Dottorato di Ricerca Dottorato di Ricerca in Scienze Fisiche e Ingegneristiche per l’innovazione e la sostenibilità (XLI Ciclo)
XLI
Descrizione
Il Dottorato di Ricerca in Scienze Fisiche e Ingegneristiche per l’innovazione e la sostenibilità dal 2022, opera in continuità con l’ispirazione e il progetto scientifico e formativo del dottorato di 16 cicli precedenti, aumentando il numero di membri e relative tematiche per cui la denominazione del corso (dal 2006, ciclo XXII, Dottorato di Ricerca in Fisica Tecnica Ambientale, dal 2013, ciclo XXIX, Dottorato di Ricerca in Scienze Fisiche e Ingegneria dell’Innovazione Industriale e Energetica), arrivando a coprire le seguenti aree:
1. Ingegneria Industriale e dell’Informazione (area CUN 09, 52,2% (12/23) dei componenti del collegio: Ingegneria energetica, termomeccanica e nucleare; Ingegneria meccanica, aerospaziale e navale; Ingegneria elettrica, elettronica e misure; Ingegneria delle telecomunicazioni e campi elettromagnetici; Ingegneria informatica)
2. Scienze Matematiche e Informatiche (area CUN 01, 17,4% (4/23): Matematica; Informatica)
3. Scienze Fisiche (area CUN 02 17,4% (4/23): Fisica sperimentale delle interazioni fondamentali; Fisica teorica della materia, modelli, metodi matematici e applicazioni)
4. Ingegneria Civile e Architettura (area CUN 08, 8,7% (2/23): Pianificazione e progettazione urbanistica e territoriale; Ingegneria strutturale e geotecnica)
5. Scienze Economiche e Statistiche (area CUN 13, 4,5% (1/23): Economia degli intermediari finanziari e finanza aziendale).
Di fatto, la ricerca in ingegneria industriale e dell’informazione richiede sempre più competenze avanzate di scienze matematiche, informatiche, fisiche, civili, economiche e statistiche. Ne sono un esempio le ricerche sullo sviluppo e integrazione di sistemi a fonti rinnovabili e celle a combustibile, di sistemi di misura, controllo, automazione e gestione, di analisi geotecniche e strutturali avanzate, di analisi urbanistiche e paesaggistiche, di studi sulle interazioni fondamentali e in genere di pianificazione / progettazione / gestione di sistemi innovativi e sostenibili, che si ritrovano nelle pubblicazioni, progetti, brevetti e riconoscimenti e attività dei centri dei membri del collegio come il Dipartimento di Scienze Ingegneristiche www.unimarconi.it/presentazione-dsi, il GAILIH “Generative Artificial Intelligence Learning and Innovation Hub” osservatorioiagen.unimarconi.it, lo SteEring “Interuniversity Center for Statistics for Engineering: Design, Quality and Reliability” centro-di-ricerca-interuniversitario-steering, il CARe “care-center-for-automotive-research-and-evolution, il CERITED “Centro di Ricerca per la Transizione Ecologica e Digitale, il Laboratorio delle Tecnologie Sostenibili, laboratori-di-ateneo, con test-rig di processi elettrochimici (e.g. batterie / supercondensatori / celle / elettrolizzatori) e termochimici (e.g. sorbenti / catalizzatori / combustione / pirolisi / gassificazione) dotato di alimentatori e banchi resistivi programmabili, EIS, GC, MS, TGA/DSC, etc. e server a cui docenti e ricercatori hanno accesso dotato di vari programmi (e.g. MATLAB, PYTHON, HYPERMESH, SOLIDEDGE, ASPEN, SIMAPRO) e altre strumentazioni di laboratorio e impianti pilota presenti nei vari enti con cui la Marconi, il DSI, etc. hanno accordi.
Il Dottorato ha l’obiettivo di dare una formazione rigorosa ed aperta, nella metodologia e nei contenuti, capace di rispondere alle esigenze e alle sfide di una società in evoluzione. Avvalendosi di metodologie e strumenti di insegnamento classici e innovativi, l’intendimento è sviluppare l’approccio multidisciplinare nella ricerca, indirizzando lo studio di ogni disciplina all’acquisizione di contenuti e tecniche specifici e, nel contempo, all’interdisciplinarietà, al coordinamento e all’interazione, alla visione d’insieme, alla definizione di un sapere articolato e complesso ma unitario, non frammentato in comparti autosufficienti ed autoreferenziali. Costante attenzione è anche rivolta agli sviluppi consolidati e in atto a livello nazionale e sovranazionale, e.g. europeo.
