Presentazione

Il Dottorato di Ricerca in Scienze e Ingegneria per l’Ambiente e la Sostenibilità ha durata triennale ed esplora con i suoi tre curricula formativi tutti gli ambiti di intervento dell’Agenda ONU 2030, del Green Deal Europeo e del PNRR per garantire il pieno allineamento dei dottorandi con le sfide attuali e future della transizione ambientale. Il Dottorato è rivolto a laureati magistrali con la vocazione e la convinzione adatte ad affrontare tali sfide, partendo dallo studio attento dello stato attuale delle conoscenze per ricercare soluzioni innovative rispettose dell’ambiente e del benessere socio-economico. La possibilità di un continuo confronto con culture scientifiche diverse consentirà ai discenti di affrontare le tematiche di ricerca con un approccio olistico, quindi sia multidisciplinare che interdisciplinare, pur mantenendo un elevato livello di specializzazione. Il Dottorato di Ricerca in Scienze e Ingegneria per l’Ambiente e la Sostenibilità formerà professionisti in grado di operare in molteplici settori che spaziano dalla ricerca scientifica di base e applicata, alla progettazione e gestione di opere e impianti civili, alla produzione sostenibile di beni e servizi, alla pianificazione, monitoraggio e controllo per la Pubblica Amministrazione e le imprese private, introducendo innovazione tecnologica nell'ambito delle tematiche relative alla sostenibilità ambientale.

Obiettivi formativi

Il Dottorato di Ricerca in Scienze e Ingegneria per l’Ambiente e la Sostenibilità ha l’obiettivo di formare professionisti in grado di operare con un approccio olistico e multidisciplinare in settori diversi, dalla produzione di beni e servizi per imprese pubbliche o private, alla pianificazione, monitoraggio e controllo per la Pubblica Amministrazione, fino alla ricerca di base e applicata sui temi della sostenibilità ambientale e dell’innovazione tecnologica.

Il percorso formativo delineato dal Dottorato di Ricerca in Scienze e Ingegneria per l’Ambiente e la Sostenibilità dovrà consentire ai dottorandi di definire e proporre soluzioni realmente eco-compatibili, quantificare e validare la sostenibilità di scenari di gestione alternativi, studiare e validare innovazioni tecnologiche ed azioni di crescita.

Gli obiettivi guida saranno il contrasto al degrado ambientale, il miglioramento della gestione delle risorse naturali, la difesa del territorio reso fragile dagli effetti del cambiamento climatico.

In tal senso, il Dottorato opererà nell’ottica di rinnovare, in una visione avanzata, il patrimonio edilizio, infrastrutturale e delle reti, favorire il raggiungimento degli obiettivi in tema di riscaldamento globale e di produzione sicura di cibo e acqua, accelerare la definizione e attuazione di un percorso di decarbonizzazione, supportare l’ambizione tecnologica e l’esigenza di sostenibilità dell’industria, accrescere la compatibilità ambientale dei sistemi energetici e di mobilità rendendoli allo stesso tempo più resilienti, inclusivi, competitivi ed efficienti.

Curricula dottorali afferenti al Corso:

Risorse naturali, ambiente, agricoltura e alimentazione
Ingegneria Civile Sostenibile
Economia circolare di beni e servizi

Risorse naturali, ambiente, agricoltura e alimentazione

Gli ecosistemi terrestri, i mari e gli oceani sono una fonte di ricchezza naturale ed economica. È di fondamentale importanza assicurarne la conservazione e la gestione sostenibile.

I campi della ricerca del curriculum coprono le diverse sfere dell’analisi ambientale, dalla componente biotica a quella abiotica ed alle loro interazioni con diverse aree di intervento: protezione e ripristino della biodiversità e dei servizi ecosistemici, reti di monitoraggio e gestione sostenibile delle acque superficiali, sotterranee e costiere, controllo di qualità e riduzione dell'inquinamento di aria, acqua e suolo, riduzione del degrado dei suoli ed agricoltura sostenibile, economia blu, piani per la gestione dei rischi naturali e antropici, protezione e massimizzazione del ruolo multifunzionale delle foreste, ruolo dei sistemi terrestri per il raggiungimento degli obiettivi di neutralità climatica 2050, sicurezza alimentare e sostenibilità ambientale del sistema agroalimentare, sostenibilità competitiva del sistema produttivo.

Ambiti applicativi: il curriculum sviluppa e affronta temi e problematiche ambientali che interessano tutte le componenti della biosfera, con un livello di specializzazione che rende il dottorando capace di inserirsi in gruppi di ricerca altamente qualificati in strutture pubbliche e private, nazionali ed internazionali, sia su tematiche di base sia su quelle, fortemente interdisciplinari, collegate ad ambiente e sostenibilità. Il curriculum inoltre forma esperti in grado di fornire consulenza nel campo della sostenibilità ambientale e della gestione sostenibile delle risorse a realtà imprenditoriali che operano nei campi più diversi, dall’agroalimentare alle aziende che producono beni e servizi.

