PROGRAMMAZIONE DI TECNOLOGIE CHIMICHE INDUSTRIALI, PRINCIPI DI AUTOMAZIONE E DI ORGANIZZAZIONE INDUSTRIALE

Transcript

1 PROGRAMMAZIONE DI TECNOLOGIE CHIMICHE INDUSTRIALI, PRINCIPI DI AUTOMAZIONE E DI ORGANIZZAZIONE INDUSTRIALE III A chimica dei materiali a.s. 2012/2013 ITIS PASCAL sede Via dei Robilant Teorico: Prof.ssa Mirabelli Gaetana FINALITA' Scopo di questa materia è di fornire una conoscenza sostanziale delle principali caratteristiche strutturali e funzionali degli impianti chimici, così da contribuire alla formazione di un tecnico in grado di rilevare ed interpretare i dati forniti dagli strumenti di misurazione e controllo di impianti e di trattamenti disinquinanti. SITUAZIONE DI PARTENZA La classe è composto da alunni in gran parte conosciuti nella classe prima molto motivati e interessati agli argomenti trattati in questo indirizzo di studio. Nei primi giorni di scuola è stata effettuato un test d'ingresso per capire il livello complessivo della classe per poter affrontare più o meno approfonditamente i primi argomenti. Il risultalo del test è apparso mediocre, risulta infatti lacunosa la conoscenza sul SI e impossibile la risoluzioni di problemi per il calcolo della pressione, della densità e del peso di un oggetto. OBIETTIVI FORMATIVI GENERALI - Comprensione graduale, secondo il punto di vista scientifico, dei problemi di fondo, metodologici e culturali, posti dalle caratteristiche peculiari della materia - Acquisire e saper sviluppare capacità di analisi, di riflessione, di sintesi, di memorizzazione e saper utilizzare le nozioni apprese - Essere consapevoli che la ricerca scientifica è in forte sviluppo e che le acquisizioni in questo settore avranno in futuro un forte impatto sulla nostra vita quotidiana - Utilizzare la terminologia specifica della disciplina - Capacità di autovalutazione - Acquisizione di esperienze legate al territorio, tramite uscite didattiche e viaggi di istruzione - Essere consapevole delle responsabilità e dell impegno assunto al fine di renderlo appieno partecipe del percorso didattico intrapreso. OBIETTIVI MINIMI DIDATTICI - Conoscenze: Servirsi del S.I. con i prefissi di uso comune Saper descrivere le caratteristiche generali dei materiali Saper interpretare i diagrammi di stato e metterle in relazione con le proprietà della materia. Descrivere le prestazione e le funzioni delle apparecchiature di processo Conoscere le tecniche e le apparecchiature utilizzate nel trattamento delle acque

2 Descrivere struttura e componenti di base di un anello di regolazione Conoscenza dei principali tipi di misuratori di pressione, di livello, di temperatura e di portata Conoscere, nei vari livelli di complessità, le rappresentazioni grafiche degli impianti chimici e norme UNICHIM. - Competenze: saper applicare autonomamente le conoscenze con i compiti semplici senza errori - Capacità: saper cogliere il senso e interpretare correttamente i contenuti di informazioni semplici - Abilità linguistico espressive: saper in modo semplice ma corretto quanto appreso INDIVIDUAZIONE STRUMENTI DI MISURA PER EVENTUALI VERIFICHE SOMMATIVE Il monitoraggio degli apprendimenti sarà continuo attraverso prove in itinere di vario genere. Le tipologie che potranno essere adottate sono: - Prove scritto/grafico: test strutturati, test semi-strutturati, relazioni di laboratorio, produzioni personali (ricerche e approfondimenti), schemi di processo su carta millimetrata - Prove orali: interrogazioni CRITERI DI VALUTAZIONE Saranno presi in considerazione: - progresso - conoscenza e comprensione degli argomenti - competenza linguistica - capacità di individuare e sintetizzare concetti chiave - capacità di formulare ipotesi interpretative di fatti - partecipazione al dialogo educativo. Le condizioni necessarie per considerare sufficiente il percorso formativo dell allievo relativamente alla formalizzazione del giudizio di fine anno scolastico saranno individuate nei seguenti punti: - Capacità intesa come potenzialità ad affrontare l anno successivo - Conoscenza essenziale di termini, principi e teorie - Capacità espositiva semplice, senza errori sostanziali anche se con alcune incertezze - Capacità di concettualizzazione con esatta interpretazione di nessi logici - Competenza applicativa delle conoscenze acquisite nel trattare contenuti specifici, metodologie e generalizzazioni senza errori sostanziali anche se con alcune incertezze nell esecuzione di elaborazioni semplici - Interesse e impegno per la disciplina - Frequenza scolastica regolare