Per il conseguimento di detti fini, il Dottorato punta all’internazionalizzazione, favorendo l’inserimento di dottorandi stranieri e l’inserimento in attività di ricerca multidisciplinari presso numerosi enti e imprese nazionali e internazionali, utilizzando gli accordi in essere non solo con CNR/INFN www.inf.infn.it , ENEA www.enea.it , SNAM www.snam.it, il cui personale è anche membro del collegio, ma anche con i vari enti e imprese con cui USGM, DSI, GAILIH, SteEring, CARe e CERITED hanno accordi (e.g , ICI, www.icicaldaie.com, Hitachi, www.hitachi.com, www.bakerhughes.com) e i molteplici progetti di ricerca (SO-FREE, www.so-free.eu; LIFE3H, www.life3h.eu; LIFE2M www.life2m.eu, PNRR M2C2 e M4C2: Idrogeno Civitavecchia, GRAIL, SAIFIN, SPECTRA; etc.). Infine, membri del collegio svolgono attività di ricerca in centri internazionali quali l’INFN, il CERN di Ginevra ed il FERMILAB di Chicago (e.g. esperimenti CMS, NA62, Mu2e).
Obiettivi del corso
Il Dottorato intende promuovere la preparazione di ricercatori e professionisti capaci di essere fulcro di innovazione per l’industria e la società, di contribuire allo sviluppo di nuove conoscenze, di gestire progetti originali di ricerca e sviluppo, portando autonomamente a termine programmi di importanza strategica.
Per conseguire tale obiettivo, il Corso promuove e supporta una forte integrazione tra ricerca di base e applicata con un alto grado di interdisciplinarità, in linea con esigenze espresse in questo settore sia da istituzioni e realtà produttive esistenti (INFN, ENEA, SNAM, membri del collegio, Regioni/Comuni, e.g. Lazio, Abruzzo, Umbria, Enti e Autorità, e.g. CNR/INFN, ENEA, Sistemi Portuali, Imprese, e.g. SNAM, ICI, HITACHI, CFFT, Rampini, etc. partner di progetti congiunti) sia promuovendo spin off che creino nuove realtà produttive utilizzando non solo le strutture Marconi ma anche quelle di altri enti con cui USGM, DSI, GAILIH, CARe, SteEring, TLC, CERITED hanno accordi.
Tale multidisciplinarietà è concepita come inevitabile integrazione e sinergia tra le competenze ingegneristiche progettuali, energetiche ed informatiche con quelle di carattere fisico e matematico e quelle di ingegneria civile e architettura, al fine di promuovere un percorso capace di formare persone autosufficienti, sia nell’utilizzo di strumenti e metodi per la ricerca, sia di capacità di trasferimento di tali elevate competenze nell’ambito di innovazione di enti e di imprese.
Il dottorato intende quindi essere lo strumento per la formazione avanzata di professionisti in grado di muoversi all’interno dei futuri scenari tecnologici con una preparazione multidisciplinare in grado di gestire sotto tutti i punti di vista una produzione industriale e di servizi tecnologicamente avanzata, dove innovazione di prodotto e di processo si realizzano in modo integrato anche con il territorio e il costruito, con gestione di big data e con uno sguardo attento alla sostenibilità ed alla scienza di base, motore dell’innovazione.
