Corso di laurea: INGEGNERIA MECCANICA (LM-33) Programmazione per l'A.A. 2019/2020  

Obiettivi formativi:
L’obiettivo fondamentale del corso di Sensori e Sistemi di Acquisizione Dati è quello di fornire allo studente conoscenza dei metodi e degli strumenti di analisi e acquisizione di segnali elettrici di piccola ampiezza con particolare attenzione ai sistemi hardware e software per l’acquisizione e la gestione dati appartenenti alla piattaforma commerciale Labview. Inoltre verrà fornita allo studente una conoscenza relativa ai sensori inerziali.

Risultati di apprendimento attesi:
Conoscenza e capacità di comprensione: Conoscere il funzionamento delle schede di acquisizione dati, conoscere il software di acquisizione ed analisi dati Labview, conoscere il funzionamento dei sensori inerziali, conoscere la cinematica dei corpi rigidi essenziale per comprendere gli algoritmi di utilizzo dei sensori inerziali.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Avere una comprensione dell’approccio scientifico corretto nel campo delle misure. Avere le capacità di sviluppare programmi in linguaggio Labview volti alla acquisizione ed alla elaborazione di segnali elettrici. Avere la capacità di svolgere in modo autonomo una taratura di strumenti quali termistori, misuratori di distanza, accelerometri e giroscopi.
Autonomia di giudizio: Essere in grado di interpretare i risultati sperimentali. Sapere scegliere in modo autonomo il migliore strumento da utilizzare nelle misure legate all’analisi del movimento. Sapere implementare in modo autonomo software di analisi dati.
Abilità comunicative: Avere la capacità di redigere un report legato alla sperimentazione. Sapere leggere un certificato/rapporto di taratura e un datasheet. Saper interpretare un programma scritto in Labview.
Capacità di apprendimento: Capacità di saper utilizzare il rigore metodologico appreso anche a campagne di misura differenti da quelle studiate durante il corso. Capacità di applicare il software Labview a setup di misura differenti da quelli presentati durante il corso.

OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso intende fornire agli studenti le conoscenze necessarie alla progettazione e alla verifica di macchine a fluido e sistemi energetici di diversa tipologia, integrando le conoscenze di base tipicamente conseguite nel triennio di ingegneria industriale (scambiatori di calore fuori progetto, macchine volumetriche motrici e operatrici, turbine a gas con raffreddamento delle pale e microturbine a gas, impianti combinati a più livelli di pressione, celle a combustibile).

RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI:
Al termine del corso ci si aspetta che lo studente abbia le seguenti conoscenze:
- conoscenza del funzionamento dettagliato di scambiatori di calore, turbine a gas con raffreddamento delle pale e microturbine a gas, impianti combinati a più livelli di pressione, celle a combustibile, sistemi di fuel processing per la produzione di syngas ad elevato contenuto di idrogeno;
- conoscenza della configurazione, dei principi di funzionamento e dei criteri di scelta delle principali tipologie di macchine volumetriche motrici e operatrici.
Al termine del corso ci si aspetta che lo studente abbia le seguenti abilità:
- capacità di progettare impianti motori termici e macchine volumetriche di media e alta complessità;
- capacità di verificare macchine volumetriche, turbine a gas, impianti combinati a più livelli di pressione impianti motori termici, motori idraulici e frigoriferi in diverse condizioni operative;
- capacità di scegliere una macchina volumetrica in funzione del campo di applicazione;
- capacità di effettuare il dimensionamento di pompe e compressori volumetrici e di motori a combustione interna;
- capacità di effettuare il dimensionamento di sistemi di fuel processing per la produzione di syngas ad elevato contenuto di idrogeno e di cella a combustibile di diverse tipologie;
- capacità di operare (regolazione della potenza, controllo dei parametri operativi, monitoraggio delle prestazioni) in modo corretto macchine volumetriche, turbine a gas con raffreddamento delle pale e microturbine a gas, impianti combinati a più livelli di pressione, celle a combustibile.
Al termine del corso ci si aspetta che lo studente abbia le capacità comunicative per descrivere, in forma scritta e orale, il dimensionamento, le scelte progettuali, le verifiche, l’operatività e il monitoraggio negli ambiti di scambiatori di calore, turbine a gas con raffreddamento delle pale e microturbine a gas, impianti combinati a più livelli di pressione, celle a combustibile, sistemi di fuel processing per la produzione di syngas ad elevato contenuto di idrogeno

