02 Concetto Di Modello Slide

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Corso di

Modellistica e certificazione ambientale

Prof. Enrico PrenestiDipartimento di Chimica

Corso di Laurea Magistrale in CHIMICA DELL’AMBIENTE

6 CFU

Programma Prof. Enrico Prenesti

Programma del corso

1) Valutazione di impatto ambientaleLa valutazione di impatto ambientale (VIA)

La valutazione ambientale strategica (VAS)

Gli studi di impatto ambientale (SIA)

2) Concetto di modello�

3) Modellistica ambientaleModelli di simulazione per la previsione degli impatti

Modelli specifici per atmosfera, acque superficiali e acque sotterranee

Modelli di crescita e di rischio sanitario

4) La Qualità: normazione, certificazione e accreditamentoCampo volontario, campo cogente: norme e regole tecniche

Concetto di Qualità e sua evoluzione temporale

Normazione, certificazione, accreditamento: modelli di riferimento

Sistema Qualità in Italia

Mutuo riconoscimento

5) La Qualità per la gestione ambientaleNorme di sistema

Norme di prodotto

Concetto di Modello Prof. Enrico Prenesti

MODELLO:

Significati attribuiti alla parola modello

Polisemico: si dice di una parola che ha molti significati

È UN VOCABOLO POLISEMICO

POLISEMIA = pluralità di significati

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Secondo il dizionario Devoto Oli della lingua italiana (come sostantivo):

«Un modello è l'oggetto o il termine atto a fornire un conveniente sistema di punti di riferimento ai fini della riproduzione e

dell'imitazione».

Significati attribuiti alla parola modello

Secondo l’enciclopedia dell'economia Garzanti:

«Un modello è l'insieme di relazioni quantitative che descrivono in modo semplificato un certo gruppo di fenomeni, usate sia nella formulazione

di teorie che nella loro verifica empirica».

Secondo il dizionario Sabatini Coletti della lingua italiana (come sostantivo):

«Termine di riferimento ritenuto valido come esempio o prototipo e degno d'imitazione; cosa o persona assunta come soggetto per un

ritratto, un disegno, una costruzione, ecc.. Riproduzione in scala ridotta di strutture edilizie, meccaniche e simili.

Modulo a stampa, spesso contrassegnato da una sigla, per usi amministrativi.

Schema teorico scelto come rappresentativo di una classe di fenomeni».

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Nel linguaggio corrente il termine Modello indica un ESEMPLARE che è ritenutodegno di essere IMITATO (esempio 1), RIPRODOTTO (in scala reale o ridotta,

esempi 2-4) oppure ESIBITO (esempi 5-6).

Concetto di modello nel linguaggio comune


1. Un esempio da imitare (imitazione).

Esempi: Silvia è un modello di onestà. Prendere a modello qualcuno per qualcosa.

2. Il prototipo di un oggetto per la riproduzione fedele in serie in scala reale a scopo mercantile (riproduzione fedele).

Esempi: Hanno presentato il nuovo modello della Ferrari. Un telefono cellulare ultimo modello.

3. Il capo di abbigliamento o il disegno da cui è riprodotto fedelmente (riproduzione fedele).

Esempi: Un modello di abito esclusivo. Un nuovo modello di scarpa.

4. Riproduzione in scala ridotta di qualcosa a scopo di rappresentazione (riproduzione in scala).

Esempi: Il modello in legno di una piazza. Il plastico tridimensionale di una città.

5. Uomo o donna che posa per pittori, scultori o fotografi (esibizione).

6. Indossatore che indossa capi di abbigliamento per sfilate (esibizione).

Imitazione

Riproduzione

Esibizione

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Il modello può anche essere inteso come strumento di organizzazionerazionale di una determinata materia.Il modello diviene, allora, lo schema-base, il formato standard cui aderire,cui uniformarsi: si parla, in questo caso, di modelli di riferimento.A seconda del campo di applicazione, l’adesione a un dato modello diriferimento può essere volontaria oppure obbligatoria.

Concetto di modello in amministrazione e in Qualità


Modulo standard prestampato da compilare secondo regole precise, codificate e prestabilite.

Esempio: Il “Modello 730” per la dichiarazione annuale dei redditi delle persone fisiche.

Un secondo caso, ad adesione volontaria, a larga diffusione e di interessedei chimici, è quello relativo ai modelli di Qualità assunti spontaneamentecome riferimento normativo da aziende per le procedure di certificazione odi accreditamento.

Modello di riferimento internazionale per lo sviluppo del Sistema Qualità aziendale.

Esempio: Serie di norme volontarie ISO 9000.

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Il concetto di Modello si estende, e si arricchisce, alla rappresentazionedi fenomeni (naturali e non) attraverso operazioni matematiche di

simulazione realizzate tramite strumenti informatici.