Il dottorato ha contenuti formativi e di ricerca nelle tematiche strategiche per l’innovazione ad alto livello quali:
Valutazione, progettazione, misura, controllo, realizzazione, ottimizzazione, gestione e dismissione di materiali, processi, componenti, macchine, impianti e sistemi per produzione / conversione / trasformazione / stoccaggio / trasporto / distribuzione / uso dell’energia in ambito civile e industriale, con particolare riferimento alla produzione da risorse locali e rinnovabili, ai vettori energetici innovativi e alla tutela dell’ambiente; Studio delle proprietà fisiche, chimiche e termiche dei materiali comprendendo tecniche di additive manufacturing, eco-design, biomateriali, nanomateriali; Sistemi energetici per la mobilità; Certificazione energetica e ambientale; Illuminotecnica e acustica degli ambienti confinati e non confinati; Benessere termoigrometrico degli ambienti confinati; Pianificazione energetica e ambientale; Impatti ambientale dei sistemi (LCA, LCC, S-LCA); Reverse engineering, rapid prototyping, tecniche integrate di progettazione (Desing for X, DESS), Lean Six Sigma, test accelerati per previsione del decadimento; manutenzione predittiva; Automazione industriale e domotica; Qualità e sicurezza; Valutazione, progettazione, misura, controllo, realizzazione, ottimizzazione, gestione e dismissione di sistemi informatici e reti; Architetture informatiche di nuova generazione; Sistemi cloud e distribuiti; Ingegneria del software; Affidabilità e sicurezza; Basi di dati e basi di conoscenza; Digital Twin; Architetture innovative per il web; Elaborazione del linguaggio naturale; Apprendimento automatico; Basi di dati distribuite; Intelligenza artificiale e IA generativa; Sistemi di telecomunicazione wireless e reti di nuova generazione (5G, 6G, IoT); Sistemi satellitari; sistemi avanzati di controllo del traffico terrestre, aereo e satellitare; Smart Grids, Smart Cities and Social Innovation; Governo del territorio, pianificazione urbanistica e consumo di suolo; Mitigazione del rischio sismico del territorio e del costruito, Consolidamento e sostegno dei terreni, Tecniche di rilevamento per il monitoraggio del territorio, Vulnerabilità sismica di edifici e tecniche di intervento; Aspetti teorici e applicativi di fisica e matematica come Fisica delle alte energie e relativi apparati sperimentali; Fisica Matematica e applicazioni di interesse energetico e ingegneristico; Fisica Teorica delle interazioni fondamentali e applicazioni allo sviluppo di nuove tecnologie; Tecnologie innovative e sostenibili per sistemi di educazione frontale e a distanza.
Tutto ciò spiega il potenziale innovativo in termini di possibilità brevettuali associate a questa attività e di crescita personale dell’eventuale vincitore di questo dottorato.
Sbocchi occupazionali e professionali previsti
L’obiettivo del Dottorato è quello di formare esperti che, grazie alle competenze acquisite, siano in grado di guidare lo sviluppo dell’innovazione di processo e di prodotto nei vari ambiti industriali, civili e di ricerca. In tal senso i futuri Dottori di Ricerca, in possesso sia di competenze tecniche specialistiche che di capacità operative di gestione dello sviluppo dell’innovazione, si potranno inserire, ad esempio, come Innovation Manager, Energy Manager, Fleet Manager, Product Manager o all’interno di reparti di Ricerca e Sviluppo, Pianificazione, Progettazione, Produzione, Applicazione, Gestione, Controllo, Sicurezza di enti pubblici e/o privati, per, ad esempio, la progettazione e la gestione di impianti di produzione, distribuzione, stoccaggio e uso di materiali/apparati e energia e analisi e monitoraggio dell’impatto ambientale degli stessi; la razionalizzazione e l’ottimizzazione dell’uso delle risorse. Inoltre, grazie alle discipline inerenti ingegneria industriale e dell’informazione, l’Ingegneria Civile e Architettura, le scienze fisiche, matematiche, informatiche, economiche e statistiche i futuri Dottori avranno competenze in grado di garantire il possesso dei fondamenti cognitivi e conoscitivi di un decision-maker nel Settore Pubblico e Privato e, in generale, nelle attività di gestione delle trasformazioni urbane e industriali. Saranno in grado di progettare e implementare, in aderenza al quadro normativo esistente, i sistemi amministrativi e di management meglio rispondenti alle esigenze di una sua positiva funzionalità. Al fine di fornire una preparazione multidisciplinare, e grazie al connubio tra ricerca applicata e scienza di base, i futuri dottori di ricerca avranno la possibilità di apprendere le tecniche più avanzate di elaborazione dei dati e di analisi di processo, ampliando così le possibilità di occupazione in settori diversi. I futuri Dottori potranno quindi trovare occupazione presso Università, Centri di Ricerca pubblici o privati, industrie meccaniche, energetiche, automobilistiche e dell’informazione, aziende ed