrari “MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA” Ed.Esculapio,Bologna, 2016
- J.B.Heywood “INTERNAL COMBUSTION ENGINE FUNDAMENTALS” McGraw-Hill, Inc, 1988
- H.I. Saravanamuttoo, H.Cohen, G.F. Rogers “GAS TURBINE THEORY” Prentice Hall, 2001
- H. Lefebvre “GAS TURBINE COMBUSTION” Ed.Taylor & Francis, Philadelphia, 1999

Teoria della similitudine applicata al campo turbomacchinistico

- Criteri di similitudine e limiti;
- Raggruppamento delle variabili in numeri adimensionali;
- Applicazioni notevoli nel dimensionamento e nell’analisi di turbomacchine;


Turbomacchine idrauliche

1) Turbopompe centrifughe e assiali

- Principi di funzionamento e prestazioni
- Influenza della cavitazione nella selezione e nel progetto di turbopompe;
- Dimensionamento delle giranti centrifughe
- Dimensionamento delle giranti ad elica
- Dimensionamento di diffusori lisci, palettati, canali di ritorno e volute di raccolta
- Parametri che influenzano le prestazioni delle turbopompe
- Cenni relativi alla regolazione e sistemi di adescamento.

2) Turbine idrauliche

- Principi di funzionamento e prestazioni;
- Dimensionamento delle turbine Pelton;
- Dimensionamento di turbine idrauliche a reazione (Francis e Kaplan);
- Tubi diffusori
- Cavitazione nelle turbine a reazione;
- Curve di rendimento e diagrammi collinari;
- Principi di regolazione

Turbomacchine a fluido elastico

3) Fluidodinamica di flussi intubati

- Richiami di termodinamica e gasdinamica elementare;
- Efflussi bi-dimensionali non viscosi, vorticità, Teorema di Crocco, urti retti, obliqui e curvi. Urti e vantagli di espansione su profili complessi.
- Profili bi-dimensionali in schiere
- Strati limite su profili complessi, effetto dei gradienti di pressione per profili isolati e in schiera, strati limite termici.
- Teoria della resistenza: resistenza di forma, di attrito, indotta e d’onda;
- Interazione onde d’urto/strato limite
- Effetti tri-dimensionali: flussi secondari. Vortici di passaggio, a ferro di cavallo, di spigolo, al bordo di uscita, altri fenomeni secondari.

4) Compressori assiali

- Principi di funzionamento, prestazioni, adimensionalizzazione delle curve caratteristiche;
- Dimensionamento preliminare della macchina;
- Principali limiti al rapporto di compressione di stadio: massima velocità di trascinamento, effetti aerodinamici legati alla velocità assiale, massima deflessione del flusso (teoria alare corretta, carte di Howell etc.), “work-done factor”.
- Analisi del flusso al raggio medio: ottimizzazione del rendimento della falda fluida.
- Leggi di svergolamento: a vortice libero, a grado di reazione costante, ad angolo assoluto ingresso rotore costante.
- Ottimizzazione del rendimento di stadio in relazione alla legge di svergolamento adottata.
- Correlazioni di perdita per uno stadio di compressore assiale.


5) Turbine a vapore

- Principi di funzionamento e prestazioni
- Analisi di uno stadio ad azione, a salti di velocità, a reazione. Confronto tra le diverse soluzioni
- Rendimento di palettatura, perdite per ventilazione, per ammissione parzializzata e per umidità.
- Dimensionamento preliminare di una turbina a vapore: suddivisione in corpi, definizione delle grandezze fondamentali per ogni corpo, dimensionamento alla linea media di ogni stadio, ottimizzazione della corrente alla linea media.

6) Espansori a gas assiali

- Principi di funzionamento, prestazioni, adimensionalizzazione delle curve caratteristiche;
- Dimensionamento preliminare alla linea media;
- Leggi di svergolamento palare: vortice libero, legge ad angolo uscita statore costante.
- Limiti sulle prestazioni del singolo stadio;
- Cenni sulle tecniche di raffreddamento.

• T. Wright e P.M. Gerhart, "Fluid Machinery: Application, Selection and Design", CRC Press ISBN978-1-4200-8294-4
• Materiale a cura del Docente messo a disposizione su piattaforma Moodle

Fonti primarie di energia e fabbisogni energetici: classificazione delle fonti energetiche, disponibilità e fabbisogni di energia, distribuzione e utilizzazione dell’energia.
Transizione energetica: scenario attuale, obiettivi a medio e lungo termine, ostacoli e barriere all’uso delle energie rinnovabili.
Energia potenziale idraulica: disponibilità della risorsa, impianti motori idraulici ad acqua fluente, a bacino, micro e mini hydro.
Energia geotermica: classificazione dei sistemi geotermici, tecnologie per utilizzazione di sistemi geotermici a bassa ed alta entalpia per applicazioni termiche e produzione di potenza.
Energia solare: disponibilità della risorsa, pannelli solari, tecnologie per la concentrazione della radiazione, impianti per la produzione di potenza elettrica.
Energia eolica: stima della disponibilità della risorsa, tipologie di macchine eoliche, principi di funzionamento, prestazioni, problemi tecnologici e di installazione, impatto ambientale.
Energia da biomasse: classificazione e caratterizzazione delle biomasse, uso di biomasse per produzione di potenza, combustibili liquidi e gassosi derivati da biomasse.
Energie rinnovabili in ambito marino: classificazione, disponibilità, sistemi per produzione di potenza.
Sistemi di Accumulo Energetico: classificazione, principi di funzionamento, prestazioni tecno-economiche

CAPUTO C., “Gli impianti convertitori di energia”, ed. Masson, Milano, 1997.
Daniele Cocco, Pierpaolo Puddu, ‘Tecnologie delle energie rinnovabili’, S.G.E., 2016.
Boyle, “ Renewable Energy (3rd edition)”, Oxford 2014.

Argomenti trattati nel corso

Il movimento sostenibile, popolazione e prosperità, cambiamento climatico, confronto tra efficienza energetica ed energie rinnovabili, risorse energetiche rinnovabili e non rinnovabili, teoria di base dell’atmosfera.
Introduzione al concetto di sostenibilità: storia della sostenibilità e dello sviluppo sostenibile, i pilastri della sostenibilità e l’Agenda 2030.
Indicatori di sostenibilità ambientale: generalità, modelli PSR e DPISR, indicatori europei comuni, Global Warming Potential e CO2 equivalente. Ecological Footprint, Carbon Footprint, Life Cycle Analysis, Water Footprint.
Fenomeni di inquinamento globale.
Valutazione di impatto ambientale.
Inquinamento dell’aria, inquinamento acustico, inquinamento termico e inquinamento dei mari.
Richiami di trasmissione del calore per la fisica dell'edificio.
Diagnosi energetica degli edifici e Green Buildings.
Software di simulazione energetica dinamica.
Benessere termoigrometrico.
Termoflussimetria, termografia, acquisizione parametri ambientali, metodo termometrico.

Materiale didattico fornito dal docente.

Le tecniche classiche di valutazione del rischio in ambito lavorativo riferite a infortuni e tecnopatie. Metodi descrittivo-induttivi di analisi di rischio; la Job Safety Analysis , check lists, FAST method. Schemi di analisi per agenti da malattia professionale: agenti fisici e movimentazione manuale dei carichi mediante ISO 11228-1-2-3. Tecniche di valutazione di rischio nella sicurezza industriale;
L’analisi di sicurezza industriale; le tecniche Haz.Op; tecniche di tipo FMEA; tecniche CCA; le HRA; infortuni e le malattie professionali; le banche dati nazionali ed internazionali; indici statistici di incidenza infortunistica. Rumore; fondamenti di acustica e tecniche di misura e monitoraggio; applicazioni. Vibrazioni; introduzione alle vibrazioni meccaniche; incidenza di malattie professionali correlate alla esposizione a vibranti;

Lecture notes provided by the teacher.

Le tecniche classiche di valutazione del rischio in ambito lavorativo riferite a infortuni e tecnopatie. Metodi descrittivo-induttivi di analisi di rischio; la Job Safety Analysis , check lists, FAST method. Schemi di analisi per agenti da malattia professionale: agenti fisici e movimentazione manuale dei carichi mediante ISO 11228-1-2-3. Tecniche di valutazione di rischio nella sicurezza industriale;
L’analisi di sicurezza industriale; le tecniche Haz.Op; tecniche di tipo FMEA; tecniche CCA; le HRA; infortuni e le malattie professionali; le banche dati nazionali ed internazionali; indici statistici di incidenza infortunistica. Rumore; fondamenti di acustica e tecniche di misura e monitoraggio; applicazioni. Vibrazioni; introduzione alle vibrazioni meccaniche; incidenza di malattie professionali correlate alla esposizione a vibranti;

Dispense, testi, leggi di riferimento distribuiti in aula dal docente

Inquinamento atmosferico. Inquinamento su scala locale e su scala globale. Tipologia e formazione degli inquinanti. Effetti nocivi degli inquinanti. Caratterizzazione dell’atmosfera ai fini dell’analisi delle problematiche di inquinamento.
Analisi degli impianti motori per la conversione dell’energia ai fini della determinazione della loro interazione con l’ambiente. Caratterizzazione delle sorgenti di emissione.
Modelli di qualità dell’aria. Fenomeni di trasporto e diffusione e degli inquinanti in atmosfera. Modelli short-term e climatologici. Modelli deterministici e stocastici. Modello gaussiano. Impiego di codici di calcolo EPA per la valutazione dell’impatto ambientale di impianti motori per la conversione dell’energia.
Elementi per la redazione di studi di impatto ambientale di sistemi energetici.
Tecnologie per il riduzione delle emissioni inquinanti. Sistemi di controllo della produzione degli inquinanti e sistemi di rimozione delle emissioni solide e gassose in atmosfera.
Emissioni acustiche da ambienti industriali. Caratterizzazione delle sorgenti di emissione ed analisi della propagazione in ambiente esterno. Tecnologie per il controllo delle emissioni acustiche.
Quadro della normativa in materia di qualità dell’aria, di regolamentazione delle emissioni inquinanti ed acustiche.

- Giorgio Cau, Daniele Cocco “L’Impatto Ambientale dei Sistemi Energetici” Ed. SGEditoriali, 2015
- Mackenzie L. Davis, David A. Cornwell “Introduction to Environmental Engineering” Ed. McGraw-Hill, 1991
- C. S. Rao “Environmental Pollution Control Engineering” Ed. New Age International (P) Limited, 2006
- Lewis H. Bell, Douglas H. Bell “Industrial Noise Control” Ed. Marcel Dekker Inc., 1994
- Robert G. Kunz “Environmental Calculations: A Multimedia Approach” John Widely & Sons Inc., 2009

Teoria della similitudine applicata al campo turbomacchinistico

- Criteri di similitudine e limiti;
- Raggruppamento delle variabili in numeri adimensionali;
- Applicazioni notevoli nel dimensionamento e nell’analisi di turbomacchine;


Turbomacchine idrauliche

1) Turbopompe centrifughe e assiali

- Principi di funzionamento e prestazioni
- Influenza della cavitazione nella selezione e nel progetto di turbopompe;
- Dimensionamento delle giranti centrifughe
- Dimensionamento delle giranti ad elica
- Dimensionamento di diffusori lisci, palettati, canali di ritorno e volute di raccolta
- Parametri che influenzano le prestazioni delle turbopompe
- Cenni relativi alla regolazione e sistemi di adescamento.