3 La griglia di valutazione degli obiettivi raggiunti sarà quella che verrà approvata in sede di Cdd. ITINERARI METODOLOGICI DIDATTICI FUNZIONALI ALLE ATTIVITA DI RECUPERO Considerate le ore di lezione previste: 5 ore settimanali per un totale di 165 ore annuali; si intende dedicare alle attività di recupero, intese come revisione degli argomenti svolti durante le ore curriculari, il 20% circa del tempo. Altre attività di recupero, nel caso si rendessero necessarie, potranno anche svolgersi attraverso dei corsi di recupero pomeridiani o lo sportello didattico METODI La relazione di insegnamento è una relazione biunivoca: il docente insegna, ma allo stesso tempo apprende, sia il modo di apprendere degli altri, ma anche i propri meccanismi di conoscenza. L'insegnante non sa tutto, impara con i propri studenti. Per questo la lezione non sarà mai sfoggio del proprio sapere bensì momento di crescita collettiva attraverso un dialogo sempre aperto con gli studenti. Per cui l approccio che prediligerò sarà del tipo dialogato nel tentativo di coinvolgere e incuriosire gli studenti. L approccio alla materia sarà graduale, senza porre gli alunni immediatamente di fronte o questioni specifiche concettualmente piuttosto impegnative. Il linguaggio espositivo sarà semplice ed essenziale, i termini appartenenti al linguaggio proprio della disciplina verranno di volta in volta chiariti. Nella trattazione dei vari argomenti si farà riferimento, per quanto possibile, a fatti ed esperienze della vita quotidiana e si darà particolare rilievo agli argomenti che trovano e completano il loro sviluppo sia negli insegnamenti affini sia in quelli professionali. STRUMENTI Gli strumenti dei quali mi avvarrò sono in primo luogo l'uso di un libro di testo scelto con cura per fornire allo studente un mezzo chiaro e rigoroso per approfondire gli argomenti trattati in classe oltre ad appunti esemplificativi preparati dall insegnante. Libro di testo: S. Natoli, M. Calatozzolo: Tecnologie Chimiche Industriali, vol. I, ed. Edisco. ORGANIZZAZIONE MODULARE DELL ATTIVITA DIDATTICA MODULO 1: NOZIONI INTRODUTTIVE UD Contenuti obiettivi UD1 L'INDUSTRIA CHIMICA -Generalità -La planimetria -Servizi generali -Conosceree, in termini generali le problematiche relative ad un impianto chimico. UD2 RICHIAMI DEL SISTEMA INTERNAZIONALE Generalità -Definizione di grandezza -Definizione di unità di misura -Saper riconoscere grandezze fondamentali e derivate.