enti per la produzione e la conversione dell’energia e per la mobilità di persone e merci, imprese impiantistiche, industrie per l’automazione e la robotica, imprese manifatturiere in generale e nel contesto dei servizi, nella Pubblica Amministrazione e negli Enti locali. Particolare sviluppo occupazionale potrà essere dato anche al settore transazionale e dei servizi, sia per gli Enti pubblici che Privati, nonché nel settore delle Biotecnologie Applicate in ambito di innovazione tecnologica in Ingegneria Industriale e dell’Informazione, Ingegneria Civile e Architettura, Scienze Fisiche e Matematiche, Informatiche, Economiche e Statistiche. Inoltre, nel caso che i risultati ottenuti durante il dottorato portino allo sviluppo di prodotti/processi originali e spendibili sul mercato, sarà possibile partecipare da protagonisti alla creazione di brevetti, nuove imprese e spin-off-accademici in particolar modo attraverso il DSI, GAILIH, CARe, SteEring, TLC, CERITED della Marconi. Infatti, I temi di Ingegneria Industriale e dell’Informazione, Scienze Matematiche e Informatiche, Scienze Fisiche, Ingegneria Civile e Architettura e Scienze Economiche e Statistiche trattati nel dottorato trovano riscontro diretto, trasversale e/o indiretto in quasi tutte le politiche strategiche del PNRR. In particolare, trovano riscontro principale nella missione 2 rivoluzione verde e transizione ecologica (coprendo tutte le componenti di tale misura: M2C1: agricoltura sostenibile ed economia circolare; M2C2: energia rinnovabile, idrogeno, rete e mobilità sostenibile; M2C3: efficienza energetica e riqualificazione degli edifici; M2C4: tutela del territorio e della risorsa idrica); ma anche nella missione 1 digitalizzazione, innovazione, competitività, cultura e turismo (principale focus è sulla componente M1C2: digitalizzazione, innovazione e competitività nel sistema produttivo), nella missione 3 infrastrutture per una mobilità sostenibile (coprendo tutte le componenti di tale misura M3C1: investimenti sulla rete ferroviaria M3C2: intermodalità e logistica integrata), nella missione 4 Istruzione e Ricerca (coprendo tutte le componenti M4C1 ad esempio I. 3.4 “Didattica e competenze universitarie avanzate”, con lo sviluppo del LTS anche in remoto e per long term test e le tecniche di didattica e competenze avanzate, si veda progetto europeo RE-OPEN, e M4C2 ad esempio con lo sviluppo di brevetti e spin-off). Inoltre, alcuni punti di forte connessione si ritrovano nei temi generali della “Crescita intelligente. Sostenibile ed inclusiva” della “Coesione sociale e Territoriale”, della “Salute e resilienza economica, sociale ed istituzionale”, della “Transazione del verde”, della “rigenerazione urbana”.
Coerenza con gli obiettivi del PNRR
I temi di Ingegneria Industriale e dell’Informazione, Ingegneria Civile e Architettura e Scienze Fisiche e Matematiche trovano riscontro diretto, trasversale e/o indiretto in quasi tutte le politiche strategiche del PNRR. In particolare, trovano riscontro principale nella missione 2 rivoluzione verde e transizione ecologica (coprendo tutte le componenti di tale misura: M2C1: agricoltura sostenibile ed economia circolare; M2C2: energia rinnovabile, idrogeno, rete e mobilità sostenibile; M2C3: efficienza energetica e riqualificazione degli edifici; M2C4: tutela del territorio e della risorsa idrica); ma anche nella missione 1 digitalizzazione, innovazione, competitività, cultura e turismo (principale focus è sulla componente M1C2: digitalizzazione, innovazione e competitività nel sistema produttivo), nella missione 3 infrastrutture per una mobilità sostenibile (coprendo tutte le componenti di tale misura M3C1: investimenti sulla rete ferroviaria M3C2: intermodalità e logistica integrata), nella missione 4 Istruzione e Ricerca (coprendo tutte le componenti M4C1 ad esempio con lo sviluppo del laboratorio del dottorato anche in remoto e per long term test, si veda progetto europeo RE-OPEN e M4C2 ad esempio con lo sviluppo di brevetti e spin-off). Inoltre, alcuni punti di forte connessione si ritrovano nei temi generali della “Crescita intelligente. Sostenibile ed inclusiva” della “Coesione sociale e Territoriale”, della “Salute e resilienza economica, sociale ed istituzionale”, della “Transazione del verde”. Una particolare attenzione nel dottorato sarà data (in piena coerenza con gli obiettivi del PNRR che dedica al settore numerosi investimenti) al tema della “rigenerazione urbana”, intesa come uno strumento volto a “ridurre situazioni di emarginazione e degrado sociale nonché di migliorare la qualità del decoro urbano oltre che del contesto sociale e ambientale”, ed a quello della definizione di strumenti (come i Piani Urbani Integrati) che possano prevedere “una pianificazione urbanistica partecipata, con l’obiettivo di trasformare territori vulnerabili in città smart e sostenibili, limitando il consumo di suolo edificabile” (cit. PNRR).