2) Turbine idrauliche

- Principi di funzionamento e prestazioni;
- Dimensionamento delle turbine Pelton;
- Dimensionamento di turbine idrauliche a reazione (Francis e Kaplan);
- Tubi diffusori
- Cavitazione nelle turbine a reazione;
- Curve di rendimento e diagrammi collinari;
- Principi di regolazione

Turbomacchine a fluido elastico

3) Fluidodinamica di flussi intubati

- Richiami di termodinamica e gasdinamica elementare;
- Efflussi bi-dimensionali non viscosi, vorticità, Teorema di Crocco, urti retti, obliqui e curvi. Urti e vantagli di espansione su profili complessi.
- Profili bi-dimensionali in schiere
- Strati limite su profili complessi, effetto dei gradienti di pressione per profili isolati e in schiera, strati limite termici.
- Teoria della resistenza: resistenza di forma, di attrito, indotta e d’onda;
- Interazione onde d’urto/strato limite
- Effetti tri-dimensionali: flussi secondari. Vortici di passaggio, a ferro di cavallo, di spigolo, al bordo di uscita, altri fenomeni secondari.

4) Compressori assiali

- Principi di funzionamento, prestazioni, adimensionalizzazione delle curve caratteristiche;
- Dimensionamento preliminare della macchina;
- Principali limiti al rapporto di compressione di stadio: massima velocità di trascinamento, effetti aerodinamici legati alla velocità assiale, massima deflessione del flusso (teoria alare corretta, carte di Howell etc.), “work-done factor”.
- Analisi del flusso al raggio medio: ottimizzazione del rendimento della falda fluida.
- Leggi di svergolamento: a vortice libero, a grado di reazione costante, ad angolo assoluto ingresso rotore costante.
- Ottimizzazione del rendimento di stadio in relazione alla legge di svergolamento adottata.
- Correlazioni di perdita per uno stadio di compressore assiale.


5) Turbine a vapore

- Principi di funzionamento e prestazioni
- Analisi di uno stadio ad azione, a salti di velocità, a reazione. Confronto tra le diverse soluzioni
- Rendimento di palettatura, perdite per ventilazione, per ammissione parzializzata e per umidità.
- Dimensionamento preliminare di una turbina a vapore: suddivisione in corpi, definizione delle grandezze fondamentali per ogni corpo, dimensionamento alla linea media di ogni stadio, ottimizzazione della corrente alla linea media.

6) Espansori a gas assiali

- Principi di funzionamento, prestazioni, adimensionalizzazione delle curve caratteristiche;
- Dimensionamento preliminare alla linea media;
- Leggi di svergolamento palare: vortice libero, legge ad angolo uscita statore costante.
- Limiti sulle prestazioni del singolo stadio;
- Cenni sulle tecniche di raffreddamento.

• T. Wright e P.M. Gerhart, "Fluid Machinery: Application, Selection and Design", CRC Press ISBN978-1-4200-8294-4
• Materiale a cura del Docente messo a disposizione su piattaforma Moodle

Il vettore energetico "elettricità" e la sua produzione nei contesti mondiale, europeo e nazionale. Macrosettori di utilizzazione dell’elettricità e tipici diagrammi di carico del sistema elettrico di trasmissione e di distribuzione. Cenni sul mercato dell’energia elettrica in Italia. Fonti energetiche rinnovabili: quadro generale; contesto globale, europeo e nazionale. Aspetti tecnici della transizione tecnologica verso la generazione distribuita, le comunità energetiche e le smart-grid.
Efficienza energetica degli impianti elettrici utilizzatori (norma CEI 64-8/8-1): localizzazione dei quadri elettrici (metodo del baricentro elettrico), scelta della taglia dei trasformatori della cabina di distribuzione, perdite nei conduttori, criteri di progettazione per zone/utilizzo/maglie, motori elettrici ad alta efficienza e azionamenti a velocità variabile per la gestione dei fluidi, gestione dei carichi elettrici, correzione del fattore di potenza, qualità dell’alimentazione e continuità del servizio.
Dispositivi per l’accumulo di energia per la gestione di fonti rinnovabili non programmabili: accumulatori elettrochimici, sistemi combinati accumulatore elettrochimico e supercondensatori, sistemi superconducting magnetic energy storage (SMES), sistemi per la produzione e l’accumulo di idrogeno (P2G). Sistemi di generazione elettrica con celle a combustibile. Convertitori elettronici di potenza DC-DC per la regolazione e il controllo della potenza in corrente continua ai terminali di generatori elettrici (moduli fotovoltaici, celle a combustibile) o di sistemi di accumulo.
Caratteristiche della radiazione solare e di funzionamento di una cella fotovoltaica. Moduli fotovoltaici e tipiche configurazioni dei campi fotovoltaici per la generazione stand-alone o per il collegamento in rete. Algoritmi di maximum power point tracking. Norma CEI 0-21 e aspetti di regolazione e controllo nei sistemi connessi alla rete.
Sistemi di generazione da fonte eolica: producibilità potenziale e cenni sul principio di funzionamento di un aeromotore. Curva di potenza di un aeromotore e tipico campo di funzionamento in relazione alla velocità del vento. Architetture dei sistemi eolici a velocità fissa o a velocità variabile con macchina elettrica sincrona oppure asincrona con rotore a gabbia o con rotore avvolto. Algoritmi di controllo per la regolazione di maximum power point tracking nei sistemi eolici a velocità variabile e algoritmi di regolazione della potenza attiva e reattiva dei sistemi collegati alla rete. Parchi eolici offshore e sistemi HVDC per il collegamento con la rete elettrica.
Cenni sui sistemi di generazione idroelettrica con impianti ad acqua fluente o a bacino. Generazione distribuita con sistemi mini o micro-idraulici per funzionamento in isola o in parallelo alla rete. Accumulo di energia con sistemi di pompaggio. Cenni sulla generazione idroelettrica da onde e maree.

Materiale didattico reso disponibile a cura del docente sulle pagine web Teams e Moodle del corso.

Testi di approfondimento disponibili tramite SBA, IEEE-Xplore:
Renewable and Efficient Electric Power Systems https://ieeexplore.ieee.org/book/5237268
Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems https://ieeexplore.ieee.org/book/5732788

Acustica:
Grandezze acustiche.
Equazione delle onde e velocità del suono.
Soluzioni delle equazioni delle onde: onde piane e sferiche.
Impedenza acustica.
Psicoacustica: l'orecchio, audiogramma normale.
Livelli sonori.
Analisi acustica (bande d’ottava e di terzi d’ottava)
Curve di ponderazione.
Misuratori di livello sonoro.
Acustica degli ambienti aperti.
Barriere acustiche.
Acustica degli ambienti chiusi.
Tempo di riverberazione (formulazione di Sabine e di Eyring).
Materiali fonoassorbenti.
Potere fonoisolante. Legge della massa

Illuminotecnica:
Richiami di irraggiamento.
Grandezze fotometriche e radiometriche.
L'occhio. La prestazione visiva.
Strumenti di misura delle grandezze fotometriche.
Cenni di colorimetria.
Sorgenti luminose: lampade a incandescenza, a scarica e LED.
Apparecchi illuminanti.
Illuminazione naturale.
Illuminamento da sorgenti estese (lineari, tubolari e rettangolari)
Metodo del flusso totale.
Metodo della radiosità.

-A. B. Coppens, L. E. Kinsler, J. V. Sanders, A. R. Frey, Fundamentals of acoustics (4th edition), Ed. Wiley
-Gino Moncada Lo Giudice e Silvio Santoboni, Acustica, Ed. CEA
-Gino Moncada Lo Giudice e Andrea De Lieto Vollaro, Illuminotecnica, Ed. CEA

Fonti primarie di energia e fabbisogni energetici: classificazione delle fonti energetiche, disponibilità e fabbisogni di energia, distribuzione e utilizzazione dell’energia.
Transizione energetica: scenario attuale, obiettivi a medio e lungo termine, ostacoli e barriere all’uso delle energie rinnovabili.
Energia potenziale idraulica: disponibilità della risorsa, impianti motori idraulici ad acqua fluente, a bacino, micro e mini hydro.
Energia geotermica: classificazione dei sistemi geotermici, tecnologie per utilizzazione di sistemi geotermici a bassa ed alta entalpia per applicazioni termiche e produzione di potenza.
Energia solare: disponibilità della risorsa, pannelli solari, tecnologie per la concentrazione della radiazione, impianti per la produzione di potenza elettrica.
Energia eolica: stima della disponibilità della risorsa, tipologie di macchine eoliche, principi di funzionamento, prestazioni, problemi tecnologici e di installazione, impatto ambientale.
Energia da biomasse: classificazione e caratterizzazione delle biomasse, uso di biomasse per produzione di potenza, combustibili liquidi e gassosi derivati da biomasse.
Energie rinnovabili in ambito marino: classificazione, disponibilità, sistemi per produzione di potenza.
Sistemi di Accumulo Energetico: classificazione, principi di funzionamento, prestazioni tecno-economiche

CAPUTO C., “Gli impianti convertitori di energia”, ed. Masson, Milano, 1997.
Daniele Cocco, Pierpaolo Puddu, ‘Tecnologie delle energie rinnovabili’, S.G.E., 2016.
Boyle, “ Renewable Energy (3rd edition)”, Oxford 2014.

Argomenti trattati nel corso

Il movimento sostenibile, popolazione e prosperità, cambiamento climatico, confronto tra efficienza energetica ed energie rinnovabili, risorse energetiche rinnovabili e non rinnovabili, teoria di base dell’atmosfera.
Introduzione al concetto di sostenibilità: storia della sostenibilità e dello sviluppo sostenibile, i pilastri della sostenibilità e l’Agenda 2030.
Indicatori di sostenibilità ambientale: generalità, modelli PSR e DPISR, indicatori europei comuni, Global Warming Potential e CO2 equivalente. Ecological Footprint, Carbon Footprint, Life Cycle Analysis, Water Footprint.
Fenomeni di inquinamento globale.
Valutazione di impatto ambientale.
Inquinamento dell’aria, inquinamento acustico, inquinamento termico e inquinamento dei mari.
Richiami di trasmissione del calore per la fisica dell'edificio.
Diagnosi energetica degli edifici e Green Buildings.
Software di simulazione energetica dinamica.
Benessere termoigrometrico.
Termoflussimetria, termografia, acquisizione parametri ambientali, metodo termometrico.

