Obiettivi del corso

La ricerca, lo sviluppo tecnologico e l'innovazione sono obiettivi fondanti del dottorato. In tale quadro i temi affrontati sono quelli tipici dell'ingegneria civile, dell'ambiente e dell'architettura, intesi nella loro accezione più ampia, con contributi specifici di altre discipline mirati ad offrire, ove necessario, un apporto matematico e numerico alle tematiche affrontate dai dottorandi.

Al termine del corso di dottorato lo studente deve aver sviluppato la capacità di svolgere attività di ricerca in autonomia integrando le conoscenze delle diverse discipline ingegneristiche per risolvere problemi complessi che richiedono diverse prospettive ed approcci interdisciplinari. Inoltre, deve acquisire la capacità di analisi e di pensiero critico rispetto a situazioni e problemi reali matematico-ingegneristici. Deve inoltre saper comunicare e divulgare in modo efficace i risultati e i metodi utilizzati a un pubblico internazionale, sia in forma orale che scritta.

Il candidato deve inoltre sviluppare le competenze necessarie per la formulazione di progetti di ricerca e la loro gestione in contesti nazionali e internazionali, acquisendo gli strumenti necessari e le competenze trasversali (soft skills) per svolgere il lavoro di ricerca sia in modo individuale e che in gruppo.

Infine, l'attività dottorale mira allo sviluppo di un approccio esplorativo ai temi di ricerca ed al trasferimento dei risultati di rilevanza e qualificazione scientifica in problemi e contesti applicativi, nell'ottica di rafforzare i legami tra ricerca di base ed applicata nel campo delle tematiche civili, ambientali e dell’architettura prioritarie per la società, che richiedono lo sviluppo di tecnologie, metodi e soluzioni ad alto contenuto innovativo.

Curricula e profili culturali

Il corso di dottorato, contraddistinto da una forte interdisciplinarietà, è organizzato in 2 curricula:

• 1. MATERIALI, STRUTTURE, SISTEMI COMPLESSI E ARCHITETTURA
• 2. RISCHIO, VULNERABILITÀ, AMBIENTE, SALUTE E TERRITORIO

che condividono il focus sull'innovazione tecnologica e sullo sviluppo delle conoscenze di base attraverso approcci teorici, sperimentali e computazionali, con lo sviluppo di modelli matematici e numerici.

Per ciascun curriculum sono stati individuati 3 profili culturali in cui ogni candidato può riconoscersi in maniera prevalente, anche se non esclusiva:

CURRICULUM 1 - MATERIALI, STRUTTURE, SISTEMI COMPLESSI E ARCHITETTURA

1. Modellazione Numerica e Costitutiva di Sistemi Complessi 
Il candidato dovrà sviluppare competenze e conoscenze avanzate nei campi relativi a: elementi di algebra tensoriale, numerica e analisi funzionale, modellazione e programmazione numerica, modellazione costitutiva dei materiali, modellazione multi-fisica accoppiata con non-linearità di materiale e geometria, modellazione multi-corpo, statistica e probabilità. I processi oggetto di ricerca sono caratterizzati da un ampio spettro di scale spaziali, variabili dalla microscala, a quella di laboratorio e del singolo componente strutturale, fino alla scala regionale in ambiti geostrutturali. Queste competenze consentiranno di delineare la figura di un ricercatore in grado di gestire tematiche complesse nell’ambito dell’analisi e simulazione di processi multi-fisici su materiali e sistemi complessi e di sviluppare tecnologie e metodologie di studio innovative. Un ulteriore ambito di approfondimento sarà costituito dalla modellizzazione dei comportamenti di scelta dei decisori nell’ambito di sistemi complessi in cui il fattore umano può giocare un ruolo determinante.

2. Strutture, Infrastrutture, Costruzioni e Trasporti
Il candidato dovrà sviluppare competenze e conoscenze specifiche e avanzate nei campi relativi a: sperimentazione e analisi fisico-reologica del comportamento dei materiali; meccanica dei materiali e geomateriali; modellazione strutturale, energetica e geometrica delle costruzioni e delle infrastrutture; analisi e classificazione delle tecniche costruttive storiche e contemporanee; analisi, pianificazione, progettazione e gestione ottimizzata dei sistemi e delle infrastrutture di trasporto; statistica e probabilità. Queste competenze e conoscenze consentiranno di delineare la figura di un ricercatore in grado di gestire tematiche complesse e di sviluppare tecnologie innovative nell’ambito della pianificazione, progetto, realizzazione, gestione, manutenzione e monitoraggio di sistemi complessi (strutture, infrastrutture, sistemi di trasporto, opere civili).

3. Architettura: Storia, Progettazione, Pianificazione Urbana e Territoriale 
Il candidato dovrà sviluppare competenze e conoscenze specifiche e avanzate negli ambiti relativi a: analisi delle tecniche costruttive tradizionali e innovative, restituzione del costruito, dell’evoluzione dell’organismo edilizio e degli insediamenti urbani e del territorio, anche mediante strumenti informatici avanzati. Progettazione avanzata sia architettonica che tecnica degli edifici e degli spazi dell’architettura, metodologie innovative della gestione del processo edilizio e di tecniche di pianificazione urbana e del paesaggio. Queste competenze e conoscenze consentiranno di delineare la figura di un ricercatore in grado di operare in maniera innovativa e consapevole nell’ambito della progettazione alla scala architettonica, urbana e territoriale e nel processo del recupero edilizio. 

