Ingegneria chimica

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Edificio della facoltà di Ingegneria Chimica a Varsavia.

L'ingegneria chimica è quella branca dell'ingegneria industriale che si occupa della conduzione, gestione e progettazione dei processi produttivi industriali e degli impianti chimici. Assieme all'ingegneria meccanica e all'ingegneria civile, è una delle tre "ingegnerie storiche".

In coerenza col suo nome, ha come scopo di studio l’ingegneria di processo, cioè quella parte delle scienze politecniche che si occupa delle “trasformazioni” delle molecole e delle macrostrutture molecolari. Questi processi di trasformazione di materia ed energia sono studiati ed analizzati come premessa alla realizzazione dell'impianto chimico corrispondente, che rappresenta perciò la sintesi finale di tutto lo studio.

L'implementazione di un processo chimico in un impianto richiede la realizzazione di uno schema ordinato di operazioni di trasformazione dove gli elementi sono collegati in serie, in parallelo e con linee di riciclo. Di qui, l'importanza che nell'ingegneria chimica riveste anche la conoscenza informatica, con l'uso di linguaggi di programmazione (MATLAB, Fortran, C++), di simulatori di processo (Aspen, DynSys), software di modellazione molecolare (Amber 8, Gaussian) e programmi per il controllo di processo (LabView, programmi per la gestione dei PLC).

L’ingegneria chimica si inquadra così nella più ampia categoria di ingegneria dei sistemi e, in quanto tale, richiede e si avvale di metodologie analitiche per poter esaminare le varie sfaccettature di ogni singola unità e saperle descrivere in termini quantitativi e qualitativi le proprietà e le prestazioni del processo/impianto (chiamato sistema).

Storia dell'ingegneria chimica[modifica | modifica sorgente]

Operatori di fronte ad un pannello di controllo di un impianto chimico (1986).

Il primo corso di laurea in Ingegneria Chimica fu attivato nel celebre MIT di Boston negli ultimi anni dell'Ottocento. In Italia, il primo corso di laurea fu istituito agli inizi del Novecento presso il Politecnico di Milano. Il Politecnico si specializzerà negli anni nei settori avanzati della termodinamica, cinetica chimica e catalisi industriale e uno dei suoi docenti, Giulio Natta, riceverà il Premio Nobel per la Chimica.

È possibile distinguere la storia dell'ingegneria chimica, che si sviluppa dalla fine del XIX secolo, in tre epoche:

Sbocchi professionali[modifica | modifica sorgente]

Il laureato in Ingegneria chimica ha competenze professionali che riguardano la produzione industriale di sostanze chimiche e nello stesso tempo coprono un ampio campo di tecnologie di trasformazione tipiche di tutta l’industria manifatturiera: dalla trasformazione degli alimenti alla produzione e distribuzione dei combustibili, dall’industria farmaceutica all’abbattimento di inquinanti, per citare solo alcuni esempi. L’ingegnere chimico è dunque un professionista in grado di operare tanto nel settore industriale quanto in quello dei servizi, svolgendo funzioni di natura tecnica, di pianificazione e coordinamento per quanto riguarda la ricerca e sviluppo di nuovi processi, il progetto, la gestione e l’ottimizzazione di un impianto chimico.

Perciò, il laureato in Ingegneria chimica ha opportunità d’impiego a livello dirigenziale presso:

  • industrie chimiche e petrolchimiche, di produzione e trasformazione di materie plastiche, siderurgiche, metallurgiche, farmaceutiche, alimentarie, agrarie, produzione di cellulosa e carta, produzione e formulazione di vernici e pigmenti, industrie tessili;
  • società d’ingegneria specializzate nel progetto, installazione e avviamento di impianti industriali, analisi di affidabilità, analisi dei rischi industriali e ambientali, analisi del ciclo di vita;
  • centri di ricerca avanzati e di innovazione tecnologica;
  • società di servizi industriali (ambiente, energia e sicurezza);
  • società di distribuzione di gas combustibile;
  • enti pubblici e agenzie operanti nel settore ambientale e della valutazione dei rischi;
  • società o enti pubblici a carattere medico (azienda sanitaria locale);
  • organismi sovranazionali che si occupano di sviluppo tecnologico e del controllo dei rischi associati alla produzione, al trasporto e all’uso di prodotti chimici.

