ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” PROGRAMMAZIONE DIDATTICA MODULI RELATIVI ALLE COMPETENZE STCW ISTITUTO :ISTITUTO D’ISTRUZIONE SUPERIORE “ BUCCARI-MARCONI” INDIRIZZO: ISTITUTO TECNICO A INDIRIZZO TRASPORTI E LOGISTICA ARTICOLAZIONE: CONDUZIONE DEL MEZZO OPZIONE : CONDUZIONE DEGLI APPARATI ED IMPIANTI MARITTIMI CLASSE: TERZA F DISCIPLINA: A.S. 2014/2015 MECCANICA E MACCHINE Docenti: prof. GARAU STEFANO , prof. CAPPAI EMANUEL 1 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA Profilo generale della classe (VEDI PROGRAMMAZIONE C. d. C.) Alunni con bisogni educativi speciali (VEDI PROGRAMMAZIONE C. d. C.) FINALITA’ L’insegnamento di meccanica e macchine nella classe terza tende a fornire agli allievi una solida professionalità di base che consenta loro di orientarsi correttamente nella interpretazione delle caratteristiche funzionali ed energetiche delle principali macchine a fluido motrici ed operatrici in relazione anche all’applicazione nei moderni impianti di propulsione navale. In particolare l’allievo acquisirà i fondamenti della termodinamica e dell’idraulica , approfondirà lo studio delle macchine operatrici idrauliche e di alcuni impianti di bordo. Per quanto attiene le attività pratiche , dovrà acquisire una padronanza della metrologia di officina e delle principali lavorazioni dei materiali più frequenti a bordo, sarà necessario affinare le abilità grafiche di rilievo e lettura di particolari da complessivi meccanici e schemi d’impianto, saprà relazionare su prove pratiche attinenti la misura delle caratteristiche dei combustibili, le macchine idrauliche e gli impianti di bordo ARTICOLAZIONE ORARIA Sono previste 5 ore di lezione alla settimana di cui 4 in compresenza del docente tecnico pratico Prof. . Piano di lavoro relativo al TERZO anno Ai fini del conseguimento di titoli professionali marittimi la disciplina va interpretata nel rispetto delle normative nazionali ed internazionali in materia ( STCW78/95 e direttiva 2008/106 CE ) 2 Competenza I Mantiene una sicura guardia in macchina II Usa la lingua inglese in forma scritta e parlata III Usa i sistemi di comunicazione interna IV Fa funzionare (operate) il macchinario principale e ausiliario e i sistemi di controllo associati V Fare funzionare (operate) i sistemi del combustibile, lubrificazione, zavorra e gli altri sistemi di pompaggio e i sistemi di controllo associati VI Fa funzionare (operate) i sistemi elettrici, elettronici e di controllo VII Manutenzione e riparazione dell’apparato elettrico, elettronico VIII Appropriato uso degli utensili manuali, delle macchine utensili e strumenti di misurazione per la fabbricazione e la riparazione a bordo controllo dell’operatività della nave e la cura delle persone a bordo a livello operativo manutenz ione e riparazio ne a livello operativo Controllo elettrico, elettronico e meccanico a livello oper. Funzione meccanica navale a livello operativo Tavola delle Competenze previste dalla Regola A-III/1 – STCW 95 Amended Manila 2010 Descrizione IX Manutenzione e riparazione del macchinario e dell’attrezzatura di bordo X Assicura la conformità con i requisiti della prevenzione dell’inquinamento XI Mantenere le condizioni di navigabilità (seaworthiness) della nave XII Previene, controlla e combatte gli incendi a bordo XIII Fa funzionare i mezzi di salvataggio XIV Applica il pronto soccorso sanitario (medical first aid) a bordo della nave XV Controlla la conformità con i requisiti legislativi XVI Applicazione delle abilità (skills) di comando (leadership) e lavoro di squadra (team working) XVII Contribuisce alla sicurezza del personale e della nave ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” MODULO N.01 - Funzione: Meccanica navale a livello operativo (STCW 95 Emended 2010) Competenza (rif. STCW 95 Emended 2010) I - Mantiene una sicura guardia in macchina IV - Fa funzionare (operate) il macchinario principale e ausiliario e i sistemi di controllo associati Competenza LL GG Controllare e gestire il funzionamento dei diversi componenti di uno specifico mezzo di trasporto e intervenire in fase di programmazione della manutenzione Elementi di algebra Equazioni di primo grado Prerequisiti Elementi di geometria Unità di misura Conoscenze basilari di fisica ( statica, cinematica e dinamica ) Matematica Complementi di matematica Elettrotecnica, elettronica ed automazione Discipline coinvolte ABILITÀ · · Abilità LLGG · Abilità da formulare Interpretare il funzionamento di sistemi e processi applicando le leggi fondamentali delle conversioni energetiche e della meccanica. Classificare ed individuare le funzioni dei componenti costituenti i sistemi di produzione, trasmissione e trasformazione dell’energia termica, meccanica e fluidodinamica Utilizzare apparecchiature e strumenti (anche di misura) per il controllo, la manutenzione e la condotta dei sistemi di propulsione, degli impianti asserviti a servizi e processi di tipo termico, meccanico e fluidodinamico Calcolare le prestazioni di apparati e sistemi anche mediante l’utilizzo di tabelle, diagrammi e grafici. Calcolare i punti caratteristici di una trasformazione termodinamica e di un ciclo relativi ad un gas perfetto e al vapore Saper utilizzare i piani peculiari della termodinamica tecnica CONOSCENZE 4 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” Conoscenze LLGG Conoscenze da formulare Contenuti disciplinari minimi Sistemi di produzione, trasformazione e/o