L’Ingegneria Chimica in Italia - Università di...

L’Ingegneria Chimica in Italiala lezione americana

Gennaro Russo

GIORNATA DI STUDIO La didattica dell’Ingegneria Chimica. Bologna, 4 luglio 2013

Outline

Nascita dell’Ingegneria in Europa

Il Regno di Italia e gli studi di Ingegneria

La Repubblica Italiana e la laurea in Ingegneria Chimica

L’Ingegneria Chimica secondo il DPR 53 del 1960

(riforma Capocaccia)

La riunione di Pisa e la costituzione del GRICU

Esigenze attuali e prospettive future

GIORNATA DI STUDIO La didattica dell’Ingegneria Chimica. Bologna, 4 luglio 2013 2


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La nascita dell’École Polytechnique (1795)

Per l’École Polytechnique Monge delinea un modello inedito per quell’epoca, fondato sulla saldatura tra scienza e tecnica e sull’acquisizione del linguaggio matematico e del linguaggio grafico, che egli individua come peculiaritàdell’ingegnere:

un tecnico‐ricercatore, con una solida preparazione scientifica di base che gli consente di concepire e utilizzare i manufatti, gli impianti e i meccanismi piùcomplessi.


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Con Monge l’ingegnere diventa figlio della rivoluzione scientifica e viene considerato il padre dell’evoluzione industriale della società.

Con Laplace l’École subisce una trasformazione e più che una scuola di ingegneri diventa una scuola di scienziati fatta da scienziati e per scienziati in grado di coprire solo una delle esigenze del suo tempo.

È così posta una delle questioni fondamentali dellaformazione degli ingegneri, che si svilupperà in Francia e nel mondo intero negli anni a venire, e che tuttora dibattiamo.


L’evoluzione dell’École Polytechnique

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In Germania e in Olanda, più che a suo tempo nella École Polytechnique di Monge, è l’insegnamento in sé che acquisisce una configurazione diversa, non limitata alle lezioni in aula, ma ricca di pratica sperimentale.

E ciò contribuisce a far sì che, più che altrove, la didattica viene ad essere strettamente legata alla ricerca scientifica e tecnica: caratteristica fondamentale per le scuole di ingegneria.

RWTH AachenTU BerlinTU BraunschweigTU DarmstadtTU DresdenUniversity of HannoverUniversity of KarlsruheTU MunichUniversity of Stuttgart

TU Delft TU Eindhoven


In Germania e in Olanda

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Il Politecnico federale di Zurigo è considerato il piùprestigioso istituto universitario politecnico della Svizzera e uno dei più importanti centri di ricerca del mondo.

L'istituzione nel 1855 del Politecnico federale di Zurigo (Eidgenössische Polytechnische Schule, rinominato nel 1911 Eidgenössische Technische Hochschule, ETH) risultò dalla creazione dello Stato federale nel 1848 e dalla pressante richiesta di persone con una formazione di livello superiore nell'ambito delle scienze naturali e della tecnica, derivante dal progresso dell'industrializzazione.

L’ ETH (1855)


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1859 Legge CASATI per ingegneria il principale artefice fu l’ On. Ing. Quintino Sella

1860 Torino ‐ Regia Scuola di Applicazione per Ingegneri (dal 1906 Politecnico con sottosezione Ingegneria Chimica )

1863 Milano ‐ Regio Istituto Tecnico Superiore per Ingegneri (dal 1900 sottosezione Ingegneria Chimica; dal 1937 Politecnico)

1863 ‐1913

Vengono istituite Scuole di Applicazione per Ingegneri a Napoli (dal 1811 Scuola di Ponti e Strade), Palermo, Roma, Padova, Bologna, Genova, Pisa

1908 AIChE American Institute of Chemical Engineers

1923 Regio Decreto n.2102 Riforma GENTILEScuole di Ingegneria: titolo di dottore in IngegneriaBiennio presso le Facoltà di Scienze ad eccezione dei Politecnici

1923 Ordine degli Ingegneri

1923 Consiglio Nazionale delle Ricerche (Presidente: Vito Volterra)

1933 R.D. n. 1592 Testo unico delle leggi sull'istruzione superioreLe Università e gli Istituti superiori conferiscono, in nome della Legge, le lauree e i diplomi determinati dall'ordinamento didattico