Materiale didattico fornito dal docente.

CAVE E MINIERE. LE SOSTANZE MINERALI DI CAVA: A) ROCCE ORNAMENTALI DA TELAIO E DA SPACCO (MARMI, TRAVERTINI, “GRANITI”, “PIETRE”); B) MATERIALI DA COSTRUZIONE: 1) INERTI PER CALCESTRUZZO E MALTA (SABBIE, GHIAIE E PIETRISCHI DA FRANTUMAZIONE); 2) BLOCCHETTI E CONCI; 3) PEZZAMI E BLOCCHI DA SCOGLIERA; C) MATERIE PRIME PER L’INDUSTRIA (SABBIE SILICEE, DIATOMITI E FARINE FOSSILI, MARNE ARTIFICIALI, “PIETRA DA CALCE”, DOLOMITE, ETC).

LE FORMAZIONI GEOLOGICHE, LE RISORSE E LE RISERVE MINERARIE. IL GIACIMENTO MINERARIO, LE COPERTURE E GLI INTERCALARI STERILI. COLTIVAZIONI A CIELO APERTO ED IN SOTTERRANEO. IL RAPPORTO DI SCOPERTURA. LA MORFOLOGIA DEL TERRITORIO E LA TIPOLOGIA DELLE CAVE.

LA PIANIFICAZIONE DELLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE E LA LOCALIZZAZIONE DELLE CAVE: ESPLORAZIONE INTEGRALE E POLI ESTRATTIVI. IMPATTO DELLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE E VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE.

LEGISLAZIONE NAZIONALE E REGIONALE SULLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE. CONCESSIONE ED AUTORIZZAZIONE. PIANIFICAZIONE REGIONALE E LOCALE. PROGETTI DI COLTIVAZIONE E RECUPERO AMBIENTALE.

ELEMENTI VOLUMETRICI E FUNZIONALI DELLA COLTIVAZIONE. GERARCHIA DEI VOLUMI. METODI DI COLTIVAZIONE IN SOTTERRANEO. CAMERE E PILASTRI E METODI PER RIPIENA. METODI DI COLTIVAZIONE A GIORNO: A) PER GRADONI (GRADONE UNICO, GRADONI MULTIPLI); B) PER SPLATEAMENTO; C) PER FETTE VERTICALI.

TECNOLOGIE DI PRODUZIONE: ABBATTIMENTO MEDIANTE ESPLOSIVI, SCAVO MECCANICO, RIPPAGGIO, DOZING E SCRAPERS. TECNICHE E TECNOLOGIE DI PERFORAZIONE. CENNI DI TECNICA DEGLI ESPLOSIVI. RUMORE, SOVRAPRESSIONI IN ARIA ED ONDE SUPERFICIALI. MOVIMENTAZIONE E TRASPORTO MEDIANTE DUMPERS, NASTRI E FORNELLI. IMPIANTI DI FRANTUMAZIONE, VAGLIATURA E MACINAZIONE.

QUALITÀ E CERTIFICAZIONE DEI PRODOTTI DI CAVA. COLTIVAZIONE DELLE ROCCE ORNAMENTALI A GIORNO ED IN SOTTERRANEO: GRANDI BANCATE E GRADINO BASSO. TECNICHE DI TAGLIO: FILO DIAMANTATO, TAGLIATRICI A CATENA, TAGLIO CON FIAMMA E CON ACQUA. SPACCO STATICO E DINAMICO. TIPOLOGIE DEI PRODOTTI. RESA DI COLTIVAZIONE E DISCARICHE.

IMPIANTI DI SEGAGIONE E LABORATORI. L’ORGANIZZAZIONE DELLA PRODUZIONE ED IL CICLO ELEMENTARE DI PRODUZIONE. LA TECNICA PERT. PRODUTTIVITÀ MINIMA E MASSIMA. DIMENSIONAMENTO DELLA CAVA MEDIANTE IL METODO DEGLI SPAZI FUNZIONALI.

SCELTA DEL METODO DI COLTIVAZIONE E GRADUALITÀ DEL RECUPERO AMBIENTALE. CARTE DI VISIBILITÀ E MITIGAZIONE DELL’IMPATTO VISIVO.

BONIFICA, RECUPERO E RIPRISTINO. TECNICHE DI INGEGNERIA NATURALISTICA. I LAGHI DI CAVA. AZIONI DI IMPATTO DELLE CAVE VERSO L’ESTERNO. RUMORE, POLVERI, VIBRAZIONI E LE TECNICHE DI RILEVAZIONE E MITIGAZIONE.

LA SICUREZZA SUL LAVORO. NORME FONDAMENTALI EUROPEEE, NAZIONALI E LOCALI. LA VALUTAZIONE DEI RISCHI ED IL DOCUMENTO DI SALUTE E SICUREZZA AI SENSI DEL DPR 624. I PRINCIPALI AGENTI MATERIALI DI INFORTUNIO E DI MALATTIA PROFESSIONALE. RUMORE, POLVERI E VIBRAZIONI

dispense a cura del docente. Distribuzione in aula

CAVE E MINIERE. LE SOSTANZE MINERALI DI CAVA: A) ROCCE ORNAMENTALI DA TELAIO E DA SPACCO (MARMI, TRAVERTINI, “GRANITI”, “PIETRE”); B) MATERIALI DA COSTRUZIONE: 1) INERTI PER CALCESTRUZZO E MALTA (SABBIE, GHIAIE E PIETRISCHI DA FRANTUMAZIONE); 2) BLOCCHETTI E CONCI; 3) PEZZAMI E BLOCCHI DA SCOGLIERA; C) MATERIE PRIME PER L’INDUSTRIA (SABBIE SILICEE, DIATOMITI E FARINE FOSSILI, MARNE ARTIFICIALI, “PIETRA DA CALCE”, DOLOMITE, ETC).

LE FORMAZIONI GEOLOGICHE, LE RISORSE E LE RISERVE MINERARIE. IL GIACIMENTO MINERARIO, LE COPERTURE E GLI INTERCALARI STERILI. COLTIVAZIONI A CIELO APERTO ED IN SOTTERRANEO. IL RAPPORTO DI SCOPERTURA. LA MORFOLOGIA DEL TERRITORIO E LA TIPOLOGIA DELLE CAVE.

LA PIANIFICAZIONE DELLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE E LA LOCALIZZAZIONE DELLE CAVE: ESPLORAZIONE INTEGRALE E POLI ESTRATTIVI. IMPATTO DELLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE E VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE.

LEGISLAZIONE NAZIONALE E REGIONALE SULLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE. CONCESSIONE ED AUTORIZZAZIONE. PIANIFICAZIONE REGIONALE E LOCALE. PROGETTI DI COLTIVAZIONE E RECUPERO AMBIENTALE.

ELEMENTI VOLUMETRICI E FUNZIONALI DELLA COLTIVAZIONE. GERARCHIA DEI VOLUMI. METODI DI COLTIVAZIONE IN SOTTERRANEO. CAMERE E PILASTRI E METODI PER RIPIENA. METODI DI COLTIVAZIONE A GIORNO: A) PER GRADONI (GRADONE UNICO, GRADONI MULTIPLI); B) PER SPLATEAMENTO; C) PER FETTE VERTICALI.

TECNOLOGIE DI PRODUZIONE: ABBATTIMENTO MEDIANTE ESPLOSIVI, SCAVO MECCANICO, RIPPAGGIO, DOZING E SCRAPERS. TECNICHE E TECNOLOGIE DI PERFORAZIONE. CENNI DI TECNICA DEGLI ESPLOSIVI. RUMORE, SOVRAPRESSIONI IN ARIA ED ONDE SUPERFICIALI. MOVIMENTAZIONE E TRASPORTO MEDIANTE DUMPERS, NASTRI E FORNELLI. IMPIANTI DI FRANTUMAZIONE, VAGLIATURA E MACINAZIONE.

QUALITÀ E CERTIFICAZIONE DEI PRODOTTI DI CAVA. COLTIVAZIONE DELLE ROCCE ORNAMENTALI A GIORNO ED IN SOTTERRANEO: GRANDI BANCATE E GRADINO BASSO. TECNICHE DI TAGLIO: FILO DIAMANTATO, TAGLIATRICI A CATENA, TAGLIO CON FIAMMA E CON ACQUA. SPACCO STATICO E DINAMICO. TIPOLOGIE DEI PRODOTTI. RESA DI COLTIVAZIONE E DISCARICHE.

IMPIANTI DI SEGAGIONE E LABORATORI. L’ORGANIZZAZIONE DELLA PRODUZIONE ED IL CICLO ELEMENTARE DI PRODUZIONE. LA TECNICA PERT. PRODUTTIVITÀ MINIMA E MASSIMA. DIMENSIONAMENTO DELLA CAVA MEDIANTE IL METODO DEGLI SPAZI FUNZIONALI.

SCELTA DEL METODO DI COLTIVAZIONE E GRADUALITÀ DEL RECUPERO AMBIENTALE. CARTE DI VISIBILITÀ E MITIGAZIONE DELL’IMPATTO VISIVO.

BONIFICA, RECUPERO E RIPRISTINO. TECNICHE DI INGEGNERIA NATURALISTICA. I LAGHI DI CAVA. AZIONI DI IMPATTO DELLE CAVE VERSO L’ESTERNO. RUMORE, POLVERI, VIBRAZIONI E LE TECNICHE DI RILEVAZIONE E MITIGAZIONE.