trasmissionedell’energia. Metodi di calcolo delle prestazioni degli apparati mediante l’utilizzo di grafici, tabelle e diagrammi. • NOZIONI TECNICHE DI BASE • IDRAULICA • TERMODINAMICA Nozioni tecniche di base Sistemi di unità di misura : sistema internazionale e sistema tecnico; unità fondamentali e derivate; multipli e sottomultipli. • Definizione ed unità di misura di alcune grandezze fondamentali per il corso di macchine ( forza, massa, peso, lavoro, potenza, coppia, pressione, energia, calore, temperatura, rendimento ecc.). • Operazioni di conversione delle unità di misura Idraulica Principali caratteristiche fisiche dei fluidi : massa volumica, volume specifico, peso specifico, viscosità, pressione. • Idrostatica ed idrodinamica : portata massica e volumetrica; equazione di continuità ; teorema di Bernoulli per liquidi ideali; le perdite di carico ; T. di Bernoulli per liquidi reali . Esercizi. Termodinamica generale e dei gas equazione calorimetrica ; calore specifico per liquidi, gas e vapori (Cp eCv). Combustibili: tipologie,caratteristiche fondamentali (potere calorifico, potere calorifico superiore ed inferiore, punto d’infiammabilità, punto d’accensione, punto d’autoaccensione); cenni sulla combustione: aria di combustione e coefficiente di eccesso d’aria; il rapporto di miscela α. •Definizione di sistema termodinamico: sistema chiuso e sistema aperto; condizioni per avere scambi di calore e lavoro con un sistema chiuso. • Definizione di trasformazione termodinamica, differenza tra trasformazioni reversibili ed irreversibili, linea di trasformazione termodinamica; grandezze termodinamiche fondamentali : p, v, T; piano p-v . • Primo principio della termodinamica per sistemi chiusi; energia interna u ; espressione del lavoro scambiato da un sistema chiuso per effetto di una variazione di volume; rappresentazione ed interpretazione nel piano del lavoro p-v. • Primo principio della termodinamica per sistemi aperti; lavoro netto e lavoro di pulsione; definizione di entalpia h di un sistema; lavoro trasferito in un sistema aperto; rappresentazione del lavoro nel piano p-v e confronto con i sistemi chiusi. • Secondo principio della termodinamica (enunciati di Kelvin e di Clausius); qualità dell’energia; degradazione dell’energia ed entropia S ; piano entropico o del calore T-S : andamento delle trasformazioni termodinamiche fondamentali dei gas, confronto tra una espansione adiabatica reversibile e una espansione reale e suo significato; piano entalpico h-s. • I gas perfetti : modello di gas perfetto; equazione caratteristica dei gas perfetti; le tre leggi dei gas perfetti. •Trasformazioni termodinamiche fondamentali dei gas : isocora, isobara, isoterma , adiabatica e politropica (cenno). • Cicli termici : definizione di ciclo termico; ciclo di Carnot; rendimento termodinamico di un ciclo. 5 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” Durata in ore Periodo (E’ possibile selezionare più voci) Impegno Orario Metodi Formativi E’ possibile selezionare più voci Mezzi, strumenti e sussidi E’ possibile selezionare più voci 60 x Settembre x Ottobre x Novembre □ Dicembre x x □ x x x □ x laboratorio lezione frontale debriefing esercitazioni dialogo formativo problem solving problem attrezzature di laboratorio ○ ……….. ○ ……….. ○ ……….. ○ ……….. □ simulatore □ monografie di apparati □ virtual - lab □ Gennaio □ Febbraio x Marzo x Aprile x Maggio □ Giugno x alternanza □ project work □ simulazione – virtual Lab □ e-learning X brain – storming □ percorso autoapprendimento □ Altro (specificare)………………. x dispense x libro di testo x pubblicazioni ed e-book □ apparati multimediali □ strumenti per calcolo elettronico x Strumenti di misura □ Cartografia tradiz. e/o elettronica □ Altro (specificare)……………….. VERIFICHE E CRITERI DI VALUTAZIONE In itinere x prova strutturata x prova semistrutturata x prova in laboratorio x relazione x griglie di osservazione □ comprensione del testo □ saggio breve □ prova di simulazione x soluzione di problemi x elaborazioni grafiche Fine modulo x prova strutturata x prova semistrutturata □ prova in laboratorio □ relazione □ griglie di osservazione □ comprensione del testo □ saggio breve □ prova di simulazione x soluzione di problemi □ elaborazioni grafiche X Prova orale Criteri di Valutazione (Utilizzare come riferimento esemplificativo i criteri di valutazione delle competenze tratti da STCW) Gli esiti delle misurazioni in itinere concorrono nella formulazione della valutazione dell’intero modulo nella misura del (dal 30% al 70%) (=media voto prove moltiplicato per 0.3 – 0,7). Gli esiti delle prove di fine modulo del modulo concorre nella formulazione della valutazione finale dello stesso nella misura del (dal 70% al 30%) (= voto prova moltiplicato 0,7 – 0,3). La valutazione di ciascun modulo è data dalla somma dei due valori ottenuti. La valutazione dell’intero modulo concorre al voto finale della disciplina nella misura del … …%.. Livelli minimi per le verifiche Applica, se guidato, le nozioni di base dell’idraulica e della termodinamica Azioni di recupero ed approfondimento • • In itinere avverrà mediante un percorso didattico guidato . Nelle attività di approfondimento si realizzeranno lavori che riguardano casi particolari 6 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” MODULO N.02 - Funzione: Meccanica navale a livello operativo (STCW 95 Emended 2010) Competenza (rif. STCW 95 Emended 2010) V FARE FUNZIONARE (OPERATE) I SISTEMI