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Engineering for Energy and Environment

Presentazione
Immatricolazione
Ricerca&Didattica
Studenti
Assicurazione Qualità
  • Corso

    Dottorato

  • Area

    Scientifico-Tecnologica

  • Dipartimento

    Economia, Ingegneria, Società e Impresa - Scienze Agrarie e Forestali

  • Durata

    3 anni

  • Lingua

    Inglese

Il Dottorato di Ricerca in Engineering for Energy and Environment vuole fornire un elevato livello di formazione ad un numero selezionato di giovani laureati per renderli competitivi a livello nazionale ed internazionale presso imprese private ad alto contenuto tecnologico, centri di ricerca ed università. Principale obiettivo è fornire una visione interdisciplinare delle problematiche ingegneristiche nei settori dell’energia e dell’ambiente, caratterizzati da un elevato sviluppo tecnologico. Le attività di ricerca saranno rivolte allo studio di soluzioni ingegneristiche, tecnologie di lavorazione e metodologie di indagine numerica e sperimentale innovative, con un’attenzione particolare al loro trasferimento tecnologico. I dottorandi saranno impegnati in attività di formazione e di ricerca nelle tematiche oggetto del corso, con particolare riferimento alle tecnologie per la fusione termonucleare, ai processi di conversione e di accumulo dell’energia nelle sue varie forme, la tutela dell’ambiente, alle innovazioni negli ambiti della meccanica, anche agraria, della sensoristica, dei biosistemi e delle tematiche agricole, per quanto concerne la produzione primaria ed gli aspetti ambientali.

Il corso di dottorato ha durata triennale ed è articolato in due curricula:
• Engineering and Energy Systerms;
• Biosystems and Environment.

Il curriculum Energy and Engineering Systems affronta tematiche di ricerca proprie dell’ingegneria energetica ed ambientale con particolare riferimento alla transizione energetica verde ed al contenimento del cambiamento climatico. In particolare le tematiche di ricerca e didattiche prevalenti riguardano i sistemi di produzione, stoccaggio ed utilizzo dell’idrogeno, le fonti rinnovabili di energia e la loro integrazione all’interno delle reti energetiche nazionali, la cattura della CO2, l’efficienza energetica negli edifici e nelle attività industriali, la fusione termo-nucleare, l’energy harversrting e storage, le tecnologie per la mobilità sostenibile, la salubrità dell’aria negli ambienti domestici e di lavoro, i materiali per l’energia.
Il lavoro dei dottorandi sarà coordinato dai docenti del collegio già attivi in collaborazioni industriali e progetti di ricerca, nazionali e internazionali, in tematiche innovative e di rilievo.

Il curriculum Biosystem and environment affronta tematiche di ricerca proprie dell’ingegneria dei biosistemi agricoli e forestali anche con particolare riferimento alla sostenibilità ambientale ed energetica. I dottorandi saranno impegnati in attività di formazione e di ricerca nelle tematiche: della tutela dell’ambiente; delle innovazioni negli ambiti della meccanica agraria, forestale e nel settore agroindustriale; della sensoristica e della meccatronica per la precision farming in riferimento agli ambiti tecnologici della transizione digitale applicata all’ingegneria dei biosistemi; dei sistemi di analisi intelligente dei dati complessi; delle costruzioni e del territorio rurale; dell’idraulica agraria e dell’idrologia applicata; dei biosistemi agricoli e forestali, sulle tematiche riferite alle fonti energetiche rinnovabili e all’uso razionale dell’energia, per quanto concerne la produzione primaria e gli aspetti di sicurezza e salute sul lavoro ed ambientali.

Il lavoro dei dottorandi sarà coordinato dai docenti del collegio già attivi in collaborazioni industriali e progetti di ricerca, nazionali e internazionali, in tematiche innovative e di rilievo, come, ad esempio, i processi di conversione energetica, la valorizzazione dei sottoprodotti, l’agrivoltaico, la sicurezza e la salute sul lavoro e la gestione e il monitoraggio dei biosistemi agricoli e forestali e dell’ambiente.

  • Obiettivi

    Le competenze acquisite al termine del percorso formativo renderanno i dottori di ricerca idonei a ricoprire posizioni professionali e di ricerca con particolare riferimento agli ambiti energetico e ambientale, presso:

    • attività professionali di consulenza;
    • industrie di piccole medie e grandi dimensioni;
    • enti pubblici, incluse Agenzie e Autorità;
    • centri di ricerca pubblici e privati;
    • università.