I risultati di indagini svolte su un campione significativo di laureati in Ingegneria chimica negli ultimi anni dimostrano che il titolo offre ottime opportunità nella ricerca di un impiego qualificato: quasi nove laureati su dieci trovano un lavoro con qualifica di ingegnere entro tre mesi dal completamento degli studi. Tra i laureati con un periodo di attività compreso tra uno e due anni, la percentuale di ingegneri chimici inquadrati con un contratto di lavoro a tempo indeterminato è del 70% circa. I dati dimostrano anche un elevato livello di soddisfazione professionale ed economica, oltre a un giudizio largamente positivo sulla qualità della formazione ricevuta.

A volte ci si specializza anche nel campo della sintesi chimica organica.

L'ingegneria per l'ambiente e il territorio e l'ingegneria dei materiali sono le specializzazioni secondarie che presentano i maggiori punti di contatto con questo corso di laurea.

Confronto tra chimica e ingegneria chimica[modifica | modifica sorgente]

Rispetto al laureato in chimica, nell’ingegnere chimico si coniugano una cultura chimica di base, necessaria per comprendere la natura dei processi e delle sostanze trattate, e un approccio ingegneristico alla soluzione dei problemi, che ha come obiettivo primario la realizzazione in scala industriale. L’ingegnere chimico deve considerare, oltre ai fenomeni chimici, i molteplici aspetti di un processo: dal trasferimento di materia ed energia ai fattori gestionali ed economici, dalle problematiche di sicurezza a quelle di carattere ambientale.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

Di seguito viene riportato un elenco di testi relativi all'ambito dell'ingegneria chimica, suddivisi per argomento trattato.

Termodinamica
Cinetica chimica
  • J.I. Steinfeld, J.S. Francisco and W.L. Hase, Chemical Kinetics and Dynamics, Prentice Hall, (1989), ISBN 0-13-129479-2
  • J.E. House, Principles of Chemical Kinetics, Academic Press, (2007), ISBN 0-12-356787-4
Fenomeni di trasporto
  • (EN) R. Byron Bird, Warren E. Stewart; Edwin N. Lightfoot, Transport Phenomena, 2ª ed., New York, Wiley, 2005. ISBN 0-470-11539-4
  • Roberto Mauri; Elementi di fenomeni di trasporto, 2005, Edizioni plus - Pisa University Press. ISBN 88-8492-305-0;
  • (EN) Frank P. Incropera, David P. DeWitt; Theodore L. Bergman; Adrienne S. Lavine, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 6ª ed., Wiley, 2006. ISBN 0-471-45728-0
Impianti chimici e operazioni unitarie
  • (EN) Robert Perry, Don W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, 8ª ed., McGraw-Hill, 2007. ISBN 0-07-142294-3
  • (EN) D. Q. Kern Process Heat Transfer, 1982.
  • (EN) J. M. Coulson, J. F. Richardson, Coulson & Richardson's Chemical Engineering, volume 1, 5ª ed., 1996. ISBN 0-7506-2557-0
  • (EN) Warren L. McCabe, Julian Smith; Peter Harriott, Unit Operations of Chemical Engineering, 7ª ed., McGraw-Hill Education (ISE Editions), 2005. ISBN 0-07-124710-6
  • Alan S. Foust, Leonard A.Wenzel; Curtis W. Clump; Luis Maus; L. Bryce Andersen, I principi delle operazioni unitarie, Ambrosiana, 1967. ISBN 88-408-0117-0
  • M.S. Ray and M.G. Sneesby, Chemical Engineering Design Project: A Case Study Approach, 2nd Edition, Gordan and Breach Science Publishers, 1998, ISBN 90-5699-136-1.
Reattori chimici
  • (EN) Octave Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, 3ª ed., Wiley, 1998. ISBN 0-471-25424-X
Calcolo Numerico
  • (IT) Davide Manca, Calcolo Numerico Applicato, 1ª ed., Pitagora Editrice, 2007. ISBN 88-371-1697-7
Chimica industriale
  • Raymond E. Kirk and Donald F. Othmer, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Edition, Wiley-Interscience, 2001, ISBN 0-471-41961-3.
  • R. Turton, R.C. Bailie, W.B. Whiting and J.S. Shaeiwitz, Analysis, Synthesis, and Design of Chemical Processes, 2nd Edition, Prentice Hall, 2002, ISBN 0-13-064792-6.
  • Fritz Ullmann, Ullman’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th Edition, Wiley-VCH, 2002, ISBN 3-527-30385-5.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]

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