Concetto di modello come strumento di studio in scienza


All’interno della SCIENZA vedremo che si distinguono svariati tipidi modelli, tutti accomunati dall’intento di fornire unaRAPPRESENTAZIONE qualitativa e/o quantitativa, spessosemplificata, di uno o più fenomeni naturali in cui interviene unoggetto, o un sistema di oggetti, inteso come un complesso dicomponenti interagenti e, talora, variabili nel tempo.

Il modello è una rappresentazione concettuale di un fenomeno reale ed è ben distinto dal fenomeno stesso.

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Il modello in scienza: significato


Un modello scientifico è uno strumento teorico funzionale che consente di

rappresentare, mediante un determinato linguaggio (verbale, iconico o simbolico), un sistema reale o supposto reale, cioè una porzione limitata del mondo quale è vista

da un ricercatore che se ne sta interessando, nonché di studiarne e prevederne il comportamento.

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Il modello in scienza


Il modello scientifico è focalizzato su alcuni aspetti specifici e selezionati del sistema

studiato.

Ciò che è rilevante in un sistema cambia col mutare del contesto teorico.

Sono possibili diversi modelli per uno stesso sistema.

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Il modello in scienza


Un modello è una rappresentazione semplificata del fenomeno di interesse, funzionale a uno specifico obiettivo.

George E. P. Box:

«All models are wrong but some are useful».

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Idrogeno + Cloro �� 2 Cloruro di idrogeno

Modello e livelli di concettualizzazione


Osservazioni di Gay-Lussac e ipotesi di Avogadro

Rappresentazione simbolica: Cl2(g) + H2(g) �� 2 HCl(g)

1 litro + 1 litro �� 2 litri

Osservazione: 1 A + 1 B �� 2 C

Rappresentazione iconica: + �� -

Rappresentazione simbolica: 1 A + 1 B �� 1 C

Rappresentazione iconica: - + ��-�� - + ��-

Rappresentazione simbolica: 1 H-H + 1 Cl-Cl �� 2 H-Cl

Rappresentazione simbolica: 1 A-A + 1 B-B �� 2 A-B

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Per formazione di una TEORIA si intende il processo di sintesi egeneralizzazione dei risultati vari e numerosi di sperimentazioni especulazioni che avviene, di solito, con l'aiuto della formulazionedi alcune IPOTESI preliminari, spesso SEMPLIFICATIVE, graziealle quali diviene accessibile una trattazione matematicamentemediata del fenomeno in oggetto. Le ipotesi preliminaricostituiscono uno dei LIMITI alla generalizzazione della teoria.

Concetti di teoria e modello in scienza


Per formazione di un MODELLO SCIENTIFICO si intende, invece,l’uso di SIMBOLI per RAPPRESENTARE −−−− ovvero simulare −−−−

segmenti di realtà fenomenica d’interesse.La rappresentazione può:

• avere differenti gradi di fedeltà,• impiegare differenti modalità e strumenti di simulazione,• perseguire differenti finalità.

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Teorie e modelli


Teorie e modelli, in scienza, sono ASTRAZIONI SPECULATIVE impiegate a scopo di studio con la finalità di COMPRENDERE la natura intima di taluni fenomeni naturali per poi poterne

PREVEDERE l’andamento nel tempo oppure per poterli MODIFICARE in funzione di determinati

SCOPI prestabiliti.

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La maggior parte delle teorie è generata entro lamatrice di qualche modello della realtà.

Il modello rappresenta un legame tra realtà e teoria:serve come guida per costruire le assunzionifondamentali di una teoria e come fonte disuggerimenti per estendere il suo campo diapplicazione e per generalizzare.

Il cambiamento dei modelli scientifici ha modificato ilnostro concetto di realtà nelle varie epoche (modalitàdi descrizione dei sistemi complessi) e ha comportatouna vera e propria trasformazione della visionedell'universo materiale.

Concetti di teoria e modello in scienza


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Relazione tra teoria e modello in scienza


REALTÀ MODELLO

MIGLIORAMENTO GENERALIZZAZIONE

CODIFICAZIONE

TEORIA

FALSIFICAZIONE

ESTENSIONE

MIGLIORAMENTO

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Concetto di modello come strumento di studio in scienza


Giorgio Israel (1988):

«Un modello matematico è una rappresentazione formale di idee e conoscenze relative a un fenomeno».

FENOMENO NATURALE �� IDEE E CONOSCENZE �� RAPPRESENTAZIONE

IDEE E CONOSCENZE

�� MODELLO

CONCETTUALE DEL FENOMENO

�� TRASPOSIZIONE DEL CONCETTO

�� MODELLO DI SIMULAZIONE

Daniel Bernoulli (1766):

«Le leggi più semplici della natura sono sempre le più plausibili».

Concetto di modello e di realtà


Il modello è una rappresentazione concettuale di un fenomeno realeed è ben distinto dal fenomeno stesso.

Anaïs Nin (1903-1977):

«Non vediamo le cose come sono, ma vediamo le cose come siamo».