1935 R.D.L. n. 1071 le università persero l'autonomia che era stata loro riconosciuta dalla riforma Gentile.Le Scuole diventano Facoltà e quindi sono parte dell’UNIVERSITA’ ad eccezione dei Politecnici di Milano e di Torino

1938 R.D. n. 1652 Le Facoltà rilasciano il titolo di dottore in Ingegneria Civile (sottosezioni: edile, trasporti, idraulica) ed il titolo di dottore in Ingegneria industriale ( sottosezioni: chimica, elettrotecnica, meccanica) ‐ Tabella XXIX degli Studi di Ingegneria

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1953 EFCE European Federation of Chemical Engineering

1958 AIDIC Associazione Italiana di Ingegneria Chimica

1960 DPR n. 53 Riforma Capocaccia Riordino degli Studi di Ingegneria: Biennio nella Facoltà di Ingegneria; Dottore in Ingegneria Chimica

1969 Legge n. 910 Legge Codignola Liberalizzazione dell’accesso di tutti i diplomati di scuola media superiore; eliminato lo sbarramento al Biennio; personalizzazione dei piani di studio

1970 Legge n. 924 Abolizione della libera docenza

1973 DL n. 580 Misure urgenti per l’UniversitàStabilizzazione dei professori incaricati che entrano a far parte del Consiglio di Facoltà; ruolo ad esaurimento per gli assistenti; istituzione di 7500 posti di professori universitari di ruolo (ne verranno banditi 2500)


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1973 GRICU Gruppo Ricercatori di Ingegneria Chimica dell’Università

1980 DPR n. 382 Istituzione del CUN, Istituzione dei Dipartimenti e del Dottorato di Ricerca; Istituzione del ruolo di Professore associato (giudizi di idoneità per gruppi di discipline)

1989 DPR 20 maggio Raggruppamento dei corsi di laurea in tre settori: Civile, dell’Informazione e Industriale

1990 DPR n. 341Dipl. universitario; Dipl. di laurea; Dipl. di specializzazione; Dottorato di ricerca

1993 Legge n. 537 Autonomia Finanziaria dell’UniversitàAutonomia statutaria e regolamentare (legge n.168, 1989) Autonomia didattica (legge n.341, 1990)

1999 Dichiarazione di BolognaAdozione di un sistema fondato su due cicli principali di primo (Bachelor) e di secondo livello (Master). L’accesso al secondo ciclo richiederà il completamento del primo ciclo di studi, di durata almeno triennale. Il terzo ciclo (Doctorate) corrisponde al nostro Dottorato di Ricerca.

1999 DM n. 509 Ordinamento degli studi ‐ Laurea e Laurea Specialistica (3+2)

2001 Modifica dell’Albo degli Ingegneri

2004 DM n. 270 Ordinamento degli studi ‐ Laurea e Laurea Magistrale12


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I contenuti di Ingegneria Chimica furono introdotti con la riforma Capocaccia.

Alla formulazione del DPR del 1960 hanno contribuito i professori di Chimica Industriale e di Impianti Chimici delle facoltà di Ingegneria:

Giulio Natta – Milano

Rolando Rigamonti – Torino

Giovanni Battista Bonino – Genova

Ippolito Sorgato – Padova

Mario Baccaredda – Pisa

Luigi Manfredini – Bologna

Eugenio Mariani – Roma

Giovanni Malquori – Napoli


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Per quanto riguarda noi napoletani:

da Dalla Ingegneria+Chimica all’Ingegneria Chimica, G. Marrucci, 1° Convegno Storia dell’Ingegneria,

Napoli, 2006


E anche sul fronte della formazione universitaria Natta ha contribuito, insieme con altri autorevoli docenti di Chimica Industriale di altre università italiane, a “sprovincializzare” gli studi di ingegneria chimica, stimolando un aggiornamento degli studi che fu recepito dal Governo con la riforma Capocaccia del 1960 (DPR n.53).da L’Ingegneria Chimica in Italia, G. Marrucci, Convegno presso Accademia dei XL, Roma, 2011

Sempre negli anni 50, titolare della cattedra di Chimica industriale, era Giovanni Malquori, vivace toscano, perfettamente inserito nella industria chimica italiana dell’epoca, ma anche attento alle novità, industriali ed accademiche, che erano maturate sulla scena mondiale del dopoguerra, ormai dominata dalla cultura tecnica anglo-americana, …...Il prof. Malquori ebbe l’intelligenza di sfuggire ai rischi della autoreferenzialità(un difetto frequente nel mondo accademico) inviando dei giovani brillanti negli Stati Uniti ad imparare il nuovo mestiere. I nomi di questi giovani dell’epoca sono Leopoldo Massimilla e Gianni Astarita, ...

