Perché scegliere Ingegneria Chimica al Politecnico di Milano?

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1 15 febbraio 2014 Perché scegliere Ingegneria Chimica al Politecnico di Milano?

2 La chimica: una grande opportunità 2 Le nuove sfide dell umanità: Energia (fonti energetiche diversificate e pulite) materiali tecnologicamente avanzati farmaci più efficaci Ecologia e ambiente pulito utilizzazione razionale dell acqua e delle risorse naturali Problema nutrizionale Tutte queste sfide hanno un elemento comune: coinvolgono trasformazioni e processi chimici, e possono essere affrontate e risolte con l intervento della chimica e dell ingegneria chimica. L ingegneria chimica è in grado di fornire una risposta efficace ai bisogni della società moderna.

3 L ingegnere chimico 3 Chi è? Che lavoro fa? Che prospettive di lavoro ha? Che cosa si studia per diventarlo? Ci sono sfide e problemi aperti da affrontare? Perché studiare ingegneria chimica al Politecnico di Milano?

4 Chi è l ingegnere chimico 4 L ingegnere chimico è il tecnologo della chimica: acquisisce (e sviluppa) le conoscenze chimiche e le tramuta in tecnologie e prodotti Sviluppo di processo Progettazione impianti e apparecchiature Gestione di processi e impianti Gestione sicurezza e ambiente Ricerca applicativa e tecnologica

5 Chi è l ingegnere chimico 5 METODO

6 Chi è l ingegnere chimico 6 Chimico, Chimico Industriale e Ingegnere Chimico: le differenze Chimico: reazioni scala laboratorio + analisi chimica Chimico industriale: reazioni scala pilota Rispetto al laureato in chimica, nell ingegnere chimico si coniugano una cultura chimica di base con un approccio ingegneristico alla soluzione dei problemi, che ha come obiettivo primario la realizzazione sostenibile su scala industriale. L ingegnere chimico deve considerare, oltre ai fenomeni chimici, tutti i molteplici aspetti di un processo: dal trasferimento di materia ed energia ai fattori gestionali ed economici, dalle problematiche di sicurezza a quelle ambientali.

7 Che lavoro fa l ingegnere chimico 7 Ingegnere Chimico: una professione interdisciplinare "L'ingegnere chimico, L'ingegnere universale" L Ingegnere Chimico ha un ruolo guida nell Industria Chimica, Petrolchimica e Petrolifera ma più in generale l'ingegneria chimica interessa tutte le tecnologie di trasformazione, dall'industria manifatturiera alle attività di protezione dell'ambiente. In particolare, è ingegneria di processo ossia è centrata sulle metodologie di trasformazione chimicofisica della materia con la finalità di produrre beni materiali, erogazioni di servizi e di prevenzione o riduzione di azioni inquinanti. L Ingegnere Chimico è tra le più flessibili ed apprezzate figure professionali dell industria dove ricopre ruoli di responsabilità alimentare ambiente cosmesi energia materiali medicina petrolchimica sicurezza

8 La chimica e la qualità della vita 8 Il contributo della chimica pervade tutti gli aspetti della nostra vita: circa il 30% degli oggetti e dei servizi di uso quotidiano sono realizzati con il contributo della chimica e dell ingegneria chimica alimentare ambiente cosmesi energia materiali medicina petrolchimica sicurezza

9 Prospettive di lavoro per l ingegnere chimico 9 Dopo la crisi del , la produzione di prodotti chimici è in aumento L Europa è al secondo posto nella produzione chimica L Italia è al terzo posto in Europa

10 Prospettive di lavoro per l ingegnere chimico 10 Il settore chimico ha un elevato contenuto tecnologico: l attività di ricerca è doppia rispetto alla media dell industria; il 25 % delle nuove assunzioni sono di personale laureato contro il 18 % della media.