DEL COMBUSTIBILE, LUBRIFICAZIONE, ZAVORRA E GLI ALTRI SISTEMI DI POMPAGGIO E I SISTEMI DI CONTROLLO ASSOCIATI Competenza LL GG Identificare, descrivere e comparare le tipologie e funzioni dei vari apparati ed impianti marittimi, mezzi e sistemi di trasporto Controllare e gestire in modo appropriato apparati e impianti di bordo anche relativi ai servizi di carico e scarico, di sistemazione delle merci e dei passeggeri Elementi di algebra Equazioni di primo grado Prerequisiti Elementi di geometria Unità di misura Idraulica Matematica Complementi di matematica Logistica Inglese Elettrotecnica , elettronica ed automazione Discipline coinvolte ABILITÀ · · Abilità LLGG · · · · · Abilità da formulare · · Riconoscere la costituzione ed il funzionamento degli apparati motori, gli impianti ausiliari di bordo, per il governo della nave e per il benessere delle persone Interpretare il funzionamento di sistemi e processi applicando le leggi fondamentali delle conversioni energetiche e della meccanica. Calcolare le prestazioni di apparati e sistemi anche mediante l’utilizzo di tabelle, diagrammi e grafici. Scegliere le macchine, i componenti d’impianto e gli apparati più idonei per una determinata funzione e per una data applicazione Leggere, disegnare ed interpretare schemi, disegni, monografie, manuali d'uso e documenti tecnici anche in inglese Saper calcolare il moto dei fluidi nelle tubazioni secondo le equazioni dell’idrodinamica Determinare le prestazioni delle macchine operatrici su fluidi e conoscerne i principi della regolazione Saper schematizzare ed interpretare il funzionamento degli impianti Utilizzare apparecchiature e strumenti per il controllo, la manutenzione e la condotta dei sistemi di propulsione, degli impianti asserviti a servizi e processi di tipo termico, meccanico, elettrico e fluidodinamico. CONOSCENZE 7 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” Conoscenze LLGG Conoscenze da formulare Contenuti disciplinari minimi Metodi di calcolo delle prestazioni degli apparati mediantel’utilizzo di grafici, tabelle e diagrammi. Apparati motori, impianti ausiliari di bordo, impianti per il governo della nave e per il benessere delle persone. Normativa e simbologia per la rappresentazione grafica di sistemi meccanici, pneumatici, oleodinamici, elettrici,elettronici. • Classificazione delle macchine a fluido • Le pompe • La produzione dell’acqua distillata • Sistemi di distribuzione dell’acqua • Impianti di potabilizzazione • Impianto di sentina • Impianto di zavorra Classificazione delle macchine a fluido definizione di macchina, macchina motrice ed operatrice, macchine idrauliche e macchine termiche. Le pompe classificazione e generalità; esame del principio di funzionamento delle pompe centrifughe e delle pompe alternative; portata, prevalenza, potenza utile, potenza assorbita, rendimento della pompa, la curva caratteristica, la cavitazione (NPSHa , NPSHr) e metodi per evitarla. La produzione dell’acqua distillata Generalità, caratteristiche principali dell’impianto, schema e funzionamento Sistemi di distribuzione dell’acqua Generalità, sistemi ad autoclave: schemi impiantistici e principi di funzionamento; sistema con idroaccumulatori pressurizzati ; schema di distribuzione dell’acqua lavanda con sistema ad accumulo e produzione istantanea; Impianti di potabilizzazione generalità,trattamenti di potabilizzazione dell’acqua distillata, disinfezione con metodi fisici e chimici, esempi di schemi impiantistici; Impianto di sentina prerogative dell’impianto; schemi impiantistici e principi di funzionamento Impianto di zavorra generalità; soluzioni impiantistiche adottate e principi di funzionamento. 8 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” 50 Durata in ore Periodo (E’ possibile selezionare più voci) Impegno Orario Metodi Formativi E’ possibile selezionare più voci Mezzi, strumenti e sussidi E’ possibile selezionare più voci Settembre Ottobre x Novembre x Dicembre x x □ x x x □ x laboratorio lezione frontale debriefing esercitazioni dialogo formativo problem solving problem attrezzature di laboratorio ○ ……….. ○ ……….. ○ ……….. ○ ……….. x simulatore x monografie di apparati □ virtual - lab X Gennaio □ Febbraio Marzo Aprile Maggio □ Giugno X alternanza- Stage a bordo □ project work x simulazione – virtual Lab □ e-learning x brain – storming □ percorso autoapprendimento X Altro : visite guidate, conferenze esperti x dispense x libro di testo x pubblicazioni ed e-book □ apparati multimediali □ strumenti per calcolo elettronico x Strumenti di misura □ Cartografia tradiz. e/o elettronica □ Altro (specificare)……………….. VERIFICHE E CRITERI DI VALUTAZIONE In itinere □ □ x x x □ □ □ x x prova strutturata prova semistrutturata prova in laboratorio relazione griglie di osservazione comprensione del testo saggio breve prova di simulazione soluzione di problemi elaborazioni grafiche Fine modulo x x □ □ □ □ □ □ x x x prova strutturata prova semistrutturata prova in laboratorio relazione griglie di osservazione comprensione del testo saggio breve prova di simulazione soluzione di problemi elaborazioni grafiche prova orale Livelli minimi per le verifiche • Azioni di recupero ed approfondimento • Criteri di Valutazione (Utilizzare come riferimento esemplificativo i criteri di valutazione delle competenze tratti da STCW) Gli esiti delle misurazioni in itinere concorrono nella formulazione della valutazione dell’intero modulo nella misura del (dal 30% al 