LA SICUREZZA SUL LAVORO. NORME FONDAMENTALI EUROPEEE, NAZIONALI E LOCALI. LA VALUTAZIONE DEI RISCHI ED IL DOCUMENTO DI SALUTE E SICUREZZA AI SENSI DEL DPR 624. I PRINCIPALI AGENTI MATERIALI DI INFORTUNIO E DI MALATTIA PROFESSIONALE. RUMORE, POLVERI E VIBRAZIONI

Lecture notes, texts, reference laws provided in the classroom by the teacher

Oleodinamica

1. Condizioni di efflusso notevoli in oleodinamica
Flusso attraverso gli orifizi - Il coefficiente di efflusso Ce o “discharge coefficient CD”
Flusso nei meati

2. Valvole
Valvola limitatrice di pressione
Valvola riduttrice di pressione
Valvola regolatrice di portata RQ2
Valvola regolatrice di portata RQ3
Valvole a posizionamento continuo e caratteristiche
Manipolatore oleodinamico
Servovalvole e valvole proporzionali
Servovalvole Nozzle-Flapper

3. Attuatori
Classificazione e caratteristiche e degli attuatori lineari e rotativi

4. Operatori
Classificazione delle pompe impiegate nell'oleodinamica
Livello di pressione
Regolarità della portata
Variabilità della cilindrata
Considerazioni su rapporto Costo/Prestazioni

5. Fluidi, accumulatori e tubazioni
Funzioni del fluido nei sistemi oleodinamici
Definizione e caratterizzazione della comprimibilità
Comprimibilià effettiva
Filtrazione
Condizionamento termico
Accumulatori
Tubazioni

6. Perdite nelle macchine operatrici e motrici
Modello di Wilson

7. Sistemi
Gruppi di alimentazione a portata costante
Gruppi di alimentazione a pressione costante
Le trasmissioni idrostatiche, macchine a cilindrata variabile
I sistemi “load sensing”
Il controllo “automotivo”

8. Aspetti, componenti e sistemi legati alla divisione o ripartizione del flusso verso gli utilizzatori
Divisori di flusso a posizionamento continuo
Divisori a ingranaggi
Divisori a logica proporzionale

9. Controllo di attuatori lineari e rotativi
Linearizzazione dei sistemi oleodinamici intorno al punto di funzionamento nominale
Caratterizzazione del comportamento delle valvole a posizionamento continuo
Caratterizzazione dei sistemi dinamici del primo e del secondo ordine mediante i parametri canonici
Controllori industriali di tipo PID
Sistemi “valve-controlled”
Sistemi “pump-controlled” (cilindrata variabile, velocità del motore primo variabile)
Sistemi oleodinamici in ambito “meccatronico”

10. Progetto di sistemi oleodinamici
Progetto di un sistema o di un componente oleodinamico e verifica delle sue prestazioni in condizioni stazionarie e dinamiche mediante l’impiego del codice di simulazione AMESim®.

Pneumatica

11. Aspetti legati all’esercizio dei componenti pneumatici
Flusso attraverso gli orifizi
Carica e scarica di una capacità
Caratteristica meccanica dei martinetti

12. Sistemi per la generazione e distribuzione dell’aria compressa
Compressori
Valvole
Attuatori
Gruppi per il trattamento dell’aria compressa
Deumidificazione
Filtrazione
Gruppi di generazione e condizionamento

13. Aspetti funzionali e logici nella gestione degli impianti pneumatici
Diagrammi movimento fasi
Grafcet descrittivo, grafcet funzionale, grafcet contratto
Soluzioni per il controllo di due o più attuatori pneumatici e problematiche legate all’insorgenza dei segnali bloccanti
Tecnica della memoria ausiliaria
Tecnica delle memorie in cascata
Sequenziatori
Elettropneumatica a relé
Sistemi gestiti da PLC

-N.NERVEGNA “OLEODINAMICA E PNEUMATICA” ED. POLITEKO, TORINO
-G. BELFORTE, A.M. BERTETTO, L. MAZZA “ PNEUMATICA” ED. TECNICHE NUOVE, MILANO
-ASSOFLUID “L’OLEOIDRAULICA NELL’AMBITO INDUSTRIALE E MOBILE” ED. ASSOFLUID. MILANO
-ASSOFLUID “LA PNEUMATICA E LE SUE APPLICAZIONI” ED. ASSOFLUID. MILANO
-N.D. MANRING “HYDRAULIC CONTROL SYSTEMS” ED. JOHN WILEY & SONS, N. JERSEY
-AKERS, M. GASSMAN E R. SMITH “ HYDRAULIC POWER SYSTEM ANALYSIS” ED.TAYLOR & FRANCIS
-P. BEATER “PNEUMATIC DRIVES” SPRINGER-VERLAG BERLIN
-Materiale didattico a cura del docente

• Conoscenza delle basi teoriche e della funzionalità della modellazione 3D e dell’analisi e ottimizzazione strutturale di elementi e sistemi meccanici;
• Conoscenza dei metodi per lo sviluppo e l’ingegnerizzazione di componenti e sistemi meccanici;
• Capacità di utilizzare software per la modellazione 3D e l’analisi e l’ottimizzazione strutturale.
• Capacità di utilizzare metodi e strumenti per la progettazione strutturale di componenti e sistemi meccanici;

J.E. Shigley, Progetto e costruzione di macchine. McGraw-Hill Education; 2020 - Capitolo 19

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze avanzate sull’utilizzo di strumenti e metodi di progettazione impiegati nel contesto dell’ingegneria industriale. Tali strumenti e metodi riguardano la modellazione avanzata con software di Computer-Aided Design (CAD), la simulazione con strumenti del tipo Computer-Aided Engineering (CAE), l’ottimizzazione strutturale basata su analisi FEM, tecniche di Design for Additive Manufacturing, esempi di Design for X come Design for Manufacturing and Assembly, e basi per lo studio del ciclo di vita del prodotto (Life Cycle Assessment – LCA) partendo dal modello CAD. Per quanto riguarda lo studio di ottimizzazione, sarà approfondita sia l’ottimizzazione parametrica che l’ottimizzazione topologica. Lo studente sarà impiegato su casi studio multidisciplinari al fine di integrare le nozioni acquisite in altri insegnamenti e fare al tempo stesso pratica con l’utilizzo dei sistemi di modellazione e simulazione avanzata. L’obiettivo finale del corso è quello di far acquisire conoscenze e competenze sui vari strumenti e metodi da impiegare per una progettazione avanzata di prodotto e sistema, basata su tecniche di prototipazione virtuale integrate con analisi di ottimizzazione e di valutazione del ciclo di vita.

Programma nel dettaglio:
1. Progettazione Ingegneristica
• fasi della progettazione ingegneristica
• Configurazione e modularità di prodotto. Differenze tra Configure-to-Order e Engineer-to-Order.
2. Gestione del Ciclo di Vita del Prodotto
• Introduzione al Product Life Cycle Management (PLM) per la gestione del ciclo di vita del prodotto.
3. Modellazione Geometrica con strumenti CAD
• La modellazione CAD feature-based e le tecniche di gestione avanzata dei parametri.
• PMI: annotazioni nel modello 3D.
• Cenni sulla modellazione delle superfici.
4. Interfacce di programmazione
• Linguaggi di programmazione per l’interfaccia CAD.
• Esempi di sviluppo.
5. Strumenti CAE: Ingegneria Assistita da Calcolatore
• Introduzione sistemi CAE e applicazioni.
• Interfacciamento ed interoperabilità tra sistemi CAD/CAE.
• Strumenti software per la simulazione numerica agli elementi finiti – FEM.
• Simulazioni strutturali.
6. Strumenti di Ottimizzazione
• Strumenti e metodi di ottimizzazione parametrica.
• Ottimizzazione multi-obiettivo.
• Ottimizzazione Topologica nelle simulazioni FEM.
• Esempi.
7. Ingegneria Inversa
• Strumenti ottici di acquisizione dei modelli 3D.
• Caso studio con scanner 3D.
8. Progettazione per la stampa additiva – Additive Manufacturing
• Tecnologie di Stampa 3D, 3D Printing da polveri metalliche.
• Modellazione applicando strutture reticolari.
• Struttura di supporto e orientazione.
• Design for Additive Manufacturing: fasi, strumenti, e sviluppo del Progetto.
• Strumenti CAD/CAE per il progetto additivo.
9. Design for X
• Design for X: definizioni ed esempi di Design for Assembly and Design for Disassembly, etc.
• Principi di Life Cycle Assessment per il settore industriale.
• Metodi di Ecodesign supportati da analisi Life Cycle Assessment (Design for Sustainability).
10. Modellazione del Piping 3D per il settore industriale
• Tubazioni 3D modellate tramite strumenti CAD 3D.

Le dispense delle lezioni sono presenti sul sito Moodle dell'insegnamento.

Specifiche prestazionali e caratteristiche metrologiche della strumentazione industriale: richiami su concetti di base di metrologia e metodi di misura. Elaborazione ed analisi di misure di grandezze dinamiche. Complementi di statistica applicata alle misure industriali ed ai controlli di qualità. Guida alla stesura di relazioni tecnico-scientifiche.
Catene di misura e condizionamento dei segnali nei processi industriali: richiami sull’adattamento di impedenza, amplificatori, filtri, modulatori e demodulatori, circuiti a ponte, sistemi di linearizzazione, trasmettitori di misura, standard di comunicazione degli strumenti di misura. Sistemi di acquisizione dati per applicazioni industriali. Infrastrutture di rete per misure industriali: fondamenti e applicazioni.
Metodi e sistemi di misura per grandezze meccaniche e termiche nelle applicazioni industriali (es. rilievi non invasivi, sistemi ottici e digitali, misure di temperatura senza contatto, misure di livello, sistemi ad ultrasuoni, trasduttori resistivi, capacitivi e induttivi, sistemi di misura radiometrici, ecc.). Gestione del parco apparecchiature in contesto industriale.

• W. C. Dunn, Fundamentals of Industrial Instrumentation and Process Control, McGraw-Hill, 2005.
• C. W. de Silva , Sensors and actuators – Engineering System Instrumentation, CRC Press Taylor & Francis Group, 2015.
• Beckwith T.G., Marangoni R.D. & Lienhard J.H, Mechanical Measurements, Pearson Prentice Hall, 2007.
• Tony R. Kuphaldt, Lessons In Industrial Instrumentation, Samurai Media Limited, 2019.
• Alessandro Brunelli, Manuale di taratura degli strumenti di misura, Gisiservizi, 2012.
• G. Malagola, A. Ponterio, La metrologia dimensionale: teoria e procedure di taratura, Società Editrice Esculapio, 2013.
• D.C.Montgomery, Introduction to Statistical Quality Control, John Wiley & Sons, Inc., 2009.
• R. S. Figliola, D. E. Beasley, Theory and Design for Mechanical Measurements, 6th Edition, Wiley, 2015.
• Hughes, T. Hase, Measurements and their Uncertainties A practical guide to modern error analysis, Oxford University Press Inc., New York, 2010.
• W. Navidi, Probabilità e statistica per l'ingegneria e le scienze, Mc Graw Hill, 2006.
• CEI UNI 70098-3: 2016, Incertezza di misura. Parte 3: Guida all'espressione dell'incertezza di misura
• F. P. Branca, Misure meccaniche, E.S.A. Editrice, Roma 1980.
• P. Cappa, Sensori e Trasduttori per Misure Meccaniche e Termiche, Voll. I-III, Borgia Editore, 1994.
• Materiale didattico messo a disposizione dal docente

Le tecniche classiche di valutazione del rischio in ambito lavorativo riferite a infortuni e tecnopatie. Metodi descrittivo-induttivi di analisi di rischio; la Job Safety Analysis , check lists, FAST method. Schemi di analisi per agenti da malattia professionale: agenti fisici e movimentazione manuale dei carichi mediante ISO 11228-1-2-3. Tecniche di valutazione di rischio nella sicurezza industriale;
L’analisi di sicurezza industriale; le tecniche Haz.Op; tecniche di tipo FMEA; tecniche CCA; le HRA; infortuni e le malattie professionali; le banche dati nazionali ed internazionali; indici statistici di incidenza infortunistica. Rumore; fondamenti di acustica e tecniche di misura e monitoraggio; applicazioni. Vibrazioni; introduzione alle vibrazioni meccaniche; incidenza di malattie professionali correlate alla esposizione a vibranti;

Lecture notes provided by the teacher.