11 Prospettive di lavoro per l ingegnere chimico 11 39,9 % dell occupazione nel settore chimico è in Lombardia

12 Prospettive di lavoro per l ingegnere chimico 12 Tradizionalmente, circa 1/3 dei laureati IC POLIMI lavora nel comparto chimico, il resto lavora nel comparto metalmeccanico (società d ingegneria, industria elettronica), energia (aziende petrolifere) o polimeri-gomma

13 Prospettive di lavoro per l ingegnere chimico 13

14 Che cosa si studia per diventare Ingegnere Chimico 14 Solida preparazione scientifica di base: Matematica, Statistica, Geometria, Fisica, Chimica Preparazione ingegneristica generale: Elettrotecnica, Informatica, Meccanica dei Fluidi, Scienza delle Costruzioni, Macchine, Sistemi Energetici Insegnamenti fondamentali dell Ingegneria Chimica: Principi di Ingegneria Chimica, Chimica Industriale, Impianti Chimici, Controllo di Processo, Strumentazione Chimica, Fenomeni di trasporto, Ingegneria delle Reazioni Chimiche, Reattoristica, Sicurezza, Tecnologia dei Materiali, Termodinamica Chimica, Trattamento degli Effluenti + Insegnamenti a scelta in diversi ambiti chimico, biologico, ambientale, energetico, ecc. METODO: Riconosciuta attitudine all analisi e alla sintesi di sistemi e processi complessi

15 Perché studiare Ingegneria Chimica al Politecnico di Milano 15 POLIMI: Ampia scelta formativa Laurea in Ingegneria Chimica: un unico indirizzo con tirocinio a scelta (3 anni) 2. Laurea Magistrale in Ingegneria Chimica (in inglese dal 2014): (2 anni) - processi - sviluppo di prodotti - progettazione Su un totale di 1 20 crediti, 20 sono dedicati alla tesi e 50 sono a scelta tra più di 300 in diverse aree tematiche! Tesi di Laurea Magistrale: momento centrale della formazione, appassionante esperienza di ricerca da svolgersi all interno di gruppi e strutture di ricerca riconosciuti a livello internazionale 3. Dottorato di Ricerca in Chimica Industriale ed Ingegneria Chimica (3 anni)

16 Perché studiare Ingegneria Chimica al Politecnico di Milano 16 Ampia scelta formativa - 4 Al Politecnico di Milano è attiva la Laurea Magistrale in Ingegneria della Prevenzione e della Sicurezza nell Industria di Processo ( Questo corso intende formare ingegneri dotati della cultura tecnico-scientifica necessaria per affrontare le problematiche tipiche del settore della sicurezza e della protezione: dalle analisi preventive di rischio all analisi delle fenomenologie chimico-fisiche degli eventi incidentali, dall analisi dell igiene e della sicurezza nell ambiente di lavoro all impiego di strumenti di indagine, monitoraggio, diagnostica e valutazione.... una opportunità in più per i nostri laureati!

17 Perché studiare Ingegneria Chimica al Politecnico di Milano 17 Docenti/Studenti: un corso di studi di dimensioni umane Le immatricolazioni al corso di Laurea in Ingegneria Chimica del Politecnico di Milano sono risultate in crescita negli ultimi anni (numero programmato: 220) E il primo per volume in Italia (tra il 20 e il 25%) Nonostante ciò il corso di studi può essere assolutamente considerato di piccole dimensioni, con un elevato valore del rapporto docenti/studenti. Ciò è particolarmente vero nei corsi di Laurea Magistrale dove la dimensione media indica circa 20 studenti per corso.

18 Perché studiare Ingegneria Chimica al Politecnico di Milano 18 Il 47% degli studenti immatricolati si Laurea entro i tre anni previsti (media ing. Politecnico 36,1%) La maggioranza degli studenti che conseguono la Laurea proseguono gli studi per conseguire la Laurea Magistrale. Ciò può essere imputato a due fattori: - gli studenti che si iscrivono a Ingegneria Chimica al Politecnico di Milano sono sostanzialmente studenti ben motivati e consci della scelta fatta. - il favorevole rapporto studenti/docenti consente un rapporto diretto tra le parti che favorisce il compimento del percorso formativo NB: il mercato del lavoro richiede qualità della preparazione (durata vs media) Successo negli studi