4 -Le 7 grandezze fondamentali del SI -Le grandezze derivate MODULO 2: MATERIALI USATI NELL'IMPIANTISTICA CHIMICA UD1 I MATERIALI -Le caratteristiche meccaniche dei materiali -Gli acciai e le ghise -Materiali metallici non ferrosi -Materiali polimerici -Altri materiali -I nanomateriali -Saper descrivere le caratteristiche generali dei materiali. -Utilizzare ed interpretare correttamente le regole di denominazione degli acciai. -Saper descrivere le caratteristche prestazionali e gli impeghi dei vari materiali nell industria chimica. UD2 LA CORROSIONE -I processi corrosivi e la degradazione dei materiali -Prevenzione della corrosione -Descrivere i processi corrosivi utilizzandio le conoscenze chimiche e chimico-fisiche. -Descrivere le tecniche per la prevenzione della corrosione. UD3 DIAGRAMMI DI STATO -Gli equilibri di fase e i diagrammi di stato. -Diagrammi di stato per soluzioni solide parzialmente miscibili -Interpretare le informazioni fornite dai diagrammi di stato e metterle in relazione con le proprietà della materia. -Interpretare il diagramma Fe-C e collegare con le proprietà delle leghe ferrose. MODULO 3: STOCCAGGIO E MOVIMENTAZIONE DEI SOLIDI UD1STOCCAGGIO DEI SOLIDI -Proprietà e caratteristiche dei solidi -Stoccaggio dei solidi all aperto, in sili, a magazzino -Conoscenza dlle principali proprietà dei solidi. -Descrivere le caratteristiche tecniche proncipali delle apparecchiature per lo stoccaggio dei solidi -Applicare i criteri di scelta delle apparecchiature, anche in relazione alle norme di sicurezza -Conoscere la simbologia UNICHIM specifica UD2 MOVIMENTAZIONE DEI SOLIDI -Trasportatori a gravità - Trasportatori portanti -Trasportatori a spinta -Trasportatori a scossa o a vibrazioni -Descrivere le caratteristiche tecniche proncipali delle apparecchiature per il trasporto dei solidi -Applicare i criteri di scelta delle apparecchiature, anche in relazione alle

5 -Trasporto pneumatico norme di sicurezza -Conoscere la simbologia UNICHIM specifica MODULO 4: STATICA E DINAMICA DEI FLUIDI UD1 STATICA DEI LIQUIDI -La pressione idrostatica -Equazione della statica dei liquidi - Conoscenza, comprensione, applicazione del concetto di pressione idrostatica e conoscenza dei principali tipi di misuratori di pressione - Dimostrare la legge di Stevin -Saper ricavare l equazione fondamentale della statica -Descrivere le trasformazioni di energia in un liquido fermo UD 2 DINAMICA DEI LIQUIDI -I liquidi in movimento (portata, viscosità, moto laminare e turbolento) -Dinamica dei liquidi ideali -I liquidi reali e le dissipazioni (la determinazione delle perdite di carico continue, le perdite localizzate) -Misure delle portate -Descrivere il significato della viscosità secondo il modello particellare -Descrivere le caratteristiche secondo l regime di moto -Descrivere larelazione tra perdite di carico e forme di energia -Descrivere il funzionamento dei misuratori di portata MODULO 5: IL TRASPORTO DEI LIQUIDI UD1 GENERALITA -La prevalenza -classificazione e campi d'impiego delle pompe UD2 POMPE CENTRIFUGHE -Aspetti costruttivi -Cavitazione e NPSH -Descrivere le caratteristiche e le applcaziopni delle pompe centrifughe -Curve caratteristiche -Installazione e regolazione delle pompe centrifughe UD3 POMPE VOLUMETRICHE -Pompe volumetriche alternative -Pompe volumetriche rotative -Descrivere le caratteristiche e le appilcazioni delle pompe volumetriche UD4 POMPE PER APPLICAZIONI PARTICOLARI -L air lift, le pompe peristaltiche, le viti di Archimede -Descrivere le caratteristiche e le applicazioni delle pompe a funzionamento speciale