Le tecniche classiche di valutazione del rischio in ambito lavorativo riferite a infortuni e tecnopatie. Metodi descrittivo-induttivi di analisi di rischio; la Job Safety Analysis , check lists, FAST method. Schemi di analisi per agenti da malattia professionale: agenti fisici e movimentazione manuale dei carichi mediante ISO 11228-1-2-3. Tecniche di valutazione di rischio nella sicurezza industriale;
L’analisi di sicurezza industriale; le tecniche Haz.Op; tecniche di tipo FMEA; tecniche CCA; le HRA; infortuni e le malattie professionali; le banche dati nazionali ed internazionali; indici statistici di incidenza infortunistica. Rumore; fondamenti di acustica e tecniche di misura e monitoraggio; applicazioni. Vibrazioni; introduzione alle vibrazioni meccaniche; incidenza di malattie professionali correlate alla esposizione a vibranti;

Dispense, testi, leggi di riferimento distribuiti in aula dal docente

CAVE E MINIERE. LE SOSTANZE MINERALI DI CAVA: A) ROCCE ORNAMENTALI DA TELAIO E DA SPACCO (MARMI, TRAVERTINI, “GRANITI”, “PIETRE”); B) MATERIALI DA COSTRUZIONE: 1) INERTI PER CALCESTRUZZO E MALTA (SABBIE, GHIAIE E PIETRISCHI DA FRANTUMAZIONE); 2) BLOCCHETTI E CONCI; 3) PEZZAMI E BLOCCHI DA SCOGLIERA; C) MATERIE PRIME PER L’INDUSTRIA (SABBIE SILICEE, DIATOMITI E FARINE FOSSILI, MARNE ARTIFICIALI, “PIETRA DA CALCE”, DOLOMITE, ETC).

LE FORMAZIONI GEOLOGICHE, LE RISORSE E LE RISERVE MINERARIE. IL GIACIMENTO MINERARIO, LE COPERTURE E GLI INTERCALARI STERILI. COLTIVAZIONI A CIELO APERTO ED IN SOTTERRANEO. IL RAPPORTO DI SCOPERTURA. LA MORFOLOGIA DEL TERRITORIO E LA TIPOLOGIA DELLE CAVE.

LA PIANIFICAZIONE DELLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE E LA LOCALIZZAZIONE DELLE CAVE: ESPLORAZIONE INTEGRALE E POLI ESTRATTIVI. IMPATTO DELLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE E VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE.

LEGISLAZIONE NAZIONALE E REGIONALE SULLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE. CONCESSIONE ED AUTORIZZAZIONE. PIANIFICAZIONE REGIONALE E LOCALE. PROGETTI DI COLTIVAZIONE E RECUPERO AMBIENTALE.

ELEMENTI VOLUMETRICI E FUNZIONALI DELLA COLTIVAZIONE. GERARCHIA DEI VOLUMI. METODI DI COLTIVAZIONE IN SOTTERRANEO. CAMERE E PILASTRI E METODI PER RIPIENA. METODI DI COLTIVAZIONE A GIORNO: A) PER GRADONI (GRADONE UNICO, GRADONI MULTIPLI); B) PER SPLATEAMENTO; C) PER FETTE VERTICALI.

TECNOLOGIE DI PRODUZIONE: ABBATTIMENTO MEDIANTE ESPLOSIVI, SCAVO MECCANICO, RIPPAGGIO, DOZING E SCRAPERS. TECNICHE E TECNOLOGIE DI PERFORAZIONE. CENNI DI TECNICA DEGLI ESPLOSIVI. RUMORE, SOVRAPRESSIONI IN ARIA ED ONDE SUPERFICIALI. MOVIMENTAZIONE E TRASPORTO MEDIANTE DUMPERS, NASTRI E FORNELLI. IMPIANTI DI FRANTUMAZIONE, VAGLIATURA E MACINAZIONE.

QUALITÀ E CERTIFICAZIONE DEI PRODOTTI DI CAVA. COLTIVAZIONE DELLE ROCCE ORNAMENTALI A GIORNO ED IN SOTTERRANEO: GRANDI BANCATE E GRADINO BASSO. TECNICHE DI TAGLIO: FILO DIAMANTATO, TAGLIATRICI A CATENA, TAGLIO CON FIAMMA E CON ACQUA. SPACCO STATICO E DINAMICO. TIPOLOGIE DEI PRODOTTI. RESA DI COLTIVAZIONE E DISCARICHE.

IMPIANTI DI SEGAGIONE E LABORATORI. L’ORGANIZZAZIONE DELLA PRODUZIONE ED IL CICLO ELEMENTARE DI PRODUZIONE. LA TECNICA PERT. PRODUTTIVITÀ MINIMA E MASSIMA. DIMENSIONAMENTO DELLA CAVA MEDIANTE IL METODO DEGLI SPAZI FUNZIONALI.

SCELTA DEL METODO DI COLTIVAZIONE E GRADUALITÀ DEL RECUPERO AMBIENTALE. CARTE DI VISIBILITÀ E MITIGAZIONE DELL’IMPATTO VISIVO.

BONIFICA, RECUPERO E RIPRISTINO. TECNICHE DI INGEGNERIA NATURALISTICA. I LAGHI DI CAVA. AZIONI DI IMPATTO DELLE CAVE VERSO L’ESTERNO. RUMORE, POLVERI, VIBRAZIONI E LE TECNICHE DI RILEVAZIONE E MITIGAZIONE.

LA SICUREZZA SUL LAVORO. NORME FONDAMENTALI EUROPEEE, NAZIONALI E LOCALI. LA VALUTAZIONE DEI RISCHI ED IL DOCUMENTO DI SALUTE E SICUREZZA AI SENSI DEL DPR 624. I PRINCIPALI AGENTI MATERIALI DI INFORTUNIO E DI MALATTIA PROFESSIONALE. RUMORE, POLVERI E VIBRAZIONI

dispense a cura del docente. Distribuzione in aula

CAVE E MINIERE. LE SOSTANZE MINERALI DI CAVA: A) ROCCE ORNAMENTALI DA TELAIO E DA SPACCO (MARMI, TRAVERTINI, “GRANITI”, “PIETRE”); B) MATERIALI DA COSTRUZIONE: 1) INERTI PER CALCESTRUZZO E MALTA (SABBIE, GHIAIE E PIETRISCHI DA FRANTUMAZIONE); 2) BLOCCHETTI E CONCI; 3) PEZZAMI E BLOCCHI DA SCOGLIERA; C) MATERIE PRIME PER L’INDUSTRIA (SABBIE SILICEE, DIATOMITI E FARINE FOSSILI, MARNE ARTIFICIALI, “PIETRA DA CALCE”, DOLOMITE, ETC).

LE FORMAZIONI GEOLOGICHE, LE RISORSE E LE RISERVE MINERARIE. IL GIACIMENTO MINERARIO, LE COPERTURE E GLI INTERCALARI STERILI. COLTIVAZIONI A CIELO APERTO ED IN SOTTERRANEO. IL RAPPORTO DI SCOPERTURA. LA MORFOLOGIA DEL TERRITORIO E LA TIPOLOGIA DELLE CAVE.

LA PIANIFICAZIONE DELLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE E LA LOCALIZZAZIONE DELLE CAVE: ESPLORAZIONE INTEGRALE E POLI ESTRATTIVI. IMPATTO DELLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE E VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE.

LEGISLAZIONE NAZIONALE E REGIONALE SULLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE. CONCESSIONE ED AUTORIZZAZIONE. PIANIFICAZIONE REGIONALE E LOCALE. PROGETTI DI COLTIVAZIONE E RECUPERO AMBIENTALE.

ELEMENTI VOLUMETRICI E FUNZIONALI DELLA COLTIVAZIONE. GERARCHIA DEI VOLUMI. METODI DI COLTIVAZIONE IN SOTTERRANEO. CAMERE E PILASTRI E METODI PER RIPIENA. METODI DI COLTIVAZIONE A GIORNO: A) PER GRADONI (GRADONE UNICO, GRADONI MULTIPLI); B) PER SPLATEAMENTO; C) PER FETTE VERTICALI.

TECNOLOGIE DI PRODUZIONE: ABBATTIMENTO MEDIANTE ESPLOSIVI, SCAVO MECCANICO, RIPPAGGIO, DOZING E SCRAPERS. TECNICHE E TECNOLOGIE DI PERFORAZIONE. CENNI DI TECNICA DEGLI ESPLOSIVI. RUMORE, SOVRAPRESSIONI IN ARIA ED ONDE SUPERFICIALI. MOVIMENTAZIONE E TRASPORTO MEDIANTE DUMPERS, NASTRI E FORNELLI. IMPIANTI DI FRANTUMAZIONE, VAGLIATURA E MACINAZIONE.

QUALITÀ E CERTIFICAZIONE DEI PRODOTTI DI CAVA. COLTIVAZIONE DELLE ROCCE ORNAMENTALI A GIORNO ED IN SOTTERRANEO: GRANDI BANCATE E GRADINO BASSO. TECNICHE DI TAGLIO: FILO DIAMANTATO, TAGLIATRICI A CATENA, TAGLIO CON FIAMMA E CON ACQUA. SPACCO STATICO E DINAMICO. TIPOLOGIE DEI PRODOTTI. RESA DI COLTIVAZIONE E DISCARICHE.

IMPIANTI DI SEGAGIONE E LABORATORI. L’ORGANIZZAZIONE DELLA PRODUZIONE ED IL CICLO ELEMENTARE DI PRODUZIONE. LA TECNICA PERT. PRODUTTIVITÀ MINIMA E MASSIMA. DIMENSIONAMENTO DELLA CAVA MEDIANTE IL METODO DEGLI SPAZI FUNZIONALI.

SCELTA DEL METODO DI COLTIVAZIONE E GRADUALITÀ DEL RECUPERO AMBIENTALE. CARTE DI VISIBILITÀ E MITIGAZIONE DELL’IMPATTO VISIVO.

BONIFICA, RECUPERO E RIPRISTINO. TECNICHE DI INGEGNERIA NATURALISTICA. I LAGHI DI CAVA. AZIONI DI IMPATTO DELLE CAVE VERSO L’ESTERNO. RUMORE, POLVERI, VIBRAZIONI E LE TECNICHE DI RILEVAZIONE E MITIGAZIONE.