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… alla scuola si pone il problema di fornire agli ingegneri chimici una preparazione adeguata ed attuale, programmando piani di studi che permettano ai giovani laureati di inserirsi efficientemente nell'attività professionale, qualunque sia il suo indirizzo e qualunque sia lo sviluppo che essa può prendere nel tempo.

Difficoltà di ogni genere si frappongono al raggiungimento di queste finalità: tra le altre, piùspecificamente riguardante gli studi in questione, vi é quella di racchiudere nel limitato numero di anni del corso di laurea l'essenziale per la formazione degli allievi, vivificando i programmi con l'inserirvi ciò che appare foriero di importanti e duraturi sviluppi e mettendo da parte quanto vi e di provvisorio e di marginale nell'enorme volume di cognizioni e di informazioni che l'industria chimica pone di continuo alla attenzione della scuola come potenziale materiale di insegnamento.


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Superando la originaria classificazione derivata dallo stato fisico del sistema in evoluzione: liquido-vapore (distillazione), liquido-gas (assorbimento), liquido-liquido (estrazione), si organizza lo studio intorno ad alcuni concetti, quali la controcorrente, il riflusso, lo stadio ideale di equilibrio, e si sintetizza la trattazione dei fenomeni di scambio in una visione simultanea del trasporto di materia, di calore e di quantità di moto.

Si delinea altresì, come campo di ricerca e come materia di insegnamento, il reattore chimico: la classificazione ed i criteri di progettazione e la condotta dei reattori, la modellistica… sono problemi che cominciano ad essere presentati in organiche trattazioni nei corsi di laurea in ingegneria chimica.E’ difficile prevedere quali ampliamenti saranno apportati nel futuro ai piani di studio di questa specializzazione.


Vale la pena di riportare il ringraziamento del prof. Caglioti, al termine della presentazione:

Ringrazio il prof. Massimilla per il contributo che ha dato alla discussione. Egli ha indicato quello che noi non dobbiamo fare per la laurea in chimica e ha definito un limite per l’attività dell’ingegnere chimico.

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Nell'anno accademico 1961/62,… sono stati riordinati gli insegnamenti e sono stati istituiti quattro indirizzi di studio… II riordinamento ha avuto per scopo fondamentale il potenziamento dei corsi dedicati agli argomenti di ingegneria chimica vera e propria; …

Gli insegnamenti di Chimica industriale I e II (prof. Italo Pasquon e prof.Giulio Natta) servono a fornire agli allievi i mezzi per poter comprendere, giustificare e dedurre le condizioni e le modalità operative proprie dei diversi processi industriali nei quali vengono preparati o trasformati prodotti chimici. A tale scopo viene messa in evidenza l'importanza della termodinamica, della cinetica e della fisica tecnica applicata, e vengono illustrati i metodi di calcolo per la valutazione numerica delle caratteristiche delle sostanze chimiche, la cui conoscenza è indispensabile per gli scopi sopra accennati. In tal modo questi insegnamenti non si limitano alla sola descrizione dei processi dell'industria chimica, ed assumono pertanto carattere altamente formativo più che informativo.

L'insegnamento di Impianti chimici I (prof. Francesco Tredici) tratta delle operazioni fondamentali dell'industria chimica ed in particolare del calcolo e della costruzione - tenuto conto anche dei fattori economici- delle apparecchiature per operazioni unitarie a regime e in discontinuo, con trasporto di calore o di materia (scambio di calore, assorbimento di gas liquidi, estrazione, distillazione, rettifica). L'insegnamento nel complesso reca ancora l'impronta datagli a suo tempo dal compianto prof. Giuseppe Pastonesi.


