Dottorato di Ricerca

Dottorato di Ricerca in Scienze Fisiche e Ingegneristiche per l’innovazione e la sostenibilità (XL Ciclo)

Descrizione

Il Dottorato di Ricerca in Scienze Fisiche e Ingegneristiche per l’innovazione e la sostenibilità opera in continuità con l’ispirazione e il progetto scientifico e formativo dello stesso dottorato dei cicli precedenti. In particolare, dal 2006 (ciclo XXII) con il Dottorato di Ricerca in Fisica Tecnica Ambientale, dal 2013 (ciclo XXIX) con il Dottorato di Ricerca in Scienze Fisiche e Ingegneria dell’Innovazione Industriale, dal 2022 (ciclo XXXVIII) con il Dottorato di Ricerca in Scienze Fisiche e Ingegneristiche per l’innovazione e la sostenibilità, aumentando, negli anni, il numero di docenti strutturati coinvolti e relative tematiche, arrivando a svolgere attività di alta formazione e di ricerca scientifica nelle seguenti aree/curricula (e relative analisi tecniche, economiche, sociali e ambientali):

Ingegneria Industriale e dell’Informazione (area CUN 09, 50% 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)
Scienze Fisiche (area CUN 02, 17%: Fisca delle interazioni fondamentali)
Scienze matematiche e informatiche (area 01, 16%: Matematica; Informatica)
Ingegneria civile e architettura (area CUN 08, 13%: Pianificazione e progettazione urbanistica e territoriale; ingegneria strutturale e geotecnica)
Scienze Economiche e Statistiche (area CUN 13, 4%: Economia aziendale).

Di fatto, la ricerca in ingegneria industriale e dell’informazione richiede sempre più competenze avanzate di scienze fisiche, matematiche, informatiche, economiche e statistiche e, per quanto riguarda l’applicazione nel territorio, di Ingegneria Civile e Architettura. Ne sono un esempio le ricerche sullo sviluppo e integrazione di sistemi a fonti rinnovabili, idrogeno 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 dei membri del collegio del dottorato e nelle relative attività portate avanti dal Dipartimento di Scienze Ingegneristiche (DSI), Dipartimento di Scienze Economiche e Aziendali (DSEA), Centro di Ricerca per la Transizione Ecologica e Digitale (CERITED) a cui afferiscono membri del dottorato sia sperimentalmente, tramite il laboratorio con il test rig di processi elettrochimici (e.g. batterie/supercondensatori/celle a combustibile/elettrolizzatori) e di processi termochimici (e.g. condizionamento, pirolisi, gasssificazione), sia simulativamente, tramite il server a cui docenti e ricercatori hanno accesso dotato di vari programmi (e.g. ASPEN, SIMAPRO).

Obiettivi del corso

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 di insegnamento sia classiche che innovative e di strumenti sia tradizionali che tecnologicamente avanzati, 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, europeo in particolare, onde analizzare le prospettive e le linee di tendenza più marcate nei vari ambiti di interesse. 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 di ricerca nazionali e internazionali, utilizzando gli accordi in essere con i principali centri di ricerca nazionali e internazionali (USGM, DSI, e CERITED hanno accordi con il CNR/INFN e l’ENEA, membri del collegio, ma anche con vari enti di ricerca nazionali e internazionali) e i molteplici progetti di ricerca (e.g. BLAZE su impianti a biomasse residuali e celle a combustibile, GICO su sistemi per la cattura, conversione e uso della CO2 per generazione di biocombustibili, SO-FREE su celle a combustibile a ossidi solidi, LIFE3H su 3 Hydrogen Valley in Lazio, Abruzzo e Umbria, Idrogeno Civitavecchia su fotovoltaico e elettrolisi). Infine, i membri del collegio svolgono attività di ricerca in centri internazionali quali il CERN di Ginevra ed il FERMILAB di Chicago (e.g. esperimenti CMS, NA62, Mu2e).