70%) (=media voto prove moltiplicato per 0.3 – 0,7). Gli esiti delle prove di fine modulo del modulo concorre nella formulazione della valutazione finale dello stesso nella misura del (dal 70% al 30%) (= voto prova moltiplicato 0,7 – 0,3). La valutazione di ciascun modulo è data dalla somma dei due valori ottenuti. La valutazione dell’intero modulo concorre al voto finale della disciplina nella misura del … …%.. Calcola, anche se guidato, le prestazioni delle macchine anche con utilizzo di tabelle e diagrammi Sa descrivere il funzionamento dei diversi tipi di impianti di pompaggio e dei sistemi associati anche utilizzando schemi In itinere avverrà mediante un percorso didattico guidato anche mediante la realizzazione di esperienze di laboratorio. Nelle attività di approfondimento si realizzeranno lavori che riguardano casi particolari anche utilizzando software di simulazione 9 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” MODULO N. 03 Funzione: Manutenzione e riparazione a livello operativo (STCW 95 Emended 2010) Competenza (rif. STCW 95 Emended 2010) VIII APPROPRIATO USO DEGLI UTENSILI MANUALI, DELLE MACCHINE UTENSILI E STRUMENTI DI MISURAZIONE PER LA FABBRICAZIONE E LA RIPARAZIONE A BORDO Competenza LL GG Operare nel sistema qualità nel rispetto delle normative sulla sicurezza Conoscenza dei materiali e delle loro proprietà Unità di misura Prerequisiti Strumenti di misura Disegno tecnico Matematica Inglese Scienza della navigazione, struttura e costruzione del mezzo Logistica Elettrotecnica, elettronica ed automazione Discipline coinvolte ABILITÀ · Abilità LLGG · Abilità da formulare Utilizzare apparecchiature e strumenti (anche di misura) per il controllo, la manutenzione e la condotta dei sistemi di propulsione, degli impianti asserviti a servizi e processi di tipo termico, meccanico e fluidodinamico Conoscere il corretto utilizzo dei dispositivi di protezione individuale (DPI) Reperire ed utilizzare informazioni per analizzarle, schematizzarle e correlarle alle situazioni reali. Saper usare gli strumenti di officina e le macchine utensili ( trapano, tornio, molatrice) Conoscere il corretto utilizzo dei dispositivi di protezione individuale (DPI) Saper eseguire semplici calcoli relativi all'equilibrio statico e alla resistenza dei materiali. CONOSCENZE 10 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” Conoscenze LLGG Conoscenze da formulare Contenuti disciplinari minimi Proprietà meccaniche e tecnologiche di materiali e leghe per la costruzione di apparati motori, impianti di bordo e organi propulsivi. Rischi presenti a bordo di una nave, sistemi di protezione e prevenzione utilizzabili nel rispetto delle normative nazionali,comunitarie ed internazionali Condotta, controllo funzionale e manutenzione di apparati,macchine e sistemi di conversione dell’energia. • • • Metrologia d’officina Materiali impiegati nel campo navale e loro lavorazione I rischi presenti nei luoghi di lavoro Metrologia d’officina: strumenti di misura e loro caratteristiche metrologiche, errori di misura; Materiali impiegati nel campo navale e loro lavorazione; macchine utensili principali, tolleranze di fabbricazione. I rischi presenti nei luoghi di lavoro, ed in particolare a bordo di una nave, i sistemi di protezione e prevenzione utilizzabili, anche nel rispetto delle normative nazionali, comunitarie ed internazionali 11 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” 40 Durata in ore Periodo (E’ possibile selezionare più voci) Impegno Orario x Settembre x Ottobre x Novembre x Dicembre Metodi Formativi E’ possibile selezionare più voci x laboratorio x lezione frontale □ debriefing x esercitazioni □ dialogo formativo x problem solving □ problem Mezzi, strumenti e sussidi E’ possibile selezionare più voci x attrezzature di laboratorio ○ ……….. ○ ……….. ○ ……….. ○ ……….. □ simulatore □ monografie di apparati □ virtual - lab x Gennaio x Febbario x Marzo x Aprile xMaggio Giugno x alternanza e stage a bordo □ project work □ simulazione – virtual Lab □ e-learning □ brain – storming □ percorso autoapprendimento □ Altro : visite guidate in officine e conferenze di esperti ……………. x dispense x libro di testo □ pubblicazioni ed e-book □ apparati multimediali x strumenti per calcolo elettronico x Strumenti di misura □ Cartografia tradiz. e/o elettronica □ Altro (specificare)……………….. VERIFICHE E CRITERI DI VALUTAZIONE In itinere □ prova strutturata □ prova semistrutturata x prova in laboratorio x relazione x griglie di osservazione □ comprensione del testo □ saggio breve □ prova di simulazione x soluzione di problemi □ elaborazioni grafiche Fine modulo x prova strutturata □ prova semistrutturata □ prova in laboratorio x relazione □ griglie di osservazione □ comprensione del testo □ saggio breve □ prova di simulazione x soluzione di problemi □ elaborazioni grafiche X Prova orale Livelli minimi per le verifiche Azioni di recupero ed approfondimento Criteri di Valutazione (Utilizzare come riferimento esemplificativo i criteri di valutazione delle competenze tratti da STCW) Gli esiti delle misurazioni in itinere concorrono nella formulazione della valutazione dell’intero modulo nella misura del (dal 30% al 70%) (=media voto prove moltiplicato per 0.3 – 0,7). Gli esiti delle prove di fine modulo del modulo concorre nella formulazione della valutazione finale dello stesso nella misura del (dal 70% al 30%) (= voto prova moltiplicato 0,7 – 0,3). La valutazione di ciascun modulo