LA SICUREZZA SUL LAVORO. NORME FONDAMENTALI EUROPEEE, NAZIONALI E LOCALI. LA VALUTAZIONE DEI RISCHI ED IL DOCUMENTO DI SALUTE E SICUREZZA AI SENSI DEL DPR 624. I PRINCIPALI AGENTI MATERIALI DI INFORTUNIO E DI MALATTIA PROFESSIONALE. RUMORE, POLVERI E VIBRAZIONI

Lecture notes, texts, reference laws provided in the classroom by the teacher

Introduzione all'Intelligenza Artificiale
Modellistica numerica ed uso del computer nel calcolo scientifico
Reti neurali artificiali: il percettrone multistrato (MLP)
Interpolazione ed approssimazione con reti neurali (regressione lineare e non lineare), esempio grafico anche in 3D
Addestramento supervisionato: algoritmo di backpropagation per il calcolo del gradiente della funzione di errore di un MLP
Introduzione all'ottimizzazione: algoritmi di addestramento
Reti neurali convolutive (CNN)
Reti neurali ricorsive (RNN)
Addestramento non supervisionato
Addestramento a rinforzo
Reti neurali generative
Algoritmi genetici
Swarm intelligence
Sviluppo di codici sorgenti in C/C++ come librerie per Matlab e Python

Esempi di applicazioni:
Simulazione di una cella solare con reti neurali
Reti neurali per ottimizzazione di pannelli solari
Solarimetro neurale
Risoluzione dei circuiti termici
Calcolo dei parametri del modello statico di Jiles – Atherton
Calcolo dei parametri del modello ad un diodo di una cella solare

Dive into deep learning
https://d2l.ai/

MODULO 1 – Diritto e Ordinamento
1. Le regole del diritto
2. Cos’è un ordinamento giuridico
3. Ogni ordinamento è un sistema
4. Costituzione e ordinamento costituzionale
5. Le principali teorie della costituzione
6. Diritto pubblico e diritto privato
MODULO 2 – La giurisdizione
1. La giurisdizione
2. Garanzie costituzionali ed internazionali della giurisdizione
3. La giurisdizione ordinaria
4. Limiti alla giurisdizione ordinaria
5. La giurisdizione italiana
6. Inderogabilità della giurisdizione italiana
MODULO 3 – Le fonti del diritto
1. Definizione di fonti del diritto. Fonti di cognizione e fonti di produzione
2. L’elenco attuale delle fonti del diritto
3. I criteri di coordinamento fra le fonti del diritto: il principio gerarchico; il
4. principio di competenza; il principio cronologico
5. (a) Il principio gerarchico
6. b) Il principio di competenza
7. (c) Il principio cronologico
8. La Costituzione, le leggi di revisione costituzionale e le leggi costituzionali
9. L’illegittimità costituzionale delle norme di legge. La Corte costituzionale
10. La Costituzione ed i rapporti di diritto privato
11. Le fonti comunitarie
12. Le leggi e gli altri atti aventi “forza di legge”
13. I codici e la loro posizione nel sistema delle fonti del diritto
14. La funzione dei codici
15. Il codice civile italiano: cenni storici
16. Le partizioni del codice civile italiano. La legislazione settoriale e le
nuove codificazioni
17. Gli statuti e le leggi regionali
18. I regolamenti
19. Gli usi normativi (o la consuetudine)
20. Usi normativi, usi negoziali ed usi interpretativi: differenze
21. L’equità̀
22. La giurisprudenza: sistema di Civil law e di Common law
MODULO 4 – Obbligazioni e contratti
1. L’obbligazione
2. L’adempimento
3. L’obbligazione: i suoi modi di estinzione e l’inadempimento
4. La mora del creditore, le obbligazioni solidali e alternative
5. Le obbligazioni pecuniarie
6. Le modificazioni del lato passivo e del lato attivo dell’obbligazione
7. Il risarcimento del danno: disciplina e criteri di determinazione
8. Tutela risarcitoria
9. Il contratto in generale
10. I vincoli nella formazione del contratto e la responsabilità precontrattuale
11. Disciplina della rappresentanza e causa del contratto
12. La forma
13. Elementi accidentali
14. Nullità
15. Annullabilità
16. Risoluzione
17. Rescissione
18. Le «altre» fonti delle obbligazioni
19. La responsabilità aquiliana
20. La funzione della responsabilità aquiliana e le cause di giustificazione
21. Le responsabilità aquiliana c.d. speciale
22. Il danno non patrimoniale
23. Contratto di compravendita
24. I contratti di godimento e i contratti di prestito
MODULO 5 – Contratti e diritti del consumatore
1. Premessa. La genesi e le ragioni del diritto dei consumatori
2. I soggetti: il «consumatore» ed il «professionista».
3. La tutela del contraente debole nei rapporti fra imprenditori
4. L’«educazione del consumatore»; gli obblighi di informazione, la comunicazione pubblicitaria e la promozione commerciale
5. I contratti del consumatore e le clausole vessatorie
6. 361-bis. L’informazione precontrattuale nella novella del 2014
7. I contratti negoziati fuori dai locali commerciali e i contratti a distanza.
Il «commercio elettronico». La commercializzazione a distanza di servizi finanziari
8. 363-bis. Il credito al consumo
9. Tutele speciali: azioni inibitorie e azione collettiva risarcitoria
MODULO 6 – Il Contratto di appalto
1. Delimitazione della figura negoziale
2. Inquadramento sistematico
3. Causa concreta dell’appalto
4. Il contenuto: obbligazioni principali e accessorie
5. I soggetti dell’appalto
6. La forma
7. Appalto e figure affini
8. L’esecuzione dell’appalto
9. Variazioni in corso d’opera
10. L’onerosità sopravvenuta e la difficoltà esecutiva
11. L’ultimazione dell’appalto: verifica, collaudo, accettazione, consegna e pagamento
12. Garanzia per difformità e vizi dell’opera: presupposti e rimedi
13. La responsabilità per rovina o difetti di cose immobili
14. Cause di scioglimento dell’appalto
MODULO 7 – Proprietà intellettuale e Brevetti
1. Funzione e struttura del brevetto
2. La definizione dell’invenzione
3. I requisiti di brevettabilità
4. La procedura di brevettazione
5. I diritti nascenti dall’invenzione
6. L’invenzione del prestatore di lavoro e l’invenzione su commessa
7. Estensione e tutela del brevetto
8. La circolazione dei diritti al brevetto e dei diritti di brevetto
9. Estinzione e nullità del brevetto
10. Settori nuovi e brevetti speciali
11. I brevetti industriali
MODULO 8 – La responsabilità civile dell’ingegnere
1. Caratteri generali della responsabilità
2. La normativa sulla sicurezza e salute sul luogo di lavoro
3. La normativa sulla sicurezza nei cantieri
4. La normativa sugli appalti pubblici
5. La dichiarazione di inizio attività

Il programma del corso è basato sui seguenti testi:
A. BARBERA, C. FUSARO, Corso di diritto pubblico, Dodicesima Edizione, Il Mulino, 2022;
V. COLESANTI, E.T. LIEBMAN, E. MERLIN, E. RICCI, Manuale di Diritto Processuale Civile – Principi, Settima Edizione, Giuffrè Editore, 2007;
G. IORIO, Corso di Diritto Privato, Quinta Edizione, Giappichelli Editore, 2022;
F. GALGANO, Manuale di Diritto Privato, Diciannovesima Edizione, Wolters Kluwer, 2022;
F. ANELLI, C. GRANELLI, P. SCHLESINGER, A. TORRENTE, Manuale di Diritto Privato, Venticinquesima Edizione, Giuffrè 2021;
C. TRAPUZZANO, L’appalto privato, Giuffrè 2020;
G. CAVANI, G. GHIDINI, Lezioni di diritto industriale, Giuffrè, 2014;
A. MUSIO, G. SALITO, La responsabilità dell’ingegnere, Giappichelli, 2010.
Considerato che si tratta di un corso multi tema e la complessità nel reperire le predette fonti di studio, verranno fornite agli studenti dispense e slide in versione PDF.

• Conoscenza delle basi teoriche e della funzionalità della modellazione 3D e dell’analisi e ottimizzazione strutturale di elementi e sistemi meccanici;
• Conoscenza dei metodi per lo sviluppo e l’ingegnerizzazione di componenti e sistemi meccanici;
• Capacità di utilizzare software per la modellazione 3D e l’analisi e l’ottimizzazione strutturale.
• Capacità di utilizzare metodi e strumenti per la progettazione strutturale di componenti e sistemi meccanici;

J.E. Shigley, Progetto e costruzione di macchine. McGraw-Hill Education; 2020 - Capitolo 19

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze avanzate sull’utilizzo di strumenti e metodi di progettazione impiegati nel contesto dell’ingegneria industriale. Tali strumenti e metodi riguardano la modellazione avanzata con software di Computer-Aided Design (CAD), la simulazione con strumenti del tipo Computer-Aided Engineering (CAE), l’ottimizzazione strutturale basata su analisi FEM, tecniche di Design for Additive Manufacturing, esempi di Design for X come Design for Manufacturing and Assembly, e basi per lo studio del ciclo di vita del prodotto (Life Cycle Assessment – LCA) partendo dal modello CAD. Per quanto riguarda lo studio di ottimizzazione, sarà approfondita sia l’ottimizzazione parametrica che l’ottimizzazione topologica. Lo studente sarà impiegato su casi studio multidisciplinari al fine di integrare le nozioni acquisite in altri insegnamenti e fare al tempo stesso pratica con l’utilizzo dei sistemi di modellazione e simulazione avanzata. L’obiettivo finale del corso è quello di far acquisire conoscenze e competenze sui vari strumenti e metodi da impiegare per una progettazione avanzata di prodotto e sistema, basata su tecniche di prototipazione virtuale integrate con analisi di ottimizzazione e di valutazione del ciclo di vita.

Programma nel dettaglio:
1. Progettazione Ingegneristica
• fasi della progettazione ingegneristica
• Configurazione e modularità di prodotto. Differenze tra Configure-to-Order e Engineer-to-Order.
2. Gestione del Ciclo di Vita del Prodotto
• Introduzione al Product Life Cycle Management (PLM) per la gestione del ciclo di vita del prodotto.
3. Modellazione Geometrica con strumenti CAD
• La modellazione CAD feature-based e le tecniche di gestione avanzata dei parametri.
• PMI: annotazioni nel modello 3D.
• Cenni sulla modellazione delle superfici.
4. Interfacce di programmazione
• Linguaggi di programmazione per l’interfaccia CAD.
• Esempi di sviluppo.
5. Strumenti CAE: Ingegneria Assistita da Calcolatore
• Introduzione sistemi CAE e applicazioni.
• Interfacciamento ed interoperabilità tra sistemi CAD/CAE.
• Strumenti software per la simulazione numerica agli elementi finiti – FEM.
• Simulazioni strutturali.
6. Strumenti di Ottimizzazione
• Strumenti e metodi di ottimizzazione parametrica.
• Ottimizzazione multi-obiettivo.
• Ottimizzazione Topologica nelle simulazioni FEM.
• Esempi.
7. Ingegneria Inversa
• Strumenti ottici di acquisizione dei modelli 3D.
• Caso studio con scanner 3D.
8. Progettazione per la stampa additiva – Additive Manufacturing
• Tecnologie di Stampa 3D, 3D Printing da polveri metalliche.
• Modellazione applicando strutture reticolari.
• Struttura di supporto e orientazione.
• Design for Additive Manufacturing: fasi, strumenti, e sviluppo del Progetto.
• Strumenti CAD/CAE per il progetto additivo.
9. Design for X
• Design for X: definizioni ed esempi di Design for Assembly and Design for Disassembly, etc.
• Principi di Life Cycle Assessment per il settore industriale.
• Metodi di Ecodesign supportati da analisi Life Cycle Assessment (Design for Sustainability).
10. Modellazione del Piping 3D per il settore industriale
• Tubazioni 3D modellate tramite strumenti CAD 3D.