19 Perché studiare Ingegneria Chimica al Politecnico di Milano 19 Successo negli studi

20 Perché studiare Ingegneria Chimica al Politecnico di Milano 20 Cosa dicono di noi: gli studenti Nell AA 2010/11, quasi il 96% degli studenti d Ingegneria Chimica si è dichiarato soddisfatto del corso di studi intrapreso, tanto che il 78% ripeterebbe nuovamente la scelta fatta (contro il 72% della media Politecnico). Cosa dicono di noi: i laureati E stata effettuata un indagine riguardante lo status occupazionale dei laureati specialistici Al momento dell indagine, solo 2 laureati su 56 erano in attesa di impiego (meno del 4%). Il 91% degli intervistati ha dichiarato che si sarebbe iscritto nuovamente allo stesso corso di Laurea (media Politecnico: 74%). In definitiva i nostri studenti e laureati in Ingegneria Chimica sono più soddisfatti della media degli studenti del Politecnico di Milano

21 Le sfide dell ingegneria chimica 21 Le competenze dell Ingegnere Chimico sono tali da consentirgli di cimentarsi nella risoluzione, da un punto di vista tecnico, di molti dei problemi di frontiera oggi presenti. Si tratta quindi di contribuire fattivamente alla risoluzione di problematiche inerenti: Protezione, salvaguardia e risanamento dell ambiente processi produttivi verdi o sostenibili, impianti di abbattimento di inquinanti, bonifica di siti contaminati,. Esigenze energetiche dell umanità uso ottimale delle fonti fossili, idrogeno come nuovo vettore energetico, celle a combustibile, combustibili puliti, impianti fotovoltaici,. Nuovi materiali polimerici, inorganici avanzati per micro/ optoelettronica, biocompatibili per usi biomedici Nuovi farmaci sviluppo dei processi produttivi, formulazioni efficaci, farmacocinetica,.. Esigenze nutrizionali dell umanità fertilizzanti, agrofarmaci, prodotti biotecnologici, nuovi metodi di conservazione degli alimenti,

22 Le sfide dell ingegneria chimica: aspetti ambientali 22 Solitamente si pensa che un processo chimico sia sorgente di inquinamento. Questa affermazione è forse stata vera in passato. Oggi non è più possibile realizzare nessun impianto chimico senza aver prima esaminato e poi risolto tutti i problemi ambientali connessi. L ingegnere chimico conosce le reazioni che avvengono all interno degli impianti e quindi è in grado di realizzare le modifiche necessarie per limitare la produzione di sottoprodotti inquinanti e i realizzare gli impianti necessari per il loro eventuale abbattimento. sfida: realizzare le produzioni a impatto zero

23 Le sfide dell ingegneria chimica: produzione pulita di energia 23 Nel prossimo futuro ancora gran parte del fabbisogno energetico verrà soddisfatto dai combustibili fossili, ottenendo energia dalla loro combustione. Processi con cattura di CO 2 : la risposta al global warming -nuovi processi di Chemical looping combustion (CLC) per la generazione di energia per combustione con rimozione della CO 2 prodotta - nuovi processi di lavaggio della CO 2 - nuovi processi criogenici per la rimozione di CO 2

24 Le sfide dell ingegneria chimica: produzione pulita di energia 24 Processi di riutilizzo della CO 2 con H 2 da fonti rinnovabili: - Produzione di combustibili - produzione di chemicals

25 Le sfide dell ingegneria chimica: produzione pulita di energia 25 Abbattimento SO x, NO x e diossine da termovalorizzatori

26 Le sfide dell ingegneria chimica: produzione di combustibili e e chemicals da fonti rinnovabili 26

27 Le sfide dell ingegneria chimica: produzione di energia 27 Energia elettrica dalle pile a combustibile La tecnologia delle nuove pile a combustibile è tutta focalizzata sugli sviluppi della membrana polimerica che separa i due elettrodi, dell elettrolita tra di essi contenuto e del catalizzatore posto sugli elettrodi. L idrogeno: il combustibile del futuro

28 Le sfide dell ingegneria chimica: produzione di energia 28 Oggi il kwh PV costa circa 3-4 volte quello da combustibili fossili. Sono richiesti miglioramenti nel processo produttivo per ridurre i costi (ChemEng work!)

