MACCHINE E IMPIANTI PER LE BIOTECNOLOGIE

Anno accademico 2024/2025 - Docente: DOMENICO LONGO

Risultati di apprendimento attesi

Il corso si propone di fornire le competenze disciplinari e professionalizzanti per l’applicazione in campo del concetto di "Variable Rate Agriculture" e di "Precision Farming" nelle sue diverse accezioni. Verranno analizzate, pertanto, le tecnologie che permettono di implementarlo nella pratica. Verranno introdotti i concetti di controllo automatico e saranno illustrati i dispositivi che ne permettono la realizzazione (sensori, controllori e attuatori). Saranno anche forniti cenni sulla produzione di energia su piccola scala a partire da biomasse e da altre fonti rinnovabili.

Con riferimento ai descrittori di Dublino, lo studente alla fine del corso dovrà acquisire:

Conoscenza e capacità di comprensione (Knowledge and understanding abilities)
Conoscenza dei principi che sono alla base della "Precision Farming", dei sistemi di mappatura dei campi e dei sensori, degli attuatori e dei sistemi di controllo che è necessario siano presenti nelle macchine idonee alla lavorazione a rateo variabile. Comprendere le differenze e le potenzialità degli impianti di produzione di energia da fonti rinnovabili, con particolare riferimento alle biomasse.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione (Applying knowledge and understanding abilities)
Capacità di riconoscere le funzionalità di componenti, macchine e impianti per comprenderne le potenzialità e i possibili impieghi.

Autonomia di giudizio (Ability of making judgements)
Capacità di confrontare differenti soluzioni tecnico-impiantistiche e scegliere la più idonea alle specifiche esigenze.

Abilità comunicative (Communication skills)
Capacità di utilizzare correttamente i termini tecnici per essere in grado di interloquire e confrontarsi con specialisti. Capacità di semplificare e rendere comprensibili, anche ai non specialisti, le funzionalità e le caratteristiche peculiari di sensori, attuatori, controllori, macchine e impianti.

Capacità di apprendimento (Learning skills)
Capacità di apprendimento degli argomenti trattati attraverso metodi logico-deduttivi piuttosto che mnemonici.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali con l'ausilio di slide ed esercitazioni consistenti in analisi di applicazioni pratiche, seminari ed eventuali visite in centri aziendali del territorio.

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.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.

È possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, Prof.ssa Anna De Angelis.

Prerequisiti richiesti

Nessun prerequisito è richiesto.

Frequenza lezioni

La frequenza non è obbligatoria, ma è fortemente consigliata in considerazione della trasversalità degli argomenti trattati.

Contenuti del corso

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).

Testi di riferimento

Il docente fornisce su Studium tutte le slide utilizzate per trattare in aula tutti gli argomenti previsti nel programma, al fine di fornire una guida per lo studio individuale. Inoltre sono consigliati i seguenti testi, fermo restando la libertà di consultare qualsiasi altro testo inerente gli argomenti trattati:

1. Casa R. – Agricoltura di precisione. Metodi e tecnologie per migliorare l'efficienza e la sostenibilità dei sistemi colturali – Edagricole - Edizioni Agricole di New Business Media srl. Milano. (ISBN 978-88-506-5510-6).

2. Misturini R. – Precision farming. Strumenti e tecnologie per un'agricoltura evoluta – Edagricole - Edizioni Agricole di New Business Media srl. Milano. (ISBN 978-88-506-5587-8).

3. Basso B., Sartori L., Bertocco M. – Agricoltura di precisione. Concetti teorici e applicazioni pratiche – Edizioni L'Informatore Agrario SpA. Verona. (ISBN 978-88-7220-229-9).

4. Bertocco M. – Agricoltura di precisione. Guida pratica all’introduzione in azienda – Edizioni L'Informatore Agrario SpA. Verona. (ISBN 978-88-7220-283-8).

5. Zhang Q, Pierce F.J. – Agricultural Automation: Fundamentals and Practices – CRC Press - Taylor & Francis Group. Boca Ratom, FL. (ISBN 978-1-4398-8057-9).

6. Prassler E., Zöllner M., Bischoff R., Burgard W., Haschke R., Hägele M., Lawitzky G., Nebel B., Plöger P., Reiser U. – Towards Service Robots for Everyday Environments – Springer. (ISBN 978-3-642-25116-0).

7. Rodríguez N. – Advanced Mechanics in Robotic Systems – Springer. (ISBN 978-0-85729-588-0).

8. Bocci E., Caﬀarelli A., Villarini M., D'Amato A. – Sistemi a biomasse: progettazione e valutazione economica. Impianti di generazione di calore ed elettricità – Maggioli Editore. Rimini (ISBN 978-88-3875-969-7).

