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. 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). Verranno approfonditi i principi di funzionamento dei principali sensori ed attuatori.

Il corso consiste in 28 ore di lezioni frontali svolte in aula con l'ausilio di slides proiettate e uso della lavagna. Sono previste 28 ore di esercitazioni pratice svolte in aula e visita di alcuni laboratori Di3A. Gli orari delle lezioni (in presenza o remote) sono disponibili su https://www.di3a.unict.it/it/corsi/lm-7/orario-delle-lezioni

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Nessun prerequisito è richiesto.

Fortemente consigliata vista la trasversalità degli argomenti trattati. La frequenza alle lezioni (sia in modalità remota che in presenza) 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, sensori ed attuatori utilizzati e relativi principi di funzionamento, 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 e disponibile sulla piattaforma Studium (https://studium.unict.it/dokeos/2021/courses/22191/index.php); tutti i testi consigliati sono disponibili presso la biblioteca di dipartimento.

L’esame consiste in una prova orale, il cui calendario (ed eventuale modalità di connessione per esami da remoto) è disponibile su https://www.di3a.unict.it/it/corsi/lm-7/calendario-esami-profitto. 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.

In fase di valutazione, saranno adottati i seguenti principi:

- la pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate.

- la qualità dei contenuti, la capacità di collegamento con altri temi oggetto del programma, la capacità di riportare esempi.

- la proprietà di linguaggio tecnico e la capacità espressiva complessiva dello studente.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

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

Ciclo del carbonio nel contesto delle energie da biomassa

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