29 Le sfide dell ingegneria chimica: mobilità sostenibile 29

30 Le sfide dell ingegneria chimica: mobilità sostenibile 30 miglioramento del combustibile (carburante) a disposizione. Produzione di carburanti sintetici ecocompatibili, carburanti da risorse rinnovabili. ottimizzazione di un processo di combustione nei motori a combustione interna: - dispersione fine del combustibile e intima miscelazione col comburente - studio della propagazione del fronte di fiamma

31 Le sfide dell ingegneria chimica: mobilità sostenibile 31 La marmitta catalitica, il reattore chimico con il maggior numero d installazioni al mondo.

32 Le sfide dell ingegneria chimica: nuovi materiali 32 Elettronica e optoelettronica di largo consumo (computer, telefonia mobile, media world,.) Passare dalle materie prime al prodotto finito CHEMICAL PROCESSES!!

33 Le sfide dell ingegneria chimica: nuovi materiali 33 Produzione di polimeri biocompatibili, un settore di ricerca che può essere collocato anche in quello delle applicazioni mediche. A seconda delle applicazioni questi polimeri devono avere o un comportamento inerte o essere inglobati e assimilati dal tessuto cellulare in ricrescita polimeri biocompatibili per la realizzazione di organi artificiali (vedi cuore artificiale o pelle sintetica) oppure di fluidi in grado di sostituire il sangue (polimeri fluorurati)

34 Le sfide dell ingegneria chimica: applicazioni mediche 34 Molto importante è l applicazione di bioreattori nei quali, seminando delle cellule su un substrato costituito da un polimero biocompatibile, si riescono a riprodurre dei tessuti cellulari a velocità più elevata che nel corpo umano. Si preleva un campione di cellule del paziente e si reimplanta un tessuto da esse generato evitando i problemi di rigetto

35 Le sfide dell ingegneria chimica: applicazioni mediche 35 Modelli di trasporto dei medicinali nel corpo umano Modelli di farmacocinetica: come si distribuisce nel tempo un farmaco all interno del corpo umano per poter dosare in modo ottimale le somministrazioni ad un paziente (minimizzare la dose e aumentare l arco temporale di efficacia). Sono modelli di fenomeni di trasporto, un pane quotidiano per l ingegnere chimico! L art of modeling è la chimica-fisica dei processi non gli algoritmi matematici

36 Le sfide dell ingegneria chimica: esigenze nutrizionali 36 FERTILIZZANTI: problema risolto ca nel 1930 con la fissazione dell N 2 atmosferico tramite il processo di sintesi diretta dell NH 3 con catalizzatori a base di ferro e condizioni estreme (400 atmosfere e 400 C). World population and ammonia

37 Le sfide dell ingegneria chimica: esigenze nutrizionali 37 La natura ha però da sempre fissato l azoto tramite l enzima nitrogenasi, presente ad esempio in tutte le leguminacee. Questa reazione avviene in condizioni blande (1 atm + T amb) N 2 + 8H + + 8e - ATP ADP 2NH 3 + H 2 + P i La sfida è quindi riprodurre un sistema catalitico in grado di replicare il meccanismo dell enzima nitrogenasi. E stato recentemente risolta la struttura dell enzima ed è stato ricavato un complesso inorganico con la stessa struttura del sito catalitico dell enzima (il complesso FeMo)

38 Quindi perché scegliere Ingegneria Chimica? 38 Dà una formazione polivalente e approfondita, a carattere tecnico-scientifico, flessibile ed apprezzata Dà ottime garanzie di impiego a breve termine Consente di operare creativamente nel settore dei processi produttivi e di trasformazione Consente di contribuire fattivamente alla risoluzione dei grandi problemi del nuovo secolo Consente di essere un protagonista nel man made world e non un semplice assemblatore La società e il sistema industriale hanno un bisogno crescente delle competenze degli ingegneri chimici