è data dalla somma dei due valori ottenuti. La valutazione dell’intero modulo concorre al voto finale della disciplina nella misura del … …%.. Sa effettuare semplici lavorazioni, riparazioni nel rispetto delle procedure e delle norme di sicurezza • In itinere che avverrà mediante un percorso didattico guidato anche mediante la realizzazione di esperienze di laboratorio. Nelle attività di approfondimento si realizzeranno lavori che riguardano casi particolari riferiti alle mansioni di bordo • 12 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” PROGRAMMAZIONE DIDATTICA MODULI RELATIVI ALLE COMPETENZE STCW ISTITUTO :ISTITUTO D’ISTRUZIONE SUPERIORE “ BUCCARI-MARCONI” INDIRIZZO: ISTITUTO TECNICO A INDIRIZZO TRASPORTI E LOGISTICA ARTICOLAZIONE: CONDUZIONE DEL MEZZO OPZIONE CONDUZIONE DEL MEZZO NAVALE CLASSE: QUINTA D DISCIPLINA: A.S. MECCANICA E MACCHINE DOCENTE : prof. GARAU STEFANO 13 2014/2015 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA Profilo generale della classe (VEDI PROGRAMMAZIONE C. d. C.) Alunni con bisogni educativi speciali (VEDI PROGRAMMAZIONE C. d. C.) FINALITA’ L’insegnamento di meccanica e macchine nella classe quinta completerà negli allievi la preparazione tecnica che consenta loro di orientarsi correttamente nella interpretazione delle caratteristiche funzionali ed energetiche dei principali apparati motori di propulsione navale e servizi di bordo . In particolare si esamineranno gli apparati motori più diffusi allo stato attuale , si completerà la conoscenza dei principali impianti e servizi ausiliari esistenti a bordo , si approfondirà lo studio degli ausiliari oleodinamici (timoneria, verricelli, pinne stabilizzatrici, porte stagne) e gli impianti di ventilazione, refrigerazione e condizionamento . Lo studente dovrà anche integrare la propria preparazione con la conoscenza basilare della normativa antinquinamento e analizzerà i relativi impianti utilizzati per il trattamento dei vari reflui prodotti dalla nave ARTICOLAZIONE ORARIA Sono previste 3 ore di lezione alla settimana . Piano di lavoro relativo al QUINTO anno Ai fini del conseguimento di titoli professionali marittimi la disciplina va interpretata nel rispetto delle normative nazionali ed internazionali in materia ( STCW78/95 e direttiva 2008/106 CE ) 14 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” Tavola delle Competenze previste dalla Regola A-II/1 – STCW 95 Amended Manila 2010 Controllo dell’operatività della nave e cura delle persone a bordo a livello operativo Maneggio e stivaggio del carico a livello operativo Navigazione a Livello Operativo Funzione Competenza Descrizione I Pianifica e dirige una traversata e determina la posizione II Mantiene una sicura guardia di navigazione III Uso del radar e ARPA per mantenere la sicurezza della navigazione IV Uso dell’ECDIS per mantenere la sicurezza della navigazione V Risponde alle emergenze VI Risponde a un segnale di pericolo in mare VII Usa l’IMO Standard Marine Communication Phrases e usa l’Inglese nella forma scritta e orale VIII Trasmette e riceve informazioni mediante segnali ottici IX Manovra la nave X Monitora la caricazione, lo stivaggio, il rizzaggio, cura durante il viaggio e sbarco del carico XI Ispeziona e riferisce i difetti e i danni agli spazi di carico, boccaporte e casse di zavorra XII Assicura la conformità con i requisiti della prevenzione dell’inquinamento XIII Mantenere le condizioni di navigabilità (seaworthiness) della nave XIV Previene, controlla e combatte gli incendi a bordo XV Aziona (operate) i mezzi di salvataggio XVI Applica il pronto soccorso sanitario (medical first aid) a bordo della nave XVII Controlla la conformità con i requisiti legislativi XVIII Applicazione delle abilità (skills) di comando (leadership) e lavoro di squadra (team working) XIX Contribuisce alla sicurezza del personale e della nave 15 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” MODULO N.01 - Funzione: (STCW 95 Emended 2010) Competenza (rif. STCW 95 Emended 2010) NON PREVISTA DALLE STCW MA SOLO DALLE LL.GG Competenza LL GG Controllare e gestire il funzionamento dei diversi componenti di uno specifico mezzo di trasporto e intervenire in fase di programmazione della manutenzione Identificare, descrivere e comparare le tipologie e funzioni dei vari apparati ed impianti marittimi, mezzi e sistemi di trasporto Controllare e gestire in modo appropriato apparati e impianti di bordo anche relativi ai servizi di carico e scarico, di sistemazione delle merci e dei passeggeri Elementi di algebra Equazioni di primo grado Prerequisiti Elementi di geometria Idraulica Termodinamica generale e del gas Matematica Complementi di matematica Elettrotecnica, elettronica ed automazione Scienza della navigazione, struttura e costruzione del mezzo Logistica Discipline coinvolte ABILITÀ · · Abilità LLGG · · Abilità da formulare Interpretare il funzionamento di sistemi e processi applicando le leggi fondamentali delle conversioni energetiche e della meccanica. Classificare ed individuare le funzioni dei componenti costituenti i sistemi di produzione, trasmissione e trasformazione dell’energia termica, meccanica e fluidodinamica Riconoscere la costituzione ed il funzionamento degli apparati motori, gli impianti ausiliari di bordo, per il governo della nave e per il benessere delle persone. Leggere, disegnare ed interpretare schemi, disegni, monografie, manuali d'uso e documenti tecnici anche in inglese Riconoscere e