L’obiettivo fondamentale del Corso di Progettazione di Impianti per la Conversione dell’Energia è quello di fornire allo studente le conoscenze e le capacità tecniche e pratiche per la progettazione e lo sviluppo di soluzioni impiantistiche volte alla produzione di energia utilizzabile per scopi sia civili che industriali, anche in relazione al settore delle energie rinnovabili. I risultati di apprendimento attesi sono la conoscenza dei criteri e delle procedure di dimensionamento di impianti che basano il proprio funzionamento sulle dinamiche di scambio termico quali forni, scambiatori di calore, impianti termici, condensatori, torri evaporative, generatori di vapore ed impianti geotermici con pompa di calore a sonde sia verticali che orizzontali. A questi si aggiungono le nozioni teoriche e pratiche associate alla parte del Corso inerente ai sistemi di conversione dell’energia da rinnovabili, ovvero a partire da biomasse (processi di digestione anaerobica e processi termochimici) e biocombustibili liquidi, da fonte solare (solare fotovoltaico e solare termico), da eolico e da idroelettrico. Durante il Corso verranno inoltre affrontate delle tematiche puramente applicative relative a software di simulazione multi-fisica, utili a risolvere problemi di natura complessa e multidisciplinare nel settore industriale.
Tra i risultati dell’apprendimento attesi vi sono perciò la conoscenza e lo sviluppo di senso critico in termici di capacità di identificare i parametri associati al funzionamento delle apparecchiature e tecnologie sopracitate al fine di ottimizzarne il funzionamento sia in fase di dimensionamento che in fase di attività (qualora possibile) in relazione alle richieste dell’utenza finale, sviluppando perciò senso critico dal punto di vista tecnico, nonché comprendendo il significato della terminologia tecnica utilizzata nel settore dell’impiantistica energetica industriale da fonte convenzionale e da fonte rinnovabili, in relazione alle tecnologie e ai processi. Al termine del Corso lo studente disporrà di nozioni pratiche e teoriche relative agli impianti per la conversione dell’energia sopracitati, rafforzando le capacità già sviluppate nel percorso di Laurea triennale e disponendo di abilità nel risolvere problemi relativi a tematiche anche nuove o che richiedano approcci multidisciplinari, comunque derivanti dal settore oggetto di studio. Lo studente al termine del Corso sarà in grado di comunicare in modo chiaro e privo di ambiguità le proprie conclusioni ad interlocutori specialisti e non specialisti operanti nel settore degli impianti di conversione dell’energia. Inoltre, tra i risultati attesi vi è l’aver sviluppato da parte dello studente una capacità di apprendimento che gli consenta di approfondire le tematiche affrontate in autonomia, adattandosi alle esigenze che riscontrerà in campo lavorativo.

Il corso costituisce il proseguimento degli insegnamenti del settore scientifico disciplinare “Progettazione Meccanica e Costruzione di Macchine” impartiti nel corso di studi della laurea di primo livello in Ingegneria Industriale. L’insegnamento è volto a completare la preparazione dello studente negli argomenti tipici del settore e consente al medesimo l’acquisizione delle competenze sotto descritte.
- Conoscenza E Capacità Di Comprensione: Conoscenze avanzate sul calcolo, progetto e verifica degli elementi di macchine e delle strutture meccaniche ove gli stati di tensione e di deformazione sono biassiali o triassiali, sollecitati sia in campo elastico sia oltre lo snervamento nonché soggetti a campi termici, mediante l’utilizzazione vuoi di metodi teorico-analitici vuoi di metodi numerici.
- Capacità Di Applicare Conoscenza E Comprensione: capacità di progettare e/o di verificare elementi strutturali e gruppi meccanici di interesse industriale, garantendo la loro idoneità al servizio anche in riferimento alle normative di settore.
- Autonomia Di Giudizio: Essere in grado di interpretare risultati del dimensionamento e predisporre l’ottimizzazione strutturale dello stesso.
- Abilità Comunicative: Essere in grado di descrivere temi scientifici inerenti la progettazione meccanica ed il disegno tecnico nella forma scritta e orale.
- Capacità Di Apprendimento: Conoscenze avanzate sul calcolo, progetto e verifica degli elementi di macchine e delle strutture meccaniche ove gli stati di tensione e di deformazione sono biassiali o triassiali, sollecitati sia in campo elastico sia oltre lo snervamento nonché soggetti a campi termici, mediante l’utilizzazione vuoi di metodi teorico-analitici vuoi di metodi numerici.

Il corso ha come obiettivo di presentare i sistemi di lavorazione, con particolare riferimento a quelli ad asportazione di truciolo, nell'ottica della loro pianificazione e ottimizzazione. Inoltre verranno illustrati i metodi di programmazione di macchine utensile a controllo numerico e le lavorazioni non convenzionali.
Risultati di apprendimento attesi
Lo studente dovrà acquisire accurate conoscenze relative alle principali tecnologie ed ai sistemi di lavorazione speciali adottati in modo diffuso nel settore industriale. In particolare dovrà sviluppare la capacità di analizzare i sistemi produttivi, con particolare riferimento a quelli ad asportazione di truciolo, nell’ottica della loro pianificazione e ottimizzazione. La complessità sempre maggiore dei sistemi di produzione viene descritta ed analizzata al fine di dare una valutazione delle prestazioni di tali sistemi attraverso degli indicatori significativi: dai coefficienti di utilizzazione delle risorse del sistema alla produttività, ai tempi di attraversamento delle parti prodotte.