Sbocchi occupazionali e professionali previsti

Il Dottorato intende promuovere la preparazione di professionisti capaci di essere fulcro di innovazione per l’industria e la società, di contribuire allo sviluppo di nuove conoscenze, di presentare e 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 interdisciplinarietà, con particolare attenzione sia verso enti e realtà produttive attive in questo settore (si vedano le varie collaborazioni nei vari progetti di ricerca e convenzione dei membri del collegio come ad esempio SolydEra www.solydera.com, Walter Tosto www.waltertosto.it, Enereco www.enereco.com partner del progetto BLAZE; ICI www.icicaldaie.com, Calida www.calida-cleantech.de, Marion www.mariontechnologies.com, Tecnalia www.tecnalia.com, FZJ www.fz-juelich.de, IRIS www.irissrl.eu partner del progetto GICO; AVL www.avl.com, Fraunhofer www.fraunhofer.de, Elcogen www.elcogen.com, Kiwa www.kiwa.com, PGE www.gkpge.pl partner del progetto SO-FREE, Snam www.snam.it, Rampini www.rampini.it partner del progetto LIFE3H; Toyota, Ferrari, Bonfiglioli, Magaldi, Ansaldo, Baker Hughes, CFFT, Almawave, NTT data, Idea-re del comitato consultivo) e sia verso la ricerca di possibili spin off che possano essere sviluppati nell’ambito del dottorato stesso creando così nuove realtà produttive al momento inesistenti (utilizzando non solo il laboratorio Marconi, quale struttura operativa di questo dottorato, ma anche il recente centro Marconi Innovation Hub, l’Interuniversity Center for Statistics for Engineering: Design, Quality and Reliability (SteEring), il Center for Automotive Research and evolution (CARe) e le strutture di altri enti con cui USGM o direttamente il DSI, il DSEA e il 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 a architettura, al fine di promuovere un percorso capace di formare persone quanto più possibili 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 impresa. In particolare, il dottorato intende essere lo strumento per la formazione avanzata di professionisti in grado di muoversi all’interno dei futuri scenari tecnologici nei vari contesti (macchine e sistemi per l’energia e l’ambiente, ingegneria aeronautica, aerospaziale e navale, fisica tecnica, misure, progettazione industriale, costruzioni meccaniche e metallurgia, telecomunicazioni, pianificazione e progettazione urbanistica e territoriale, fisica delle alte energie, analisi funzionale) 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 realizza in modo integrato anche con il territorio e l’ambiente, con gestione di big data e con uno sguardo attento alla sostenibilità ed alla scienza di base, motore dell’innovazione.

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 18 membri interni (professori strutturati Marconi), 2 membri INFN e 2 membri ENEA e 1 membro SNAM per il totale dei seguenti 23 membri:

Attività formative

Programma delle attività formative

Corso su KNIME Analytics Platform – 26 giugno 2025

Elenco documenti (ad accesso interno)

Regolamento per l’elezione dei Rappresentanti dei Dottorandi
Regolamento Comitato Consultivo
Documento di Sintesi annuale

Lista studenti

Trussoni Luca Giovanni, Sviluppo e verifica sperimentale di modelli e algoritmi innovativi di gestione multi-obiettivo di stazioni di rifornimento a idrogeno, DOT17D3595 – 3.3 dottorati innovativi (DM 630) – 13702, CUP C87G24001020001
Palacios Aparicio Juan Diego, Sviluppo di nuovi processi di produzione di combustibili sintetici da biogenic waste ed elettricità valutando l’upscaling delle tecnologie innovative e la sostenibilità ambientale, DOT17D3595 – 3.3 dottorati innovativi (DM 630) – 13715, CUP C87G24001040001
Hafiz Sohaib Muhammad, Sviluppo di nuovi processi di produzione di idrogeno valutando l’upscaling delle tecnologie innovative e la sostenibilità ambientale, DOT17D3595 – 3.3 dottorati innovativi (DM 630)- 13719, CUP C87G24001030001
Lorenzo Canaroli, Sviluppo di metodologie integrate per l’aumento delle capacità funzionali del processo di Additive Manufacturing facendo uso di strategie integrate di stampa, monitoraggio e analisi dati; valutazione dei relativi effetti sul profilo di sostenibilità dei processi, DOT17D3595- 3.3 dottorati innovativi (DM 630)- 13963
Senesi Paolo, Studio applicativo sul Metaverso Industriale per l’Innovazione nello Human-Centered Design.
De Marco Massimiliano, Sviluppo di metodologie integrate per l’aumento delle capacità funzionali del processo di Additive Manufacturing facendo uso di strategie integrate di stampa, monitoraggio e analisi dati; valutazione dei relativi effetti sul profilo di sostenibilità dei processi/prodotti.
Coletti Silvano, Positioning the Multiscale Phenotypic Interactome: A New Paradigm for Real-Time Multimodal Health Monitoring
Lattanzi Annalisa, La sostenibilità nella partecipazione dei cittadini nel progetto urbano
Ligi Alessandro, Metodi di valutazione di sistemi di aiuto alla didattica basati sull’AI