    La scelta di focalizzare il dottorato sul tema dell’energia risponde alle richieste di un mercato in forte espansione e alla crescente domanda nei settori delle tecnologie a idrogeno, dei sistemi di accumulo dell’energia, delle energie rinnovabili e della fusione termonucleare. Quest’ultimo è un settore in cui il nostro paese è pioniere nel mondo e vede coinvolte industrie ad alta tecnologia italiane ed europee, centri di ricerca e università, già attivi in questo dottorato sia attraverso collaborazioni scientifiche sia con il finanziamento di borse di studio. Il repentino sviluppo tecnologico rende la figura del futuro dottore di ricerca fondamentale per diversi settori. A tal fine nel percorso formativo sono anche previsti sbocchi professionali e di ricerca creando contesti multidisciplinari nell’ambito del monitoraggio e controllo ambientale, dei biosistemi e delle tematiche agroambientali, vista la vocazione del territorio italiano, l’importanza del settore nel contesto economico nazionale e la posizione di leadership dell’Italia dal punto di vista scientifico e industriale.

  • Sbocchi lavorativi

    Le competenze acquisite al termine del percorso formativo renderanno i dottori di ricerca idonei a ricoprire posizioni professionali e di ricerca con particolare riferimento agli ambiti energetico e ambientale, presso:
    • attività professionali di consulenza;
    • industrie di piccole medie e grandi dimensioni;
    • enti pubblici, incluse Agenzie e Autorità;
    • centri di ricerca pubblici e privati;
    • università.
    La scelta di focalizzare il dottorato sui temi dell’energia e dell’ambiente risponde alle richieste di un mercato in forte espansione e alla crescente domanda nei settori delle tecnologie a idrogeno, dei sistemi di accumulo dell’energia, delle energie rinnovabili e della fusione termonucleare. Quest’ultimo è un settore in cui il nostro paese è pioniere nel mondo e vede coinvolte industrie ad alta tecnologia italiane ed europee, centri di ricerca e università, già attivi in questo dottorato sia attraverso collaborazioni scientifiche sia con il finanziamento di borse di studio. Il repentino sviluppo tecnologico rende la figura del futuro dottore di ricerca fondamentale per diversi settori. A tal fine nel percorso formativo sono anche previsti sbocchi professionali e di ricerca creando contesti multidisciplinari nell’ambito del monitoraggio e controllo ambientale, dei biosistemi e delle tematiche agro-ambientali, vista la vocazione del territorio italiano, l’importanza del settore nel contesto economico nazionale e la posizione di leadership dell’Italia dal punto di vista scientifico e industriale.

  • Requisiti di accesso

  • Referenti e contatti

    Coordinatore

  • Collegio docenti e altri organi

  • Bando di ammissione

    > Bando di ammissione e istruzioni per l’iscrizione qui.

  • Risultati e graduatorie

  • Tematiche di ricerca

    Il dottorato in Engineering for Energy and Environment dell’ Università degli Studi della Tuscia pone le tematiche della transizione energetica verde e della sostenibilità, sicurezza e salubrità dell’ambiente al centro del proprio progetto formativo, proponendo un approccio multidisciplinare allo sviluppo sostenibile.

    Il dottorato in Engineering for Energy and Environment mira a fornire un contributo significativo in particolare:
    • contribuendo all’aumento della della produttività del sistema paese grazie alla formazione di giovani estremamente qualificati in uno dei settori maggiormente in espansione e dal maggior potenziale di sviluppo socio-economico come quello della transizione energetica ed ambientale;
    • promuovendo gli investimenti sul capitale umano, ovvero nella formazione di tecnici altamente qualificati, anche da parte di imprese ed enti pubblici;
    • contribuendo attraverso le attività di ricerca e trasferimento tecnologico dei dottorandi al compimento della transizione ecologica.