CURRICULUM 2 - RISCHIO, VULNERABILITÀ, AMBIENTE, SALUTE E TERRITORIO

4. Ambiente e Salute
Il candidato dovrà sviluppare competenze e conoscenze avanzate relative alle tematiche del rapporto uomo-ambiente con riferimento ai temi di inquinamento, sostenibilità, qualità dell’acqua e dell’aria, consumo del suolo, ripristino degli ecosistemi, cambiamenti climatici, gestione e trattamento dei rifiuti ed economia circolare, attraverso lo studio di metodologie innovative di indagine quantitative e qualitative, modelli di impatto ambientale, gestione delle risorse rinnovabili e non rinnovabili e di conflitti socio ambientali. Queste competenze e conoscenze consentiranno di delineare la figura di un ricercatore in grado di utilizzare approcci interdisciplinari, soluzioni tecnologiche e informazioni geospaziali per affrontare questioni territoriali complesse, gestire la costruzione di percorsi trasformativi di sostenibilità, delineare metodologie innovative per la gestione del ciclo dei rifiuti in un’ottica di economia circolare. In un contesto di questo tipo appare inoltre rilevante focalizzarsi su opportune conoscenze finalizzate alla comprensione e modellazione dei comportamenti di scelta dei decisori.

5. Analisi di Rischio, Vulnerabilità e Gestione del Territorio
Il candidato dovrà sviluppare competenze e conoscenze avanzate nei campi relativi all’analisi e valutazione dei sistemi urbani e territoriali, nel contesto ambientale e nel quadro dei rischi naturali e antropici, quali ad esempio il rischio strutturale, geotecnico, idraulico, trasportistico e ambientale, sia in condizioni di esercizio che estreme (alluvioni, incendi, frane, esplosioni, terremoti e altre calamità specifiche), comprese le relative strategie di mitigazione e metodologie innovative di rilievo, monitoraggio e modellazione. Queste competenze e conoscenze consentiranno di delineare la figura di un ricercatore in grado di affrontare tematiche complesse e sviluppare metodologie innovative nei vari ambiti relativi alla mappatura e gestione del rischio per infrastrutture, territorio e sistemi integrati, e più in generale alla tutela, valorizzazione e trasformazione del territorio naturale e costruito.

6. Ingegneria delle acque e meccanica dei fluidi
Il candidato dovrà sviluppare competenze e conoscenze avanzate nei processi relativi all’idraulica, alla meccanica dei fluidi, alle costruzioni idrauliche e marittime e all’idrologia, anche in contesti interdisciplinari, come ecomorfodinamica, ecoidrologia e biofluidodinamica, utilizzando tecniche sperimentali di laboratorio e di campo e modellazione matematica e numerica. I processi oggetto di ricerca sono caratterizzati da un ampio spettro di scale temporali e spaziali, variabili da quelle di laboratorio, a quelle di bacino, fino alle scale tipiche di fenomeni atmosferici globali, inclusi i cambiamenti climatici. Le competenze e conoscenze sviluppate dal candidato consentiranno di delineare la figura di un ricercatore in grado di affrontare tematiche complesse, sviluppare metodologie di studio innovative e proporre soluzioni originali nei diversi ambiti scientifici e applicativi che caratterizzano il moto dei fluidi nei sistemi ambientali e umani, la loro interazione con le diverse componenti antropiche e biologiche, nonché la disponibilità e distribuzione dell’acqua in relazione all’influenza e all'impatto dei cambiamenti climatici, naturali e antropogenici.

SBOCCHI OCCUPAZIONALI E PROFESSIONALI:

Gli sbocchi occupazionali sono molteplici e toccano le numerose competenze legate al mondo dell’ambiente, dell’ingegneria civile e dell’architettura. L’elevata preparazione multidisciplinare del dottore di ricerca, che si spinge oltre l’argomento specifico sviluppato nella tesi di dottorato, consente di individuare una figura particolarmente duttile in grado di affrontare tematiche complesse che lo configurano come una risorsa di notevole interesse per il mondo della ricerca e del lavoro. 
In particolare, gli ambiti occupazionali possono essere ricondotti ai seguenti punti in cui si rende necessaria una qualificazione di alto profilo e solide figure professionali:

• modellazione e sperimentazione strutturale;
• modellistica computazionale;
• progettazione architettonica sperimentale e sostenibile, basata sull’innovazione informatico-tecnologica;
• recupero del patrimonio edilizio esistente con l’utilizzo di specifici strumenti e tecniche;
• riqualificazione sostenibile in linea con le direttive europee;
• conservazione, pianificazione e tutela dell’ambiente;
• progettazione, pianificazione e gestione dei sistemi di controllo e monitoraggio del territorio;
• impiego presso strutture di ricerca italiane e straniere.