Complementi di fisica per le scienze ambientali

Il corso si pone come obbiettivo quello di fornire agli studenti alcuni concetti di fisica a livello specialistico, declinati nelle loro applicazioni in ambito delle tecnologie della transizione energetica e legati alla comprensione dei meccanismi naturali e antropici delle mutazioni climatiche. Il filo conduttore del corso è il ruolo dell'energia nei diversi processi affrontati. La prima parte del corso è dedicata alla comprensione dei meccanismi che nel passato hanno causato modifiche del clima e a quelli che lo possono modificare nel futuro prossimo rendendo lo studente in grado di affrontare criticamente il dibattito attuale sul Global Warming. La seconda parte è dedicata al ruolo delle risorse energetiche nello sviluppo delle società umane.

PRIMA PARTE: ENERGIA E CLIMA
L'energia in fisica, cinetica, potenziale, radiante, calore.
Fonti di energia terrestri ed extraterrestri. Fonti rinnovabili e fonti fossili.
Produzione, trasporto e conservazione dell'energia.
Bilancio energetico radiativo del pianeta. L'effetto serra.
L'acqua caratteristiche fisico-chimiche e suo ruolo nella biosfera come vettore energetico.
Il ciclo fotosintetico e la biomassa.
Evoluzione del clima, cause naturali astronomiche cicli di Milankovic, cause biologiche, cause antropiche.
Paleoclima: metodi di studio del clima nel passato. Metodi di datazione, cenni di fisica nucleare, il C14, altri metodi di datazione per le scienze della terra.
Modelli climatici a differente scala. Global Warming.
Clima e conservazione del patrimonio storico-culturale. Il microclima, condizione per la conservazione di materiali e per la fruizione umana.

PARTE SECONDA: ENERGIA E SOCIETA'
Elementi di ottica applicata alle scienze ambientali, spettro delle radiazioni elettromagnetiche, spettroscopie in banda ottica, legge di Lambert-Beer. Cenni di illuminotecnica, classificazione e caratteristiche di sorgenti e illuminanti.
Cenni sulle leggi di diffusione del calore. Proprietà termofisiche dei materiali.
Risparmio energetico (normativa, diagnostica, materiali), termografia per l'edilizia.
Influenza del consumo di energia sullo sviluppo della popolazione e delle sue implicazioni su insediamenti, edifici e consumo di risorse.
Connessioni fra sviluppo dei sistemi energetici e formazione della società e delle condizioni che hanno portato alla rivoluzione agricola e industriale.
Parametri ambientali per lo sviluppo, l'evoluzione e il collasso di civiltà.