    Le tematiche di ricerca alla base del dottorato in Engineering for Energy and Environment si collocano appieno all’interno della mission 2 “rivoluzione verde e transizione ecologica” del PNRR. L’interdisciplinarità del corso gli permette di contribuire significativamente a tutte le 4 componenti di questa missione:
    • C1: Agricoltura sostenibile ed Economia circolare,
    • C2: Energia rinnovabile, idrogeno, rete e mobilità sostenibile
    • C3: Efficienza energetica e riqualificazione degli edifici
    • C4: Tutela del territorio e della risorsa idrica
    Il curriculum in “Energy and Engineering Systems” focalizza la sua attenzione sulle componenti C2 e C3 con attività di ricerca e didattica incentrate sulla transizione energetica quali i sistemi di produzione, stoccaggio ed utilizzo dell’idrogeno, le fonti rinnovabili di energia, la cattura della CO2, l’efficienza energetica negli edifici e nelle attività industriali, la fusione termo-nucleare, l’energy harvesting e storage.

    Il curriculum in “Biosystems and environment” focalizza la sua attenzione sulle componenti C1 e C4 con attività di ricerca incentrate sul monitoraggio ambientale ed idrologico, sulla sicurezza ambientale, sull’agricoltura sostenibile e sull’economia circolare.