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L'insegnamento di Principi di ingegneria chimica (prof. Mario Dente), di nuova istituzione, ha lo scopo di fornire agli allievi i mezzi per lo studio quantitativo dei fenomeni, per lo più fisici, sia su scala macroscopica che microscopica, che avvengono nelle apparecchiature dell'industria chimica.Questo corso è una naturale prosecuzione dei corsi di fisica tecnica e di meccanica dei fluidi e tratta in particolare i seguenti argomenti: bilanci macroscopici, bilanci infinitesimali, proprietà di trasporto molecolari, risoluzione delle equazioni fondamentali di trasporto di materia, di energia e di quantità di moto in alcuni casi, proprietà di trasporto turbolento, scambio tra due fasi, reattori chimici e cenni sulla teoria dei modelli e sulla termodinamica dei processi irreversibili.

Nell'ambito dell'indirizzo Teoria e sviluppo dei processi chimici che ha per scopo la formazione di ingegneri chimici capaci di programmare, progettare, coordinare e dirigere tutte le fasi che interessano lo sviluppo di un processo chimico di importanza industriale, l'insegnamento di Teoria e sviluppo dei processi chimici (prof. Antonio Cappelli) tratta della programmazione della ricerca e soprattutto della ricerca su scala pilota, della teoria dei modelli, dell'utilizzazione dei dati forniti dall'impianto pilota per la progettazione dell'impianto industriale e della ricerca delle condizioni optimum di funzionamento degli impianti industriali.


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I “primissimi” professoriBologna Franco P. Foraboschi , Ugo Lelli

Genova Carlo Trevissoi , Giuseppe Ferraiolo

Napoli Leopoldo Massimilla , Gianni Astarita

Milano Mario Dente , Italo Pasquon, Sergio Carrà

Padova Alberto Paratella , Gian Berto Guarise

Palermo Raffaele Ercoli

Pisa Gianfranco Nencetti

Roma Alessandro Giona , Enzo Sebastiani

Torino Agostino Gianetto , Ugo Fasoli

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Questa operazione, per quanto ovvia, non fu di tutto riposo. Si dovette superare il tradizionale modello formativo dell’ingegnere chimico italiano di allora, basato sulla meccanica addizione di insegnamenti presi a prestito dai corsi di laurea in ingegneria industriale e in chimica. Fu necessario riorientare gli insegnamenti di Chimica fisica, Chimica industriale e Impianti chimici, e infine, in occasione del rinnovamento didattico delle Facoltà di Ingegneria del 1960, introdurre nel corso di laurea insegnamenti caratterizzanti come Principi di ingegneria chimica e Teoria e sviluppo dei processi chimici.

Parallelamente a tale ristrutturazione, veniva estesa a un sempre maggior numero di allievi la partecipazione alla vita di laboratorio in fase di approntamento della tesi di laurea.

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Vista in un quadro internazionale, e ipotizzando di poter trasferire alla realtà italiana dei prossimi anni quanto va già accadendo all'estero èprobabile che l'ingegneria chimicaa debba allargare il suo intervento a settori lontani dalle lavorazioni chimiche.

Accanto allo sviluppo e alla realizzazionedei processi e degli impianti gli ingegneri chimici (o tecnici con preparazione molto simile a quella oggi conferita agli ingegneri chimici dalle scuole a livello universitario) saranno forse chiamati ad affrontare problemi riguardanti la realizzazione di materiali speciali, la difesa dell'ambiente, la utilizzazione di nuove risorse energetiche, la ricerca medica.

Previsioni

29GIORNATA DI STUDIO La didattica dell’Ingegneria Chimica. Bologna, 4 luglio

2013

Mi auguro che iniziative come quella odierna servano a rinsaldare i rapporti tra Università e Industria dopo un periodo oscuro descritto in maniera veemente dal prof. Massimilla, vent’anni orsono nella relazione Uscire da Tangentopoli (1993)


… E che dire dello scempio fatto dell'industria chimica sotto il segno di Tangentopoli. Un pugno di mascalzoni ha distrutto la chimica dei Fauser, dei Pomilio, dei de Nora, del premio Nobel Natta e, per citare gli imprenditori, dei Donegani, dei Marinotti, dei Giustiniani e, tutto sommato, dello stesso Mattei. Uno scempio che noialtri ingegneri chimici abbiamo sentito sullanostra pelle: i docenti nei termini di condizionamenti qualitativi e quantitativi dei programmi di ricerca, di svuotamento dei centri di ricerca industriale con i quali l'Università interagiva in maniera molto proficua e di imposizione di interlocutori aziendali incapaci, scelti solo in forza della loro appartenenza a partiti e correnti politiche; gli allievi nei termini di mancati sbocchi occupazionali e di mancate gratificazioni professionali.