Le dispense delle lezioni sono presenti sul sito Moodle dell'insegnamento.

Introduzione ai sistemi meccanici per le applicazioni industriali, di servizio, l’automotive, e per l’automazione.
Cinematica e dinamica dei sistemi multibody nello spazio, dinamica dei veicoli mediante modellistica e simulazione dinamica in SE(3). Simulazione dinamica di MBS (sistemi multi-body) e di strutture continue: metodi efficienti di soluzione delle equazioni dinamiche per MBS vincolati.
Robotica industriale per l'automazione e robotica di servizio; elementi di meccanica dei robot, polsi robotici a complessità giroscopica. Elementi di meccatronica: controllo di sistemi meccanici in condizioni dinamiche, autonica, meccanismi per l’automazione, arpionismi, croce di Malta, microcontrollori.
Compliant mechanisms: analisi e sintesi cinematica di meccanismi a cedevolezza selettiva, analisi cinetostatica, analisi dinamica. Isotropic compliance: sintesi della cedevolezza selettiva nei meccanismi e nei robots in E(3) and SE(3). Micro e nano sistemi MEMS e NEMS; sistemi di navigazione basati su sensori inerziali, sistemi wearable; MEMS e NEMS: progettazione, simulazione, fabbricazione, caratterizzazione, test e modalità operazionali di sistemi micro/nano elettro meccanici.
Organi di trasmissione, riduttori epicicloidali, cambi automatici, differenziale, sistemi a camme, innesti, meccanismi a croce di malta ed arpionismi.
Metodi di progettazione, classificazione secondo Artobolewsky, classificazione funzionale: guida di corpo rigido, generatore di funzione e generatore di traiettoria. Analisi e Sintesi Topologica di meccanismi: corrispondenza grafi-meccanismi; enumerazione delle catene cinematiche; isomorfismo e planarità; rappresentazione automatica di catene cinematiche e meccanismi. Analisi e Sintesi cinematica di meccanismi per spostamenti finiti: metodo basato sulle matrici di spostamento, moti nel piano e nello spazio, equazione di Freudenstein. Sintesi cinematica di meccanismi per spostamenti infinitesimi: teoria classica di Burmester, teoria di Burmester generalizzata, metodi generali di sintesi cinematica basati sugli invarianti geometrici e sulle polari del primo ordine; analisi cinematica mediante gli invarianti cinematici, quadrilateri affini. Progettazione funzionale di elementi per l’automotive: cambi automatici, epicicloidali, differenziali, sospensioni ed ammortizzatori, meccanismi di sterzo, innesti e frizioni.
Organi di trasmissione e di azionamento: trasmissione per assi paralleli, incidenti e sghembi, giunti articolati, principio di concordanza dell’inerzia.
Computational intelligence: algoritmi di ottimizzazione per i meccanismi, indici di prestazione, angolo di pressione, guadagno meccanico.
Energy. La progettazione funzionale di elementi per lo sviuppo di fonti energetiche.
Ocean. La progettazione funzionale di elementi per lo sviuppo di sistemi per l’ingengeria del mare.
Lubrificazione: lubrificazione elastoidrodinamica EHD.
Creatività nel design: atlanti di meccanismi, metodi TRIZ ed LT. Computational intelligence: algoritmi di ottimizzazione per i meccanismi, reti neurali, indici di prestazione, angolo di pressione, guadagno meccanico.

Dispense del corso

Specifiche prestazionali e caratteristiche metrologiche della strumentazione industriale: richiami su concetti di base di metrologia e metodi di misura. Elaborazione ed analisi di misure di grandezze dinamiche. Complementi di statistica applicata alle misure industriali ed ai controlli di qualità. Guida alla stesura di relazioni tecnico-scientifiche.
Catene di misura e condizionamento dei segnali nei processi industriali: richiami sull’adattamento di impedenza, amplificatori, filtri, modulatori e demodulatori, circuiti a ponte, sistemi di linearizzazione, trasmettitori di misura, standard di comunicazione degli strumenti di misura. Sistemi di acquisizione dati per applicazioni industriali. Infrastrutture di rete per misure industriali: fondamenti e applicazioni.
Metodi e sistemi di misura per grandezze meccaniche e termiche nelle applicazioni industriali (es. rilievi non invasivi, sistemi ottici e digitali, misure di temperatura senza contatto, misure di livello, sistemi ad ultrasuoni, trasduttori resistivi, capacitivi e induttivi, sistemi di misura radiometrici, ecc.). Gestione del parco apparecchiature in contesto industriale.

• W. C. Dunn, Fundamentals of Industrial Instrumentation and Process Control, McGraw-Hill, 2005.
• C. W. de Silva , Sensors and actuators – Engineering System Instrumentation, CRC Press Taylor & Francis Group, 2015.
• Beckwith T.G., Marangoni R.D. & Lienhard J.H, Mechanical Measurements, Pearson Prentice Hall, 2007.
• Tony R. Kuphaldt, Lessons In Industrial Instrumentation, Samurai Media Limited, 2019.
• Alessandro Brunelli, Manuale di taratura degli strumenti di misura, Gisiservizi, 2012.
• G. Malagola, A. Ponterio, La metrologia dimensionale: teoria e procedure di taratura, Società Editrice Esculapio, 2013.
• D.C.Montgomery, Introduction to Statistical Quality Control, John Wiley & Sons, Inc., 2009.
• R. S. Figliola, D. E. Beasley, Theory and Design for Mechanical Measurements, 6th Edition, Wiley, 2015.
• Hughes, T. Hase, Measurements and their Uncertainties A practical guide to modern error analysis, Oxford University Press Inc., New York, 2010.
• W. Navidi, Probabilità e statistica per l'ingegneria e le scienze, Mc Graw Hill, 2006.
• CEI UNI 70098-3: 2016, Incertezza di misura. Parte 3: Guida all'espressione dell'incertezza di misura
• F. P. Branca, Misure meccaniche, E.S.A. Editrice, Roma 1980.
• P. Cappa, Sensori e Trasduttori per Misure Meccaniche e Termiche, Voll. I-III, Borgia Editore, 1994.
• Materiale didattico messo a disposizione dal docente

•Vibrazioni di sistemi discreti a N gradi di libertà
o Richiami sulle vibrazioni libere e forzate
o Modi propri e frequenze proprie
o Ortogonalità dei modi propri
o Calcolo della risposta a un carico variabile nel tempo tramite il metodo della sovrapposizione modale
•Vibrazioni di sistemi continui
o Vibrazioni assiali, flessionali e torsionali degli alberi
o Vibrazioni trasversali nelle funi
• Soluzione propagativa
• Soluzione stazionaria
o Vibrazioni trasversali nelle membrane
o Vibrazioni flessionali nelle piastre
o Vibrazioni nei gusci
o Calcolo di modi e frequenze proprie di vibrazione per le diverse condizioni di vincolo
o Calcolo della risposta a un carico variabile nel tempo con la tecnica modale
•Il Metodo degli Elementi Finiti
o La discretizzazione di un sistema reale
o Le funzioni di forma e modelli di interpolazione
o Deformazioni e caratteristiche di sollecitazione in funzione degli spostamenti nodali
o Applicazione del principio dei lavori virtuali
o Le matrici di massa e rigidezza per il singolo elemento e per l’intero sistema
o Introduzione dei vincoli
o Calcolo di modi e frequenze proprie
•Dinamica dei rotori
o Velocità critiche di rotazione
o Bilanciamento statico e dinamico dei rotori

Nicola Pio Belfiore, Augusto Di Benedetto, Ettore Pennestrì, Fondamenti di meccanica applicata alle macchine, Terza Edizione, Editore CEA (distribuzione Zanichelli), Pagine 912, 2024, ISBN 9788808220158
Guido A. R., Della Valle S. Vibrazioni meccaniche nelle macchine, Liguori Editore
Scotto Lavina G., Applicazioni di meccanica applicata alle macchine, Ed. Siderea, Roma, 1975.

Testi consigliati di approfondimento
Genta G. Vibrazioni delle strutture e delle macchine, Levrotto & Bella, 1996

Le tecniche classiche di valutazione del rischio in ambito lavorativo riferite a infortuni e tecnopatie. Metodi descrittivo-induttivi di analisi di rischio; la Job Safety Analysis , check lists, FAST method. Schemi di analisi per agenti da malattia professionale: agenti fisici e movimentazione manuale dei carichi mediante ISO 11228-1-2-3. Tecniche di valutazione di rischio nella sicurezza industriale;
L’analisi di sicurezza industriale; le tecniche Haz.Op; tecniche di tipo FMEA; tecniche CCA; le HRA; infortuni e le malattie professionali; le banche dati nazionali ed internazionali; indici statistici di incidenza infortunistica. Rumore; fondamenti di acustica e tecniche di misura e monitoraggio; applicazioni. Vibrazioni; introduzione alle vibrazioni meccaniche; incidenza di malattie professionali correlate alla esposizione a vibranti;

Lecture notes provided by the teacher.

Le tecniche classiche di valutazione del rischio in ambito lavorativo riferite a infortuni e tecnopatie. Metodi descrittivo-induttivi di analisi di rischio; la Job Safety Analysis , check lists, FAST method. Schemi di analisi per agenti da malattia professionale: agenti fisici e movimentazione manuale dei carichi mediante ISO 11228-1-2-3. Tecniche di valutazione di rischio nella sicurezza industriale;
L’analisi di sicurezza industriale; le tecniche Haz.Op; tecniche di tipo FMEA; tecniche CCA; le HRA; infortuni e le malattie professionali; le banche dati nazionali ed internazionali; indici statistici di incidenza infortunistica. Rumore; fondamenti di acustica e tecniche di misura e monitoraggio; applicazioni. Vibrazioni; introduzione alle vibrazioni meccaniche; incidenza di malattie professionali correlate alla esposizione a vibranti;

Dispense, testi, leggi di riferimento distribuiti in aula dal docente

CAVE E MINIERE. LE SOSTANZE MINERALI DI CAVA: A) ROCCE ORNAMENTALI DA TELAIO E DA SPACCO (MARMI, TRAVERTINI, “GRANITI”, “PIETRE”); B) MATERIALI DA COSTRUZIONE: 1) INERTI PER CALCESTRUZZO E MALTA (SABBIE, GHIAIE E PIETRISCHI DA FRANTUMAZIONE); 2) BLOCCHETTI E CONCI; 3) PEZZAMI E BLOCCHI DA SCOGLIERA; C) MATERIE PRIME PER L’INDUSTRIA (SABBIE SILICEE, DIATOMITI E FARINE FOSSILI, MARNE ARTIFICIALI, “PIETRA DA CALCE”, DOLOMITE, ETC).

