MACCHINE E IMPIANTI PER LE BIOTECNOLOGIE

A partire da cenni sulla produzione di energia da biomasse ed altre fonti di energie rinnovabili, su piccola scala, il corso introduce e definisce il concetto di Precision Farming nelle sue diverse accezioni e le tecnologie correlate. Utilizzando il concetto di Variable Rate Agriculture, verranno considerati gli aspetti dell’ottimizzazione e minimizzazione delle risorse impiegate al fine di massimizzare la resa energetica della produzione (indice EROI, applicabile anche per la valutazione dell'efficienza energetica di pannelli fotovoltaici, per esempio). Verranno quindi considerati impianti per la produzione di energia da biomassa (bioreattori / fermentatori) assieme a diversi concetti relativi alla loro conduzione. Verranno introdotti i concetti di controllo automatico e dei dispositivi che ne permettono la realizzazione (sensori, controllori e attuatori).

Lezioni frontali in aula con l'ausilio di slides proiettate e uso della lavagna. Esercitazioni pratice svolte in aula e visita di alcuni laboratori Di3A.

Nessun prerequisito è richiesto

Fortemente consigliata vista la trasversalità degli argomenti trattati. La frequenza alle lezioni non è comunque obbligatoria per sostenere l’esame.

Definizione dei termini “Precision Farming” e “Variable Rate Agriculture”. Strumenti per la raccolta di dati sulle condizioni del campo e processi decisionali. Introduzione ai controlli automatici. Sensori, controllori e attuatori. Automazione delle macchine agricole e di alcune operazioni colturali. Cenni di cartografia. Introduzione ai sistemi di localizzazione satellitare GNSS: GPS, DGPS, RTK-DGPS, sistemi per migliorarne la precisione basati su tecniche SBAS e GBAS. Robotica applicata all’agricoltura. Meccatronica. Utilizzo di velivoli automatici (APR) in agricoltura. Ottimizzazione delle risorse, riutilizzo delle biomasse, cenni sui bioreattori per la produzione di energia su piccola scala. Tipologie di impianti e sistemi di controllo dei parametri funzionali del bio-processo. Caratteristiche costruttive, componenti, strutture e attrezzature annesse agli impianti di produzione di bio-energia. Cenni su altre tipologie di energie rinnovabili (idroelettrico, solare termico, fotovoltaico, eolico, geotermico).

1- Agricoltura di precisione. Guida pratica all’introduzione in azienda, Bertocco Matteo. Edizioni L’Informatore Agrario.

2- Agricoltura di precisione. Concetti teorici e applicazioni pratiche, Bertocco Matteo; Sartori Luigi; Basso Bruno. Edizioni L’Informatore Agrario.

3- Agricultural Automation: Fundamentals and Practices. Qin Zhang and Francis J. Pierce. CRC Press.

4- Towards Service Robots for Everyday Environments. Prassler E., et al. Springer.

5- Advanced Mechanics in Robotic Systems. Nestor Eduardo Nava Rodríguez. Springer.

6- SISTEMI A BIOMASSE: PROGETTAZIONE E VALUTAZIONE ECONOMICA IMPIANTI DI GENERAZIONE CALORE ED ELETTRICITA'. Bocci Enrico; Caffarelli Alessandro; Villarini Mauro; D'amato Alessio Maggioli Editore.

7- Materiale didattico fornito durante le lezioni; tutti i testi consigliati sono disponibili presso la biblioteca di dipartimento.

L’esame consiste in una prova orale. Il colloquio è individuale e prevede la verifica della capacità di ragionamento e di collegamento tra le conoscenze trasversali acquisite attraverso le varie parti del programma, fermo restando la conoscenza dei singoli argomenti.

Descrizione degli elementi costitutivi e principio di funzionamento di un sistema di termoregolazione per la produzione di biometano

Schema a blocchi di un impianto di digestione anaerobica

Principio di funzionamento di un sistema di posizionamento globale (per esempio GPS)