Composizione
Il collegio di dottorato è composto da 17 membri interni (professori strutturati Marconi), 1 esterno universitario, 2 membri INFN e 2 membri ENEA e 1 membro SNAM per il totale di 23 membri.
Coordinatore
Orecchini Fabio
Professore Ordinario in Sistemi per l’energia e l’ambiente (IIND-06/B)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Collegio dei docenti
Arcidiacono Gabriele
Professore Ordinario in Progettazione Meccanica e Costruzione di Macchine (IIND-03/A)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Bellone Cinzia Barbara
Professore associato in Tecnica e pianificazione urbanistica (CEAR-12/A)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Bocci Enrico
Professore Associato in Sistemi per l’energia e l’ambiente (IIND-06/B)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Citti Paolo
Professore straordinario in Progettazione Meccanica e Costruzione di Macchine (IIND-03/A)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Del Pero Francesco
Ricercatore a t.d. in Progettazione Meccanica e Costruzione di Macchine (IIND-03/A)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
De Luca Ernesto William
Professore Associato in Sistemi di elaborazione delle informazioni(ING-INF/05)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Di Matteo Umberto
Professore Associato Confermato in Fisica tecnica ambientale (IIND-07/B)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Fallucchi Francesca
Professore Associato in Informatica (INFO-01/A)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Garinei Alberto
Professore Ordinario in Misure meccaniche e termiche (IMIS-01/A)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Giuliano Romeo
Professore Associato in Telecomunicazioni (IINF-03/A)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Iazeolla Carlo
Professore Associato in Fisica matematica (MATH-04/A)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Lirer Stefania
Professore Ordinario in Geotecnica (CEAR-05/A)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Martini Matteo
Professore Associato in Fisica sperimentale delle interazioni fondamentali e applicazioni (PHYS-01/A)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Meola Sabino
Professore Associato in Fisica sperimentale delle interazioni fondamentali e applicazioni (PHYS-01/A)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Rinaldi Fabio
Professore Associato in Analisi matematica (MATH-03/A)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Viaggiu Stefano
Professore Associato in Fisica matematica (MATH-04/A)
Università degli Studi Guglielmo Marconi
Gennaro Alessandro
Professore Associato in Finanza aziendale (ECON-09/A )
Università degli Studi ROMA “La Sapienza”
Giovannella Simona
Prima Ricercatrice, Laboratori Nazionali di Frascati dell’INF
Happacher Fabio
Dirigente di Ricerca in servizio ai Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) dell’INFN.
Barisano Donatella
Ricercatore Senior presso Enea Trisaia Research Center
Bassano Claudia
Ricercatrice presso ENEA nel Dipartimento TERIN (Tecnologie Energetiche e Fonti Rinnovabili)
Stendardo Stefano
Ricercatore presso SNAM
Attività formative
Attività Formativa erogata da docenti del Collegio docenti del Phd
Elenco documenti (ad accesso interno)
- Regolamento per l’elezione dei Rappresentanti dei Dottorandi
- Regolamento Comitato Consultivo
- Documento di Sintesi annuale
Dottorandi
- Carlucci Nicola, Sviluppo di sistemi predittivi e comparativi per analisi LCA di prodotti e processi industriali.
Tutor: Gabriele Arcidiacono e Francesco Del Pero - Limami Qamar, Optimization of hydrogen refueling station model: an integrated approach to energy efficiency and environmental impact.
Tutor: Enrico Bocci - Ferruzi Yuri, Sviluppo e ottimizzazione dei materiali impiegati in processi termo-elettrochimici per la produzione e l’utilizzo dell’idrogeno.
Tutor: Enrico Bocci - Antonino Riccardo, Oltre la fotogrammetria.
Tutor: Francesca Fallucchi - Forlani Filippo, Previsione dell’evoluzione di frane per eventi idrogeologici.
Tutor: Stefania Lirer - Gozzi Manuel, Approcci neuro-simbolici explanability AI and beyond.
Tutor: Francesca Fallucchi - Terlizzi Francesco, Adaptive sensors network.
Tutor: Romeo Giuliano - Tomeo Antonello, Architetture innovative per reti di sensori sicure e sostenibili in scenari 6G.
Tutor: Romeo Giuliano - Varani Elisa, Cosmologie alternative.
Tutor: Stefano Viaggiu e Carlo Iazeolla