LE FORMAZIONI GEOLOGICHE, LE RISORSE E LE RISERVE MINERARIE. IL GIACIMENTO MINERARIO, LE COPERTURE E GLI INTERCALARI STERILI. COLTIVAZIONI A CIELO APERTO ED IN SOTTERRANEO. IL RAPPORTO DI SCOPERTURA. LA MORFOLOGIA DEL TERRITORIO E LA TIPOLOGIA DELLE CAVE.

LA PIANIFICAZIONE DELLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE E LA LOCALIZZAZIONE DELLE CAVE: ESPLORAZIONE INTEGRALE E POLI ESTRATTIVI. IMPATTO DELLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE E VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE.

LEGISLAZIONE NAZIONALE E REGIONALE SULLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE. CONCESSIONE ED AUTORIZZAZIONE. PIANIFICAZIONE REGIONALE E LOCALE. PROGETTI DI COLTIVAZIONE E RECUPERO AMBIENTALE.

ELEMENTI VOLUMETRICI E FUNZIONALI DELLA COLTIVAZIONE. GERARCHIA DEI VOLUMI. METODI DI COLTIVAZIONE IN SOTTERRANEO. CAMERE E PILASTRI E METODI PER RIPIENA. METODI DI COLTIVAZIONE A GIORNO: A) PER GRADONI (GRADONE UNICO, GRADONI MULTIPLI); B) PER SPLATEAMENTO; C) PER FETTE VERTICALI.

TECNOLOGIE DI PRODUZIONE: ABBATTIMENTO MEDIANTE ESPLOSIVI, SCAVO MECCANICO, RIPPAGGIO, DOZING E SCRAPERS. TECNICHE E TECNOLOGIE DI PERFORAZIONE. CENNI DI TECNICA DEGLI ESPLOSIVI. RUMORE, SOVRAPRESSIONI IN ARIA ED ONDE SUPERFICIALI. MOVIMENTAZIONE E TRASPORTO MEDIANTE DUMPERS, NASTRI E FORNELLI. IMPIANTI DI FRANTUMAZIONE, VAGLIATURA E MACINAZIONE.

QUALITÀ E CERTIFICAZIONE DEI PRODOTTI DI CAVA. COLTIVAZIONE DELLE ROCCE ORNAMENTALI A GIORNO ED IN SOTTERRANEO: GRANDI BANCATE E GRADINO BASSO. TECNICHE DI TAGLIO: FILO DIAMANTATO, TAGLIATRICI A CATENA, TAGLIO CON FIAMMA E CON ACQUA. SPACCO STATICO E DINAMICO. TIPOLOGIE DEI PRODOTTI. RESA DI COLTIVAZIONE E DISCARICHE.

IMPIANTI DI SEGAGIONE E LABORATORI. L’ORGANIZZAZIONE DELLA PRODUZIONE ED IL CICLO ELEMENTARE DI PRODUZIONE. LA TECNICA PERT. PRODUTTIVITÀ MINIMA E MASSIMA. DIMENSIONAMENTO DELLA CAVA MEDIANTE IL METODO DEGLI SPAZI FUNZIONALI.

SCELTA DEL METODO DI COLTIVAZIONE E GRADUALITÀ DEL RECUPERO AMBIENTALE. CARTE DI VISIBILITÀ E MITIGAZIONE DELL’IMPATTO VISIVO.

BONIFICA, RECUPERO E RIPRISTINO. TECNICHE DI INGEGNERIA NATURALISTICA. I LAGHI DI CAVA. AZIONI DI IMPATTO DELLE CAVE VERSO L’ESTERNO. RUMORE, POLVERI, VIBRAZIONI E LE TECNICHE DI RILEVAZIONE E MITIGAZIONE.

LA SICUREZZA SUL LAVORO. NORME FONDAMENTALI EUROPEEE, NAZIONALI E LOCALI. LA VALUTAZIONE DEI RISCHI ED IL DOCUMENTO DI SALUTE E SICUREZZA AI SENSI DEL DPR 624. I PRINCIPALI AGENTI MATERIALI DI INFORTUNIO E DI MALATTIA PROFESSIONALE. RUMORE, POLVERI E VIBRAZIONI

dispense a cura del docente. Distribuzione in aula

CAVE E MINIERE. LE SOSTANZE MINERALI DI CAVA: A) ROCCE ORNAMENTALI DA TELAIO E DA SPACCO (MARMI, TRAVERTINI, “GRANITI”, “PIETRE”); B) MATERIALI DA COSTRUZIONE: 1) INERTI PER CALCESTRUZZO E MALTA (SABBIE, GHIAIE E PIETRISCHI DA FRANTUMAZIONE); 2) BLOCCHETTI E CONCI; 3) PEZZAMI E BLOCCHI DA SCOGLIERA; C) MATERIE PRIME PER L’INDUSTRIA (SABBIE SILICEE, DIATOMITI E FARINE FOSSILI, MARNE ARTIFICIALI, “PIETRA DA CALCE”, DOLOMITE, ETC).

LE FORMAZIONI GEOLOGICHE, LE RISORSE E LE RISERVE MINERARIE. IL GIACIMENTO MINERARIO, LE COPERTURE E GLI INTERCALARI STERILI. COLTIVAZIONI A CIELO APERTO ED IN SOTTERRANEO. IL RAPPORTO DI SCOPERTURA. LA MORFOLOGIA DEL TERRITORIO E LA TIPOLOGIA DELLE CAVE.

LA PIANIFICAZIONE DELLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE E LA LOCALIZZAZIONE DELLE CAVE: ESPLORAZIONE INTEGRALE E POLI ESTRATTIVI. IMPATTO DELLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE E VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE.

LEGISLAZIONE NAZIONALE E REGIONALE SULLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE. CONCESSIONE ED AUTORIZZAZIONE. PIANIFICAZIONE REGIONALE E LOCALE. PROGETTI DI COLTIVAZIONE E RECUPERO AMBIENTALE.

ELEMENTI VOLUMETRICI E FUNZIONALI DELLA COLTIVAZIONE. GERARCHIA DEI VOLUMI. METODI DI COLTIVAZIONE IN SOTTERRANEO. CAMERE E PILASTRI E METODI PER RIPIENA. METODI DI COLTIVAZIONE A GIORNO: A) PER GRADONI (GRADONE UNICO, GRADONI MULTIPLI); B) PER SPLATEAMENTO; C) PER FETTE VERTICALI.

TECNOLOGIE DI PRODUZIONE: ABBATTIMENTO MEDIANTE ESPLOSIVI, SCAVO MECCANICO, RIPPAGGIO, DOZING E SCRAPERS. TECNICHE E TECNOLOGIE DI PERFORAZIONE. CENNI DI TECNICA DEGLI ESPLOSIVI. RUMORE, SOVRAPRESSIONI IN ARIA ED ONDE SUPERFICIALI. MOVIMENTAZIONE E TRASPORTO MEDIANTE DUMPERS, NASTRI E FORNELLI. IMPIANTI DI FRANTUMAZIONE, VAGLIATURA E MACINAZIONE.

QUALITÀ E CERTIFICAZIONE DEI PRODOTTI DI CAVA. COLTIVAZIONE DELLE ROCCE ORNAMENTALI A GIORNO ED IN SOTTERRANEO: GRANDI BANCATE E GRADINO BASSO. TECNICHE DI TAGLIO: FILO DIAMANTATO, TAGLIATRICI A CATENA, TAGLIO CON FIAMMA E CON ACQUA. SPACCO STATICO E DINAMICO. TIPOLOGIE DEI PRODOTTI. RESA DI COLTIVAZIONE E DISCARICHE.

IMPIANTI DI SEGAGIONE E LABORATORI. L’ORGANIZZAZIONE DELLA PRODUZIONE ED IL CICLO ELEMENTARE DI PRODUZIONE. LA TECNICA PERT. PRODUTTIVITÀ MINIMA E MASSIMA. DIMENSIONAMENTO DELLA CAVA MEDIANTE IL METODO DEGLI SPAZI FUNZIONALI.

SCELTA DEL METODO DI COLTIVAZIONE E GRADUALITÀ DEL RECUPERO AMBIENTALE. CARTE DI VISIBILITÀ E MITIGAZIONE DELL’IMPATTO VISIVO.

BONIFICA, RECUPERO E RIPRISTINO. TECNICHE DI INGEGNERIA NATURALISTICA. I LAGHI DI CAVA. AZIONI DI IMPATTO DELLE CAVE VERSO L’ESTERNO. RUMORE, POLVERI, VIBRAZIONI E LE TECNICHE DI RILEVAZIONE E MITIGAZIONE.

LA SICUREZZA SUL LAVORO. NORME FONDAMENTALI EUROPEEE, NAZIONALI E LOCALI. LA VALUTAZIONE DEI RISCHI ED IL DOCUMENTO DI SALUTE E SICUREZZA AI SENSI DEL DPR 624. I PRINCIPALI AGENTI MATERIALI DI INFORTUNIO E DI MALATTIA PROFESSIONALE. RUMORE, POLVERI E VIBRAZIONI

Lecture notes, texts, reference laws provided in the classroom by the teacher

Introduzione all'Intelligenza Artificiale
Modellistica numerica ed uso del computer nel calcolo scientifico
Reti neurali artificiali: il percettrone multistrato (MLP)
Interpolazione ed approssimazione con reti neurali (regressione lineare e non lineare), esempio grafico anche in 3D
Addestramento supervisionato: algoritmo di backpropagation per il calcolo del gradiente della funzione di errore di un MLP
Introduzione all'ottimizzazione: algoritmi di addestramento
Reti neurali convolutive (CNN)
Reti neurali ricorsive (RNN)
Addestramento non supervisionato
Addestramento a rinforzo
Reti neurali generative
Algoritmi genetici
Swarm intelligence
Sviluppo di codici sorgenti in C/C++ come librerie per Matlab e Python

Esempi di applicazioni:
Simulazione di una cella solare con reti neurali
Reti neurali per ottimizzazione di pannelli solari
Solarimetro neurale
Risoluzione dei circuiti termici
Calcolo dei parametri del modello statico di Jiles – Atherton
Calcolo dei parametri del modello ad un diodo di una cella solare

Dive into deep learning
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