1) Conoscenza e capacità di comprensione
Conoscenza delle lavorazioni per asportazione di materiali e dei vari cicli di produzione di un componente meccanico.
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Apprendimento delle tecniche elementare di ottimizzazione del ciclo di fabbricazione per asportazione di materiale, per poter individuare e disegnare le varie fasi di produzioni e i relativi parametri di processo.
3) Autonomia di giudizio.
Conoscenza delle principali problematiche legate alle scelte effettuate per la produzione di un dato componente.
4) Abilità comunicative;
Dimensionamento di massima di lavorazioni ad asportazione di truciolo con la relativa stesura del programma in linguaggio macchina.
5) Capacità di apprendere.
Stesura dei cicli di fabbricazione di componenti meccanici con la relativa valutazione economica.

Il corso si pone come obiettivo formativo la conoscenza delle problematiche inerenti il monitoraggio dei processi idrologici.
Il contesto specifico disciplinare è costituito dallo studio degli strumenti e modelli utili a misurare variabili ambientali e nello specifico idrologiche.
Si possono identificare tre obiettivi primari:
1)Conoscere i fenomeni idrologici. Nello specifico si approfondiranno le nozioni riguardanti le proprietà delle precipitazioni e le dinamiche di formazione delle piene fluviali.
2)Conoscere gli strumenti di misura per le osservazioni idrologiche.
3) Apprendere ed applicare approcci innovativi basati sull’analisi delle immagini.

Riferendosi ai descrittori di Dublino i risultati di apprendimento appresi possono essere cosi declinati:

Conoscenza e capacità di comprensione.
Lo studente sarà stimolato alla conoscenza dei processi idrologici (precipitazioni e portate) con approcci diversificati sia teorici classici sia di comprensione e analisi diretta (monitoraggio in tempo reale dei fenomeni, video illustrativi, ricerche in rete).

Conoscenza e capacità di comprensione applicate.
I concetti con un risvolto più tecnico e applicativo (strumenti e approcci per la misura e la stima delle variabili idrologiche) saranno consolidati tramite esercizi pratici sia tradizionali (esercitazioni) che progettuali (piccoli esperimenti da sviluppare in maniera indipendente).

Autonomia di giudizio e abilità comunicative
Sarà stimolata tramite lo sviluppo di un report di approfondimento su uno specifico strumento di misura e su lo sviluppo di un progetto indipendente per la misura delle velocità di particelle tramite l’utilizzo della telecamera del cellulare.

Il modulo mira a favorire la comprensione dei fondamenti di funzionamento dei sistemi di propulsione. Esso si propone di:
- Fornire gli strumenti analitici e concettuali necessari a comprendere i processi termofluidodinamici che avvengono nei sistemi di propulsione tradizionali ed innovativi.
- Fornire metodi e strumenti per la scelta e la progettazione dei sistemi di propulsione

Risultati di apprendimento attesi:
In conformità agli obiettivi contenuti nella scheda SUA-CdS, i risultati di apprendimento attesi sono:
- Conoscenza delle basi fisiche e degli strumenti matematici utili per la comprensione del funzionamento dei motori a combusione interna, delle FC e dei powertrain (descrittori di Dublino 1 e 5); e
- Capacità di utilizzare metodologie per la progettazione di elementi dei powertrains (descrittori di Dublino 2 e 3).

1) Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding);
L’insegnamento si propone l’obiettivo di trasferire le conoscenze basilari del project management della gestione degli impianti produttivi compresa la gestione delle scorte. I risultati attesi sono la comprensione dei concetti basilari delle tematiche trattate.
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding);
L’insegnamento si propone l’obiettivo di trasferire gli strumenti utili alla risoluzione di problemi connessi alla gestione di un progetto e di un processo industriale. I risultati attesi sonno la comprensione delle tecniche applicate a casi di studio reali.
3) Autonomia di giudizio (making judgements);
L’acquisizione di una autonomia di giudizio è conseguenza dell'impostazione didattica dell’intero corso di studio, in cui la formazione teorica è accompagnata da esempi, applicazioni, esercitazioni, sia pratiche che teoriche, singole e di gruppo, che abituano lo studente a prendere decisioni, ed a riuscire a giudicare e prevedere l’effetto delle proprie scelte.
4) Abilità comunicative (communication skills);
Lo studente durante tutto il corso è chiamato ad esporre i concetti acquisiti proprio al fine di sviluppare abilità comunicative attraverso la presentazione di project work, di esercizi risolti su casi studio proposti dal docente. Lo sviluppo dell’abilità comunicativa prevede l’acquisizione e l’utilizzo della terminologia tecnica propria della materia.
5) Capacità di apprendere (learning skills)
L’insegnamento prevede il trasferimento della pratica ingegneristica relativamente a:
(i) risolvere problemi tipici della gestione dei progetti e dei processi industriali combinando teoria e pratica;
(ii) progettare e controllare un progetto e un processo industriale utilizzando le tecniche proprie dell’ingegneria industriale;
(iii) riconoscere le variabili decisionali maggiormente influenti su un progetto al fine di governare i processi attraverso previsioni, simulazioni e ottimizzazioni.

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