descrivere la costituzione ed il funzionamento degli apparati di propulsione con motori a combustione interna e turbine a gas Calcolare le prestazioni, i consumi ed i rendimenti dei motori a combustione interna e degli apparati turbogas Riconoscere e descrivere la costituzione ed il funzionamento degli impianti di ventilazione, di refrigerazione e di condizionamento e saperne stimare le prestazioni Leggere, disegnare ed interpretare schemi, disegni, monografie, manuali d'uso e documenti tecnici anche in inglese CONOSCENZE 16 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” Sistemi di produzione, trasformazione e/o trasmissione dell’energia. Metodi di calcolo delle prestazioni degli apparati mediante l’utilizzo di grafici, tabelle e diagrammi. Apparati motori, impianti ausiliari di bordo, impianti per il governo della nave e per il benessere delle persone. Principi di automazione e tecniche di controllo asservite ad apparati, sistemi e processi di bordo. Normativa e simbologia per la rappresentazione grafica di sistemi meccanici, pneumatici, oleodinamici, elettrici, elettronici. • IMPIANTO MOTORE TERMICO CON TURBINA A GAS • MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA • LA LINEA D’ASSI DI UNA NAVE • IMPIANTI DI VENTILAZIONE • IMPIANTI DI REFRIGERAZIONE • IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO Conoscenze LLGG Conoscenze da formulare • I CICLI TERMICI Richiami di termodinamica del gas; cicli termici e rendimento termodinamico; rendimenti degli impianti motori termici; • IMPIANTO MOTORE TERMICO CON TURBINA A GAS schema d’impianto, ciclo di Joule ideale e sua rappresentazione ed interpretazione nei piani p-v ; rendimento termico ideale; ciclo di Joule reale ; rendimento globale dell’impianto; potenza dell’impianto, consumo specifico; soluzioni impiantistiche navali; • I MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA CLASSIFICAZIONI E DEFINIZIONI GENERALI : cilindro, pistone, testata, basamento; PMS e PMI, corsa, cilindrata, rapporto volumetrico di compressione ρ, il coefficiente di riempimento λv ; motore aspirato e motore sovralimentato, motore ad accensione comandata e motore ad accensione spontanea ( o per compressione) , le quattro fasi di funzionamento di un m.c.i. , motori a 4T e motori a 2T . Descrizione generale delle caratteristiche costruttive e funzionali dei m.c.i. ed evidenziazione delle differenze principali tra motori Diesel e motori ad accensione comandata Contenuti disciplinari minimi STUDIO DEI CICLI TERMODINAMICI IDEALI DI RIFERIMENTO ciclo Otto, ciclo Diesel, ciclo misto Sabathé ; rappresentazione ed interpretazione nei piani p-v ; il rendimento termodinamico ideale CENNI AL CICLO REALE DEI MOTORI A 4T Il diagramma indicato, la pressione media indicata pmi, il lavoro indicato Li; diagramma polare ( o circolare) della distribuzione reale per un 4T POTENZA DEI M.C.I. potenza effettiva (o all’asse) di un motore, rendimento globale, consumo specifico;espressione della potenza effettiva in funzione della coppia motrice . CURVE CARATTERISTICHE DI UN M.C.I andamento della potenza e della coppia motrice al variare della velocità di rotazione n e del carico BILANCIO TERMICO DI UN MOTORE generalità, perdite dovute: ai gas combusti, all’acqua ed all’olio di raffreddamento, all’ olio di lubrificazione,all’irraggiamento, varie LA SOVRALIMENTAZIONE scopo della sovralimentazione dei motori, modalità di attuazione della sovralimentazione, sovralimentazione meccanica, impianto con turbocompressore a gas di scarico, 17 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” L’INIEZIONE DEL COMBUSTIBILE NEI MOTORI DIESEL funzioni di un impianto di iniezione, schema e descrizione del funzionamento di un sistema di alimentazione ed iniezione, la pompa di iniezione e gli iniettori. IL CIRCUITO DEL COMBUSTIBILE Generalità, tipologie di combustibile adoperato, le apparecchiature di trattamento , schemi del circuito ; L’IMPIANTO DI DISTRIBUZIONE DEI M.C.I. generalità, descrizione dei sistemi adoperati e relativi schemi IL RAFFREDDAMENTO DEI MOTORI generalità, soluzioni impiantistiche adoperate con relativi schemi, calcolo della portata di fluido refrigerante LA LUBRIFICAZIONE DEI MOTORI scopo della lubrificazione e parti del motore interessate, sistemi e circuiti adoperati IMPIANTO DI ACCENSIONE DEI MOTORI AD ACCENSIONE COMANDATA generalità e descrizione del sistema a spinterogeno L’AVVIAMENTO DEI MOTORI DIESEL modalità di avviamento dei motori di piccola cilindrata e dei grossi motori navali, schemi impiantistici • LA LINEA D’ASSI DI UNA NAVE principali elementi della linea d’assi e funzione del cuscinetto reggispinta; spinta e potenza di propulsione; • IMPIANTI DI VENTILAZIONE Generalità, sistemi di ventilazione; ventilatori : tipologie e caratteristiche ; la depurazione dell’aria; distribuzione e ripresa dell’aria • IMPIANTI DI REFRIGERAZIONE L’impianto frigorifero a compressione: schema dei componenti e funzionamento dell’impianto; il ciclo frigorifero ideale e reale nel piano P-h , C.O.P.; l’impianto frigorifero utilizzato come pompa di calore ; • i fluidi frigorigeni : tipi e caratteristiche principali; IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO Generalità, caratteristiche dell’aria, il diagramma psicrometrico (cenno) e sua utilità; l’aria condizionata e modalità di produzione 18 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” 50 Durata in ore Periodo (E’ possibile selezionare più voci) Impegno Orario