9. Appunti di lezione.

Autore	Titolo	Editore	ISBN
Casa R.	Agricoltura di precisione. Metodi e tecnologie per migliorare l'efficienza e la sostenibilità dei sistemi colturali	Edagricole - Edizioni Agricole di New Business Media srl. Milano	978-88-506-5510-6
Misturini R.	Precision farming. Strumenti e tecnologie per un'agricoltura evoluta	Edagricole - Edizioni Agricole di New Business Media srl. Milano	978-88-506-5587-8
Basso B., Sartori L., Bertocco M.	Agricoltura di precisione. Concetti teorici e applicazioni pratiche	Edizioni L'Informatore Agrario SpA. Verona	978-88-7220-229-9
Bertocco M.	Agricoltura di precisione. Guida pratica all’introduzione in azienda	Edizioni L'Informatore Agrario SpA. Verona.	978-88-7220-283-8
Zhang Q, Pierce F.J.	Agricultural Automation: Fundamentals and Practices	CRC Press - Taylor & Francis Group. Boca Ratom, FL.	978-1-4398-8057-9
Prassler E., Zöllner M., Bischoff R., Burgard W., Haschke R., Hägele M., Lawitzky G., Nebel B., Plöger P., Reiser U.	Towards Service Robots for Everyday Environments	Springer	978-3-642-25116-0
Rodríguez N.	Advanced Mechanics in Robotic Systems	Springer	978-0-85729-588-0
Casa R.	Agricoltura di precisione. Metodi e tecnologie per migliorare l'efficienza e la sostenibilità dei sistemi colturali	Edagricole - Edizioni Agricole di New Business Media srl. Milano	978-88-506-5510-6
Bocci E., Caﬀarelli A., Villarini M., D'Amato A.	Sistemi a biomasse: progettazione e valutazione economica. Impianti di generazione di calore ed elettricità	Maggioli Editore. Rimini	978-88-3875-969-7

Programmazione del corso

	Argomenti	Riferimenti testi
1	Precision farming	Casa R. – Agricoltura di precisione. Metodi e tecnologie per migliorare l'efficienza e la sostenibilità dei sistemi colturali – Edagricole - Edizioni Agricole di New Business Media srl. Milano. (ISBN 978-88-506-5510-6).
2	Precision farming	Misturini R. – Precision farming. Strumenti e tecnologie per un'agricoltura evoluta – Edagricole - Edizioni Agricole di New Business Media srl. Milano. (ISBN 978-88-506-5587-8).
3	Precision farming	Basso B., Sartori L., Bertocco M. – Agricoltura di precisione. Concetti teorici e applicazioni pratiche – Edizioni L'Informatore Agrario SpA. Verona. (ISBN 978-88-7220-229-9).
4	Precision farming	Bertocco M. – Agricoltura di precisione. Guida pratica all’introduzione in azienda – Edizioni L'Informatore Agrario SpA. Verona. (ISBN 978-88-7220-283-8).
5	Precision farming	Zhang Q, Pierce F.J. – Agricultural Automation: Fundamentals and Practices – CRC Press - Taylor & Francis Group. Boca Ratom, FL. (ISBN 978-1-4398-8057-9).
6	Robotica in agricoltura	Prassler E., Zöllner M., Bischoff R., Burgard W., Haschke R., Hägele M., Lawitzky G., Nebel B., Plöger P., Reiser U. – Towards Service Robots for Everyday Environments – Springer. (ISBN 978-3-642-25116-0).
7	Robotica in agricoltura	Rodríguez N. – Advanced Mechanics in Robotic Systems – Springer. (ISBN 978-0-85729-588-0).
8	Sensori, controllori, attuatori, sistemi GNSS, droni	Casa R. – Agricoltura di precisione. Metodi e tecnologie per migliorare l'efficienza e la sostenibilità dei sistemi colturali – Edagricole - Edizioni Agricole di New Business Media srl. Milano. (ISBN 978-88-506-5510-6).
9	Energie da biomasse	Bocci E., Caﬀarelli A., Villarini M., D'Amato A. – Sistemi a biomasse: progettazione e valutazione economica. Impianti di generazione di calore ed elettricità – Maggioli Editore. Rimini (ISBN 978-88-3875-969-7).

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Colloquio orale sull'intero programma.

Le date degli appelli di esame sono consultabili sul sito del Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente, al seguente link: https://www.di3a.unict.it/it/corsi/lm-7/calendario-esami-profitto.

L'esame potrà essere effettuato per via telematica solo se le condizioni sanitarie lo dovessero richiedere.

La valutazione terrà conto della pertinenza e della qualità della risposta ai quesiti posti, oltre che della proprietà di linguaggio tecnico dimostrata, della capacità di ragionamento e di collegamento tra le conoscenze trasversali acquisite attraverso le varie parti del programma.

Nel dettaglio verranno adottati i seguenti criteri:

Non idoneo
Conoscenza e comprensione argomento: Importanti carenze. Significative imprecisioni.
Capacità di analisi e sintesi: Irrilevanti. Frequenti generalizzazioni. Incapacità di sintesi.
Utilizzo di referenze: Completamente inappropriato.

18-20
Conoscenza e comprensione argomento: A livello soglia. Imperfezioni evidenti.
Capacità di analisi e sintesi: Capacità appena sufficienti.
Utilizzo di referenze: Appena appropriato.

21-23
Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza routinaria
Capacità di analisi e sintesi: È in grado di analisi e sintesi corrette. Argomenta in modo logico e coerente.
Utilizzo di referenze: Utilizza le referenze standard.

24-26
Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza buona.
Capacità di analisi e sintesi: Ha capacità di analisi e di sintesi buone. Gli argomenti sono espressi coerentemente.
Utilizzo di referenze: Utilizza le referenze standard.

27-29
Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza più che buona.
Capacità di analisi e sintesi: Ha notevoli capacità di analisi e di sintesi.
Utilizzo di referenze: Ha approfondito gli argomenti.

30-30L
Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza ottima.
Capacità di analisi e sintesi: Ha notevoli capacità di analisi e di sintesi.
Utilizzo di referenze: Importanti approfondimenti.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

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).

Definizione di sensore.

Corso di laurea magistrale in

Biotecnologie agrarie