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Le considerazioni fatte spero abbiano dato un'idea di come l'ingegneria chimica in Italia abbia reagito al declino dell'industria chimica e petrolchimica, estendendo cioè i propri interessi a settori complementari ed affini, mostrando una capacità di adattamento non comune, che ha consentito di non risentire della contrazione di offerta di impiego proveniente dalle grandi imprese del settore. Ciò costituisce una garanzia per il futuro degli studi di ingegneria chimica nella nostra Università.

Se però si alza lo sguardo sulla situazione più generale dell'Università, si vede una situazione molto critica e deteriorata: la classe politica e gli organi di informazione trattano l'Università come una istituzione residuale da dismettere nel modo più indolore possibile, mentre a me sembra evidente e dimostrato che proprio una ricerca sempre piùindirizzata ad individuare obbiettivi ed a svilupparli in modo originale e corrispondente agli impulsi propri di una società globale costituisca una salda ancora di salvezza per la società italiana.


A Pisa, il 21 ottobre 2010 il prof. Zanelli conclude la sua relazione Ingegneria chimica in Italia: che fare?

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Il prof. Marrucci nel 2011 nella già citata memoria dal titolo L’Ingegneria

Chimica in Italia presentata, in occasione dell’anniversario dei 150 anni

dell’Unità di Italia , conclude:


Malgrado la forte differenziazione che è talvolta presente fra gli ingegneri chimici di oggi, le radici culturali rimangono comuni.Esse risalgono a quel periodo ‘’rivoluzionario”, a cavallo tra gli anni 50 e 60 del secolo scorso, di cui ho avuto la fortuna di essere testimone.

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Principles of Unit Operations, Alan S. Foust, Leonard A. Wenzel, Curtis W. Clump, Louis Maus, L. Bryce Andersen, Wiley 1960

…la storia dei libri di testo…

Perry’s Chemical Engineers’ HandbookRobert H. Perry, 1934


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Principles of Chemical Engineering, W.H. Walker, W. K. Lewis, W. H. McAdamas, E. R. Gilliland, Chemical Engineering Series, 1937

Transport Phenomena, R. B. Bird, W. E. Stewart and E.N. Lightfoot, Wiley, New York, 1960


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Chemical Reaction Engineering, O. Levenspiel, Wiley, 1963

Chemical Process Principles: Kinetics and catalysis, O. A. Hougen, K.M. Watson, Wiley New York, 1947


Strategy of process engineeringDale F. Rudd, Charles C.WatsonWiley, 1968

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Changing curricula is like moving graveyards

Woodrow Wilson at the time President of Princeton

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Il Curriculum dell’ingegnere chimico


Gerhard Froelich, 1999 AIChE President


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Robert C. Armstrong


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Il Curriculum dell’ingegnere chimico…OGGI…

Chemical Engineering

Physics

Mathematics

Chemistry Biology


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Ovviamente il pentagono sarà un pentagono irregolare ed ogni Scuola potrà

offrire curricula che rispondano alle richieste del mercato sia in termini di didattica che di ricerca scientifica e

tecnologica.


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Le riviste dell’ingegneria chimicaAIChE Journal Topical Areas for Publication

Biomolecular Engineering, Bioengineering, Biochemicals, Biofuels, and Food

Inorganic Materials: Synthesis and Processing

Particle Technology and Fluidization

Process Systems Engineering

Reaction Engineering, Kinetics, and Catalysis

Separations: Materials, Devices, and Processes

Soft Matter: Synthesis, Processing and Products

Thermodynamics and Molecular‐Scale Phenomena

Transport Phenomena and Fluid Mechanics

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Chemical Engineering Science

Core topics are:

chemical reaction engineering, applied catalysis, biochemical

engineering, fluid mechanics, fluidization, absorption,

adsorption, heat transfer, mass transfer, mathematical modelling

and simulation, multiphase flow, polymers, rheology, separation

processes, mixing processes, particle formation and processing,

thermodynamics, systems engineering, molecular synthesis and

simulation, complex fluids: thermodynamics and transport.

Le riviste dell’ingegneria chimica

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