x Settembre x Ottobre x Novembre □ Dicembre Metodi Formativi E’ possibile selezionare più voci x x □ x x x □ laboratorio lezione frontale debriefing esercitazioni dialogo formativo problem solving problem Mezzi, strumenti e sussidi E’ possibile selezionare più voci x attrezzature di laboratorio ○ ……….. ○ ……….. ○ ……….. ○ ……….. □ simulatore □ monografie di apparati □ virtual - lab □ Gennaio □ Febbario x Marzo x Aprile x Maggio □ Giugno □ alternanza e stage a bordo nave □ project work □ simulazione – virtual Lab □ e-learning □ brain – storming □ percorso autoapprendimento □ Altro: visite guidate presso officine e cantueri navali, conferenze di esperti x dispense x libro di testo □ pubblicazioni ed e-book □ apparati multimediali □ strumenti per calcolo elettronico x Strumenti di misura □ Cartografia tradiz. e/o elettronica □ Altro (specificare)……………….. VERIFICHE E CRITERI DI VALUTAZIONE In itinere Fine modulo Livelli minimi per le verifiche Azioni di recupero ed approfondimento □ □ x x x □ □ □ x x prova strutturata prova semistrutturata prova in laboratorio relazione griglie di osservazione comprensione del testo saggio breve prova di simulazione soluzione di problemi elaborazioni grafiche Criteri di Valutazione (Utilizzare come riferimento esemplificativo i criteri di valutazione delle competenze tratti da STCW) Gli esiti delle misurazioni in itinere concorrono nella formulazione della valutazione dell’intero modulo nella misura del (dal 30% al 70%) (=media voto prove moltiplicato per 0.3 – 0,7). x prova strutturata x prova semistrutturata □ prova in laboratorio □ relazione □ griglie di osservazione □ comprensione del testo □ saggio breve □ prova di simulazione x soluzione di problemi □ elaborazioni grafiche Prova orale Gli esiti delle prove di fine modulo del modulo concorre nella formulazione della valutazione finale dello stesso nella misura del (dal 70% al 30%) (= voto prova moltiplicato 0,7 – 0,3). La valutazione di ciascun modulo è data dalla somma dei due valori ottenuti. La valutazione dell’intero modulo concorre al voto finale della disciplina nella misura del … …%.. Descrive , anche con ausilio di schemi e monografie in lingua inglese, costituzione e funzionamento degli apparati motori e degli ausiliari ed impianti di bordo In itinere che avverrà mediante un percorso didattico guidato. • Nelle attività di approfondimento si realizzeranno lavori che riguardano casi particolari riferiti alle mansioni di bordo 19 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” MODULO N.02 - Funzione: Maneggio e stivaggio del carico a livello operativo (STCW 95 Emended 2010) Competenza (rif. STCW 95 Emended 2010) X - Monitora la caricazione, lo stivaggio, il rizzaggio, cura durante il viaggio e sbarco del carico XI.- Ispeziona e riferisce i difetti e i danni agli spazi di carico, boccaporte e casse di zavorra XII Assicura la conformità con i requisiti della prevenzione dell’inquinamento Competenza LL GG Operare nel sistema qualità nel rispetto delle normative sulla sicurezza Gestire l’attività di trasporto tenendo conto delle interazioni con l’ambiente esterno (fisico e delle condizioni meteorologiche) in cui viene espletata. Identificare, descrivere e comparare le tipologie e funzioni dei vari apparati ed impianti marittimi, mezzi e sistemi di trasporto Controllare e gestire in modo appropriato apparati e impianti di bordo anche relativi ai servizi di carico e scarico, di sistemazione delle merci e dei passeggeri Idraulica Macchine operatrici Prerequisiti Impianti pneumatici ed oleodinamici Disegno tecnico ed impiantistico Sicurezza ed igiene nei luoghi di lavoro Discipline coinvolte Logistica Inglese Elettrotecnica , elettronica ed automazione Scienza della navigazione, struttura e costruzione del mezzo Diritto ABILITÀ 20 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” · · · Abilità LLGG · · · · · · · · Abilità da formulare Riconoscere la costituzione ed il funzionamento degli apparati motori, gli impianti ausiliari di bordo, per il governo della nave e per il benessere delle persone Leggere, disegnare ed interpretare schemi, disegni, monografie, manuali d'uso e documenti tecnici anche in inglese Utilizzare apparecchiature e strumenti (anche di misura) per il controllo, la manutenzione e la condotta dei sistemi di propulsione, degli impianti asserviti a servizi e processi di tipo termico, meccanico e fluidodinamico Conoscere il corretto utilizzo dei dispositivi di protezione individuale (DPI Impiegare le tecniche ed i mezzi per la movimentazione in sicurezza del carico. Applicare le specifiche procedure nella movimentazione dei carichi particolarmente quelli pericolosi. Valutare ed analizzare l’impatto ambientale dei sistemi e dei processi di bordo Procedure, metodi e registrazione documentale per il monitoraggio e la valutazione delle attività secondo gli standard qualitativi e di sicurezza. Applicare le tecniche utilizzate per fronteggiare gli effetti delle sollecitazioni esterne sullo scafo. Individuare i sistemi di recupero energetico, le tecniche applicabili per la salvaguardia dell’ambiente ed il loro ottimale utilizzo per la gestione di apparati, sistemi e processi. Individuare, analizzare e affrontare le problematiche connesse allo smaltimento dei rifiuti dei processi ed attività di bordo. Saper descrivere e schematizzare gli impianti dedicati allo smaltimento dei rifiuti e degli efflussi nocivi di bordo Conoscere i mezzi utilizzati per la