  • Elenco degli insegnamenti

    1. Advanced mathematics for engineering  30 ore  primo anno
    Il corso mira a fornire una preparazione avanzata relativamente agli strumenti matematici necessari allo svolgimento di attività di ricerca e sviluppo tecnologico nei campi caratterizzanti del dottorato. Questo corso fornirà nel contempo una base omogenea a tutti gli studenti del corso di dottorato, anche in presenza di studenti provenienti da diversi corsi di Laurea. Il programma è strutturato al fine di sviluppare la capacità di modellazione matematica dei fenomeni relativi ai sistemi energetici, all’ambiente ed ai biosistemi quali i processi fisico-chimici e termo-fluidodinamici relativi ai processi di conversione dell’energia, la dinamica degli inquinanti in atmosfera ed acqua, e la meccanica del continuo. Pertanto gli argomenti trattari riguarderanno le equazioni differenziali ed integro-differenziali, anche alle derivate parziali, l’analisi numerica e funzionale.
    2. Statistics  30 ore primo anno
    L’approfondita comprensione dei concetti di statistica è alla base dell’attività scientifica sperimentale e numerica. Il corso mira a fornire agli studenti gli strumenti statistici di base necessari alla valutazione dell’affidabilità, della ripetibilità e dell’accuratezza dei dati risultati dalle loro attività di analisi siano esse sperimentali o numeriche. Inoltre il corso si prefigge l’obiettivo di introdurre gli elementi di statistica avanzata volti all’analisi dei database di rilevanti dimensioni (e.g. big-data) oggi di sempre maggiore importanza nel campo dello sviluppo tecnologico e della ricerca scientifica.
    3. Advanced Experimental methods  15 ore secondo anno
    Part A-Title: Metrological rigor in data acquisition and AI biomechanics application
    Summary: The lesson (7.5 h) deals with metrological aspects associated with sensor systems for gathering measurements and their importance for the application of artificial intelligence. An overview of measurement applications in biomechanics will be also provided.
    Part B-Title: Optical spectroscopy techniques
    Summary: Some optical spectroscopy techniques (namely, vibrational spectroscopy methods) will be introduced and the theoretical basis and instrumentations will be presented along with an overview of sensing applications. Details about the related data analysis methods  and applications of interest of the students will be discussed during the (7.5h-) course.
    4. Non invasive measurements in environment  15 ore secondo anno
    Le misure ambientali sono di fondamentale importanza al fine di monitorare la qualità dell’ambiente in cui viviamo e di produrre un ambiente sempre maggiormente resiliente rispetto alle perturbazioni ed alle contaminazioni introdotte dalla attività antropiche. L’utilizzo di misure remote e non invasive permette di sviluppare reti di monitoraggio permanenti e su larga scala che garantiscono osservazioni scientifiche di grande valore. Le metodologie di misura, oltre a garantire un dato di qualità, non devono a loro volta costituire elementi di ulteriore deterioramento ambientale. Il corso mira quindi a fornire agli studenti le conoscenze necessarie a sviluppare reti e metodologie di misure non invasive in ambiente in grado di monitorare efficacemente sia la qualità dell’aria che dell’acqua e la sicurezza dei corsi d’acqua.
    5. Security in research infrastructures  15 ore secondo anno
    Lo sviluppo e l’organizzazione della ricerca si fondano su un sistema di infrastrutture sempre più complesse e articolate. Tali infrastrutture possono essere soggette ad eventi critici di varia natura in grado di comprometterne direttamente o indirettamente la sicurezza degli studenti e dei ricercatori universitari. Nella definizione di infrastrutture vengono considerati i laboratori chimici, biologici, fisici, e tutte quelle strutture a supporto della ricerca.
    Questo corso vuole dare gli elementi tecnico-scientifici per valutare i potenziali rischi connessi alla sicurezza dei ricercatori e degli studenti all’interno delle suddette infrastrutture.
    6. Environmental wellness  15 ore secondo anno
    Obiettivo del modulo formativo è quello di affrontare i principali fattori di rischio per la salute umana dovuti alla esposizione ai principali agenti fisici presenti nell’ambiente di vita (ambiente abitativo, ambiente esterno…) e di lavoro: dal rumore alle vibrazioni, dall’illuminazione al microclima nei diversi ambienti termici.
    Ciascun argomento sarà affrontato facendo riferimento alle normative ed alle conoscenze più avanzate e sarà sviluppato nell’ottica non solo della riduzione del rischio, ma dell’ottenimento delle migliori condizioni di benessere. Particolare attenzione sarà posta nella descrizione dei possibili sviluppi della ricerca nel settore.
    7. Advanced modeling in energy systems  15 ore terzo anno
    La modellazione dei sistemi energetici complessi è un elemento fondante del corso di dottorato in Engineering for Energy and Environment. Infatti le metodologie numeriche di modellazione permettono lo sviluppo di tecnologie innovative ad un minor costo e con maggiore velocità rispetto all’indagine sperimentale. Il corso ha il duplice obiettivo di:
    • fornire agli studenti la capacità di descrivere un processo di conversione di energia attraverso un modello matematico caratterizzato dal corretto equilibrio tra complessità, trattabilità matematica, ed accuratezza
    • fornire agli studenti gli strumenti numerici ed infornatici per la soluzione di tali modelli (e.g. metodologie CFD, soluzione di modelli multifisici).
    Le tematiche che verranno affrontate rigurardano la modellazione termochimica di sistemi energetici complessi (e.g. fuel cell) e la modellazione termofludidinamica di sistemi/processi di conversione energetica.
    8. Advanced modeling in mechanical systems  15 ore terzo anno
    La modellazione dei sistemi meccanici è un elemento fondante anche in un corso principalmente dedicato all’energia ed all’ambiente. Infatti i sistemi di conversione dell’energia molto spesso presentano significative problematiche dal punto di vista dello sviluppo dei materiali e termo-meccanico. Si pensi ad esempio alle complessità enormi generati dai carichi termici ed elttromagnetici nei reattori termonucleari a fusione. Il corso si propone l’obiettivo di
    • fornire agli studenti la capacità di descrivere un sistema meccanico attraverso un modello matematico caratterizzato dal corretto equilibrio tra complessità, trattabilità matematica, ed accuratezza
    • Fornire agli studenti gli strumenti numerici ed informatici per la soluzione di tali modelli con particolare riferimento all’analisi termo-struttura, fluido-strutturale ed elettromeccanica.
    9. Artificial intelligence  15 ore terzo anno
    Intelligenza artificiale e machine learning sono tecnologie cutting-edge e transdisciplinari che permettono enormi risultati in moltissimi campi della ricerca. I sistemi energetici e la salubrità ambientale non fanno eccezione. Da un lato queste metodologie permettono di analizzare gradi quantitativi di dati con grande efficacia, dall’altro permettono di sviluppare tecnologie intelligenti in grado di adattarsi autonomamente in un ambiente estremamente dinamico come ad esempio quello delle reti di distribuzione dell’energia. Il corso si pone l’obiettivo di fornire le basi relativamente alle metodologie di machine learning ed intelligenza artificiale (e.g.reti neurali, metodi di riduzione della complessità, online learning) che gli studenti possano applicare ai campi specifici di ricerca caratterizzanti il corso di dottorato.
    10. Corsi a scelta  30 ore primo anno terzo anno
    Modulo dedicato al riconoscimento delle attività di formazione svolte dai dottorandi per completare il proprio percorso coerentemente con le proprie tematiche di ricerca (e.g. corsi presso altri programmi di dottorato, corsi di formazione etc). La coerenza in termini di livello e di tematiche sarà valutata di volta in volta dal collegio.

Elenco di studenti e alumni