Secondo Albert Einstein:

«La realtà è meramente un’illusione, seppure molto persistente».

Infatti, la mente umana ragiona per modelli, che sonorappresentazioni della realtà fenomenica individualmente filtratadai sensi e dall’esperienza.

John Bowlby (1907-1990): «Modelli operativi interni».

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I 3 mondi ipotizzati da Karl Popper (1902-1994)

MONDO 1Le cose materiali, gli oggetti del nostro

mondo, le cose fisiche tangibili

MONDO 2 L’esperienza soggettiva di ogni essere umano

MONDO 3 Il prodotto del pensiero dell’essere umano

Le opere degli uomini come progetto e realizzazione dellacreatività e dell’ingegno sono elaborate nel TERZO mondo,mantenute grazie al perseverare del SECONDO e utilizzando glioggetti del PRIMO come materia base.


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I 3 mondi ipotizzati da Karl Popper (1902-1994)

MONDO 1REALTÀ EMPIRICA/MATERIALE:

oggetti, eventi, situazioni della natura

MONDO 2EVENTI PSICHICI/SOGGETTIVI:

stati mentali e di coscienza degli esseri umani

MONDO 3PRODOTTI DEL PENSIERO DELL’UOMO:

teorie scientifiche, opere artistiche


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POSTULATO: ogni pesce ha peso ∝∝∝∝ volume.

Applicazione del concetto di modello


GRANDEZZA PESCE PICCOLO PESCE GRANDE

Lunghezza (cm) 20 (L) (dato noto) 40 (2xL = 2x20)

Spessore S 2xS (ipotesi)

Altezza H 2xH (ipotesi)

Peso p (dato noto) P (incognita)

Volume v = LxSxH V = (2xL)x(2xS)x(2xH) = 8xLxSxH = 8xv

Partendo da ipotesi e postulato si ha che:poiché V = 8xv, ne consegue che P = 8xp.

IPOTESI: alla dilatazione della lunghezza corrisponde un’analogavariazione delle altre dimensioni del pesce.

CIASCUN MODELLO CONTIENE DELLE IPOTESI.

QUESITO: come si può valutare A OCCHIO il peso P di un pesce lungo 40cm conoscendo il valore del peso p di un altro pesce lungo 20 cm?

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Cosa si può dedurre dall’esempio precedente:

• è necessario avere almeno un’idea a priori della grandezze checaratterizzano la situazione d’interesse,

• è necessario conoscere a priori le relazioni che intercorrono trale grandezze che descrivono il sistema,

• è quasi sempre necessario formulare delle ipotesisemplificative per stabilire delle relazioni formali (equazioni)risolvibili tra queste grandezze e/o per colmare carenzeinformative,

• occorre procurarsi qualche dato sperimentale che aiuti a

orientarsi circa la validità e i limiti del modello sviluppato.

Applicazione del concetto di modello


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Criteri base per lo sviluppo di un modello


Flusso di lavoro per costruire un modello scientifico.

• Definire chiaramente l’obiettivo a priori.

• Organizzare razionalmente lo studio per stadi.

• Comprendere i dati che si sono raccolti.

• Servirsi delle teorie descrittive adatte.

• Avanzare eventuali ipotesi semplificative.

• Sviluppare il modello di simulazione.

• Testarlo in situazioni perlopiù note.

• Usarlo per fare previsioni entro i suoi limiti testati.

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Finalità dei modelli di riferimento e di simulazione


MODELLI DI RIFERIMENTO

MODELLI DI SIMULAZIONE

• RIPRODUZIONE: CONFORMITÀ

• RAPPRESENTAZIONE: DESCRIZIONE

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Finalità dei modelli di riferimento e di simulazione


• SISTEMI DI GESTIONE AMBIENTALE • RAZIONALIZZAZIONE DELLA GESTIONE• OTTIMIZZAZIONE DELLE RISORSE• PREVENZIONE DEI DANNI

• COMPRENSIONE DI FENOMENI• PREVISIONE DI FENOMENI

MODELLI DI RIFERIMENTO

MODELLI DI SIMULAZIONE

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Il modello di simulazione: funzioni ambientali


Il modello di simulazione in chimica ambientale serve,quindi, per:

COMPRENDERE: estrazione di informazione da dati attuali

PREVEDERE: proiezione nel tempo da dati attuali

MODIFICARE: uso dei dati attuali per attuare trasformazioni finalizzate

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I modelli a carattere predittivo servono

per effettuare le:

PREVISIONI DI SCENARI AMBIENTALI

Il modello di simulazione previsionale


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Sintesi


CASO CAMPO D’AZIONE MEZZO SCOPO MODELLO

A Linguaggio comune Riferimento

Imitazione

Riproduzione

Esibizione

Illustrativo

B Amministrazione, Qualità Riferimento Conformità Illustrativo

C Scienza Simulazione Conoscenza Conoscitivo

Predittivo

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