6 MODULO 6: STOCCAGGIO E LINEE DI TRASPORTO DEI FLUIDI UD1 STOCCAGGIO DEI FLUIDI -Sollecitazione dei serbatoi -Spessore dei serbatoi -Serbatoi atmosferici -Serbatoi in prwssione -Gasometri -Stoccaggi refrigerati -Dispositivi ausiliari e accessori dei serbatoi -Descrivere le prestazioni e funzioni dei serbatoi, valvole, tubazioni ed elementi di linea -Applicare i criteri di scelta delle apparecchiature specifiche, anche in relazione alle norme di sicurezza -Descrivere i criteri per il dimensionamento di base dei serbatoi UD2 TUBAZIONI, ELEMENTI DI LINEA, VALVOLE -Parametri e criteri di scelta delle tubazioni -Codice di colore per le tubazioni -Giunti, raccordi, guarnizioni, filtri di linea -Valvole (struttura, tipologie, cavitazione, attuatori delle valvole) -Criteri di scelta delle valvole di regolazione -La direttiva "PED" -Descrivere le caratteristiche principali delle tubazioni e distinguere le normative specifiche -Descrivere i criteri per il dimensionamento di base delle tubazioni e delle valvole -Interpretare la marcatura di conformità PED MODULO 7: SEPARAZIONE SOLIDO-LIQUIDO UD1 GENERALITA -La separazione solido-liquido -Il moto relativo dei solidi in un liquido -Impiego dei flocculanti e dei polielettroliti -Calcolare la velocità di sedimentazione di Stokes in vari regimi di moto UD2 LE APPARECCHIATURE -I sedimentatori -La filtrazione -La centrifugazione -Descrivere le caratteristiche costruttive e di esercizio dei sedimentatori, dei filtri e delle centrifughe MODULO 8: TRATTAMENTI DELLE ACQUE GREZZE UD1LE ACQUE GREZZE -Fonti di approvvigionamento delle -Descrivere le caratteristiche delle acque

7 acque grezze grezze -Caratteristiche delle acque grezze UD2 TRATTAMENTI DELLE ACQUE -Requisiti per l'impiego delle acque -Trettamenti delle acque -Adsorbimento su carboni attivi -Osmosi inversa -L'eliminazione dei gas disciolti -Cicli di trattamento completi - Descrivere le caratteristiche delle acque e la relazione con i requisiti necessari in relazione agli usi -Descrivere i proncipi, le tecniche e le apparecchiature utilizzate nel trattamento delle acque MODULO 9: SEPARAZIONI GAS-SOLIDO E GAS-LIQUIDO UD1 GENERALITA -Principi operativi e ambiti applicativi -Descrivere i limiti di efficienza e di applicabilità delle apparecchiature impiegate nella rimozione di trascinamenti dalle correnti gassose UD2 LE APPARECCHIATURE -Depolveratori inerziali -Separatori ad umido -Dpolveratori elettrostatici -Descrivre i principi di funzionamento e le caratteristiche costruttive delle apparecchiature impiegate nella rimozione di trascinamenti dalle correnti gassose -Dpolveratori a tessuto MODULO 10: MISURA E CONTROLLO NEI PROCESSI CHIMICI UD1 GENERALITA SUL CONTROLLO AUTOMATICO -Definizioni principali -L'anello di regolazione in retroazione -I controllori ed il controllo on-off -Rappresentazione degli anelli di regolazione -Descrivere le variabili che caratterizzano il processo -Descrivere struttura e componenti di base di un anello di regolazione in retroazione -Descrivere il funzionamento di un generico regolatore -Descrivere il principio di funzionamento del controllo ON-OFF -Descrivere le norme UNICHIM per la rapprersentazione della strumentazione di controllo UD2 GLI ELEMENTI DI MISURA -Caratteristiche statiche degli elementi di misura -Descrivere le caratteristiche funzionali e prestazionali dei misuratori di livello, portata, pressione, temperatura

8 -Caratteristiche dinamiche degli elementi di misura -Descrivere i principi fisici e chimico-fisici per alcuni strumenti di misura -Sensori e segnali -Misure della temperatura -Misura della pressione -Misura della portata -Misura del livello MODULO 11: LA RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DEI PROCESSI CHIMICI UD1 NORME GENERALI -L'unificazione -La rappresenazione grafica dei processi -Simboli UNICHIM -Conoscere, nei vari livelli di complessità, le rappresentazioni grafiche degli impianti chimici -Saper consultare il manuale delle norme UNICHIM Roma 15 ottobre 2012 Prof.ssa Gaetana Mirabelli