movimentazione dei carichi Valutare l’impatto ambientale delle attività di bordo in relazione anche al rispetto delle norme e convenzioni nazionali ed internazionali Conoscere i sistemi per fronteggiare gli effetti delle sollecitazioni esterne sullo scafo CONOSCENZE 21 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” Normativa e simbologia per la rappresentazione grafica di sistemi meccanici, pneumatici, oleodinamici, elettrici, elettronici. Condotta, controllo funzionale e manutenzione di apparati, macchine e sistemi di conversione dell’energia. Principi di automazione e tecniche di controllo asservite ad apparati, sistemi e processi di bordo. Metodi di gestione “ecocompatibile” di apparati, sistemi e processi a bordo di una nave. Tecnologie per la riduzione dell’impatto ambientale dei mezzi di trasporto e per il recupero energetico. Normative sull’impatto ambientale e responsabilità connesse alla loro applicazione. Rischi presenti a bordo di una nave, sistemi di protezione eprevenzione utilizzabili nel rispetto delle normative nazionali,comunitarie ed internazionali. Conoscenze LLGG • NORMATIVA E REGOLE SULLA SICUREZZA E SULL’ANTINQUINAMENTO IN MARE Conoscenze da formulare • L’IMPIANTO DI DEPURAZIONE DEI LIQUAMI • L’INCENERITORE DI RIFIUTI SOLIDI E LIQUIDI • IMPIANTO DI TRATTAMENTO DELLE ACQUE OLEOSE • IMPIANTI DI TRATTAMENTO DEGLI EFFLUENTI GASSOSI • LA PROTEZIONE CATODICA DELLO SCAFO E DELL’ELICA • IMPIANTI DI TRATTAMENTO DELL’ACQUA ANTIVEGETATIVI E ANTINCROSTANTI • IMPIANTI AUSILIARI OLEODINAMICI • NORMATIVA E REGOLE SULLA SICUREZZA E SULL’ANTINQUINAMENTO IN MARE Leggi e convenzioni nazionali ed internazionali; regole dettate da MARPOL, SOLAS ed altri; il Safety Management System • L’IMPIANTO DI DEPURAZIONE DEI LIQUAMI Generalità, BOD e COD e loro importanza, schema del processo di depurazione , composizione e funzionamento dell’impianto; • L’INCENERITORE DI RIFIUTI SOLIDI E LIQUIDI Generalità, tipologie di impianti adoperati ; • Contenuti disciplinari minimi IMPIANTO DI TRATTAMENTO DELLE ACQUE OLEOSE Generalità, soluzioni impiantistiche • IMPIANTI DI TRATTAMENTO DEGLI EFFLUENTI GASSOSI Inquinamento dovuto ai motori termici, regole internazionali di prevenzione, soluzioni tecniche utilizzate • LA PROTEZIONE CATODICA DELLO SCAFO E DELL’ELICA Generalità, la corrosione dello scafo e del propulsore, sistemi di prevenzione della corrosione • IMPIANTI DI TRATTAMENTO DELL’ACQUA ANTIVEGETATIVI ANTINCROSTANTI Generalità, sistemi adoperati sulle navi, composizione e relativi schemi di funzionamento; • IMPIANTI AUSILIARI OLEODINAMICI Timoneria, verricelli, salpancore, eliche a pale orientabili, pinne stabilizzatrici 22 E ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE "BUCCARI – MARCONI” 50 Durata in ore Periodo (E’ possibile selezionare più voci) Impegno Orario Settembre Ottobre Novembre Dicembre Metodi Formativi E’ possibile selezionare più voci x x □ x x x □ laboratorio lezione frontale debriefing esercitazioni dialogo formativo problem solving problem Mezzi, strumenti e sussidi E’ possibile selezionare più voci x attrezzature di laboratorio ○ ……….. ○ ……….. ○ ……….. ○ ……….. x simulatore x monografie di apparati □ virtual - lab Gennaio □ Febbraio Marzo Aprile Maggio □ Giugno X alternanza e stage a bordo delle navi □ project work □ simulazione – virtual Lab □ e-learning □ brain – storming □ percorso autoapprendimento □ Altro ; visite guidate presso officine e cantieri, conferenze di esperti x dispense x libro di testo □ pubblicazioni ed e-book □ apparati multimediali □ strumenti per calcolo elettronico x Strumenti di misura □ Cartografia tradiz. e/o elettronica □ Altro (specificare)……………….. VERIFICHE E CRITERI DI VALUTAZIONE In itinere Fine modulo □ □ x x x □ □ □ x x Criteri di Valutazione (Utilizzare come riferimento esemplificativo i criteri di valutazione delle competenze tratti da STCW) Gli esiti delle misurazioni in itinere concorrono nella formulazione della valutazione dell’intero modulo nella misura del (dal 30% al 70%) (=media voto prove moltiplicato per 0.3 – 0,7). x prova strutturata x prova semistrutturata □ prova in laboratorio □ relazione □ griglie di osservazione □ comprensione del testo □ saggio breve □ prova di simulazione x soluzione di problemi x elaborazioni grafiche prova orale Livelli minimi per le verifiche Azioni di recupero ed approfondimento prova strutturata prova semistrutturata prova in laboratorio relazione griglie di osservazione comprensione del testo saggio breve prova di simulazione soluzione di problemi elaborazioni grafiche • • Gli esiti delle prove di fine modulo del modulo concorre nella formulazione della valutazione finale dello stesso nella misura del (dal 70% al 30%) (= voto prova moltiplicato 0,7 – 0,3). La valutazione di ciascun modulo è data dalla somma dei due valori ottenuti. La valutazione dell’intero modulo concorre al voto finale della disciplina nella misura del … …%.. Conosce e sa applicare la normativa sulla sicurezza e l’antinquinamento in mare Riconosce i componenti e sa descrivere il funzionamento degli impianti utilizzati per fronteggiare gli efflussi inquinanti della nave e gli effetti delle sollecitazioni esterne sullo scafo Sa descrivere i mezzi utilizzati per la movimentazione del carico In itinere avverrà mediante un percorso didattico guidato . Nelle attività di approfondimento si realizzeranno lavori che riguardano casi particolari 23
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