Scheda programma d'esame
LAVORO GUIDATO SULL'APPLICAZIONE DI MATEMATICA, FISICA E CHIMICA ALL'AGRICOLTURA
FRANCESCA AGNESE PRINARI
Anno accademico2021/22
CdSSCIENZE AGRARIE
Codice1812Z
CFU3
PeriodoSecondo semestre

ModuliSettoreTipoOreDocente/i
LAVORO GUIDATO SULL'APPLICAZIONE DI MATEMATICA, FISICA E CHIMICA ALL'AGRICOLTURANNESERCITAZIONI30
SIMONE CAPACCIOLI unimap
FABIO MARCHETTI unimap
FRANCESCA AGNESE PRINARI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Lo studente acquisirà la conoscenza di molti problemi reali dell'agricoltura.

Knowledge

The student will acquire knowledge of many real agricultural problems.

Modalità di verifica delle conoscenze

Lo studente dovrà attestare la frequenza alle lezioni.

Assessment criteria of knowledge

The student must attest the attendence of the lessons.

Capacità

Mediante questa attività formativa, lo studente riceverà informazioni relative alle applicazioni di alcune materie di base per la soluzione di problemi derivanti dal mondo del lavoro.

Skills

Trough this training activity, the student will receive informations regarding the application of some basic subject for solving problems arising from the world of work.

Modalità di verifica delle capacità

Non sono previste modalità di verifica delle capacità.

Assessment criteria of skills

There are no capacity tracking mode.

Comportamenti

Alla fine del corso lo studente sarà in grado di avere dei comportamenti in grado di valutare  problematiche concrete dell'agricoltura.

Behaviors

At the end of the course the student will be able to evaluate concrete problems of agriculture.

Modalità di verifica dei comportamenti

Non sono previste modalità di accertamento dei comportamenti

Assessment criteria of behaviors

There are no behavior-finding mode.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Non sono richiesti prerequisiti ma è consigliata la conoscenza di strumenti di base della chimica, fisica e matematica.

Prerequisites

Prerequisites are not required but knowledge of basic chemestry, physics and mathematics is recommended.

Indicazioni metodologiche

L'attività formativa si svolge mediante lezioni frontali alle quali deve essere attestata la frequenza.

Teaching methods

The training activity takes place through lectures to which attendance must be attested.

Programma (contenuti dell'insegnamento)

CHIMICA - La fotosintesi clorofilliana: i recettori della luce, struttura della clorofilla e centro di formazione della molecola di diossigeno. La questione energetica. Fonti di energia rinnovabile e non rinnovabile. Fotosintesi artificiale: complessi modello e impiego dell’energia solare per uso civile.

Il ciclo dell’azoto. Reazioni naturali di fissazione dell’azoto molecolare. Struttura e meccanismo di azione dell’enzima nitrogenasi.

Inquinanti nei terreni e nelle acque destinate al consumo urbano. Il processo di potabilizzazione.

Il potere assorbente del suolo, assorbimento chimico e chimico-fisico, pH del terreno, potere tamponante.

Il latte: caratteristiche fisiche e chimiche e impieghi industriali.

Il ciclo del carbonio: ruolo della CO2 nel serbatoio dell’atmosfera.

MATEMATICA – Ricerca del costo minimo della alimentazione di una mucca da latte: cenni al metodo del simplesso.

Alcuni problemi derivanti dalla Biochimica con lo studio di particolari funzioni e la costruzione di una funzione che approssimi i dati ottenuti sperimentalmente: cenni al metodo di interpolazione e al metodo dei minimi quadrati.

Come rendere efficiente l'aratura di un campo con la ricerca dei valori massimi di una opportuna funzione trigonometrica.

Calcolo delle dosi di fertilizzante da utilizzare in un appezzamento di terreno.

Determinazione della distribuzione dei dissuasori della tignoletta in un vitigno di dimensioni date.

 

FISICA -- Agricoltura di precisione, mappe spaziali e temporali, smart fields e networks. Sensori e dispositivi digitali per la agricoltura di precisione: sensori di posizione, ottici, elettrochimici, meccanici, tensiometri, sensori di umidità, temperatura, flusso d’aria. Stazioni metereologiche agricole. Principi e applicazioni dei sensori elettrici e dielettrici. Sensori basati su TDR (Time Domain Reflectometry).


Moto dell’acqua nei mezzi porosi saturi e insaturi e interesse per l’idrologia. Grado di umidità nel terreno. Potenziale idrico totale e sue componenti. Bagnabilità, angolo di contatto e pressione capillare. Il terreno come sistema di tubi capillari. Mezzi saturi e distribuzione idrostatica. Mezzi insaturi. Potenziale matriciale o carico di suzione e umidità. Profilo di umidità durante il processo di infiltrazione. Legge di Darcy generalizzata. Descrizione della infiltrazione mediante equazione di Richards.

 

Syllabus

  CHEMISTRY - Chlorophyll photosynthesis: light receptors, chlorophyll structure and
dioxygen molecule formation center. The energy issue. Renewable and non-renewable
energy sources. Artificial photosynthesis: model complexes and use of solar energy
for civil use. The nitrogen cycle. Natural reactions of molecular nitrogen fixation. Structure
and mechanism of action of the enzyme nitrogenase. Pollutants in soils and water intended for urban consumption. The purification process. The absorbing power of the soil, chemical and chemical-physical absorption, soil pH,
buffering power. Milk: physical and chemical characteristics and industrial uses. The carbon cycle: the role of CO2 in the atmosphere tank.

MATHEMATICS - Search for the minimum cost of feeding a diary cow: notes on
the simplex method. Some problems arising from Biochemistry with the study of particular functions and
the construction of a function that approximates the data obtained experimentally:
introduction to the method of interpolation and the least squares method. How to make plowing of a field efficient by searching for the maximum values of a suitable trigonometric function. Calculation of fertilizer doses to be used in a plot of land. Determination of the distribution of the bollards of the moth in a vine of given
dimensions.

Physics -- Smart agriculture: space-time maps, smart fields and networks. Sensors and digital devices enabling smart agriculture: sensors for position, light, humidity, temperature, air flow, and monitoring mechanical, electrochemical, electric and dielectric properties. Digital weather station for smart agriculture. Principles and applications of electrical and dielectric sensors. Time Domain Reflectometry technique. Physical principles rationalizing the water motion in saturated and unsaturated porous media and applications to hydrology. Water fraction content of soil. Total hydraulic potential and its components. Wettability, contact angle and capillary pressure. Soil as networks of capillary tubes. Saturated porous media and hydrostatic distribution. Unsaturated media: the role of matric potential and water content. Water profile during the infiltration process. Generalized Darcy law. Description of the infiltration into soils using Richards’ equation.



 

Bibliografia e materiale didattico

Non esiste materiale didattico se non quello eventualmente fornito durante le lezioni.

Bibliography

 There is no educational material other than that provided during the lessons

Modalità d'esame

Per presentarsi alla registrazione dell'attività formativa è necessario presentare i certificati che dimostrino la frequenza alle lezioni ed iscriversi sul portale degli esami alle date degli appelli presenti.

Assessment methods

Assessment method consists in the presentation of certification of the followed lessons and subscribe to examination data

Ultimo aggiornamento 10/08/2021 07:40