Keywords: risorse naturali, rischio ambientale, cambiamenti climatici, mitigazione, adattamento, biodiversità, monitoraggio, foreste, acque, agricoltura sostenibile, neutralità climatica, sicurezza alimentare.

Ingegneria Civile Sostenibile

La ricerca di frontiera riguardante approcci innovativi e sostenibili dei processi di progettazione, realizzazione, ripristino e gestione delle opere di Ingegneria Civile è fondamentale per la sostenibilità e la valorizzazione del territorio.

Per modellare l’ambiente costruito del futuro, per garantire un rapporto sostenibile tra le attività antropiche e l’ambiente naturale, per conservare il nostro patrimonio culturale e artistico e per assicurare una rete di infrastrutture moderne ed efficienti è necessario un approccio olistico, che si basi su conoscenze sia specifiche che trasversali e consenta il travaso di competenze da e con altre aree della conoscenza. Stanti gli attuali mutamenti economici, sociali e climatici, sicurezza, resilienza e sostenibilità dei sistemi antropizzati sono requisiti essenziali per garantire la qualità della vita delle generazioni future.

In questo contesto, il curriculum mira a sviluppare ricerche su temi relativi alla scienza e tecnologia dei materiali da costruzione, alla progettazione, manutenzione e recupero delle strutture, alla pianificazione, progettazione e gestione delle infrastrutture e delle reti, alla progettazione e sperimentazione di tecnologie edilizie di maggiore sostenibilità, alla pianificazione e gestione urbana, alla mobilità sostenibile, alla modellazione dei rischi naturali ed alla loro mitigazione, nonché alla modellazione e valutazione degli impatti ambientali.

Ambiti applicativi: progettazione di nuovi sistemi di infrastrutture civili, gestione e manutenzione di sistemi deteriorati, ripristino o ricostruzione di strutture danneggiate da disastri naturali o umani, salvaguardia del patrimonio naturale e del patrimonio culturale.

Keywords: Efficienza energetica degli edifici, Riqualificazione Urbana, Conservazione del Patrimonio Culturale, Tutela del territorio e della risorsa idrica, Mobilità sostenibile.

Economia circolare di beni e servizi

Le tematiche dell’Economia Circolare e della Decarbonizzazione sono alla base della transizione ecologica dell’Unione Europea.

È necessario un approccio sostenibile alla gestione di beni e servizi e dei relativi processi produttivi, che copra il loro intero ciclo di vita - quindi, gli stadi di progettazione (design e materiali), estrazione delle materie prime, produzione, utilizzo, trattamento di emissioni e gestione del fine vita - con l’adozione di tecnologie a basso impatto ambientale e di sistemi innovativi per un effettivo recupero di materie e risorse.

Temi specifici di particolare interesse saranno quelli della produzione affidabile e sostenibile di energia (soprattutto nelle sue forme rinnovabili, quali vento, onde, solare, geotermica, idroelettrica, da rifiuti), della efficienza energetica degli edifici (con sistemi innovativi attivi e passivi per il condizionamento edifici), della sostenibilità idrica (con azioni mirate alla riduzione dei consumi ed alla diversificazione delle fonti di approvvigionamento), di un avanzamento tecnologico dei processi di riciclo sin dalla fase di progettazione (“design for and from recycling”) fino alla definizione di nuovi percorsi di recupero di risorse, con vantaggi ambientali ed economici quantificabili.

Ci sarà un ricorso ampio a metriche di impatto ambientale innovative, quali Analisi del Ciclo di Vita (LCA), Valutazione della Sostenibilità (ambientale, economica e sociale) lungo il ciclo di vita (LCSA), Analisi del Flusso di Materie e Sostanze (MFA/SFA), Impronta Ecologica del Prodotto (PEF), Impronta del Carbonio (CF).

Ambiti applicativi: processi dell’industria manifatturiera ed energetica, sistemi di gestione ambientale, processi e tecnologie per il recupero di risorse dai prodotti a fine vita, monitoraggio e controllo ambientale

Keywords: economica circolare, ingegneria sostenibile, ecodesign, impronta ecologica dei prodotti, energia rinnovabile, waste-to-resource, analisi del ciclo di vita.

Sbocchi occupazionali e professionali

Il Dottorato di Ricerca in Scienze e Ingegneria per l’Ambiente e la Sostenibilità forma professionisti in grado di operare in settori diversi, da quello della produzione di beni e servizi per imprese pubbliche o private, a quello della pianificazone, monitoraggio e controllo per la Pubblica Amministrazione, fino al settore della ricerca di base e applicata sui temi della sostenibilità ambientale e dell’innovazione tecnologica.

Il profilo professionale che si mira a formare consente pertanto una pluralità di sbocchi occupazionali e professionali, che si riportano di seguito in un elenco che necessariamente non è esaustivo. Si osserva che i ruoli che si ritengono più adatti alla figura professionale formata, sono in coerenza con i tre curricula in cui si articola il Dottorato.

Progettista di beni e servizi, con particolare competenza nella selezione di materiali ad elevata compatibilità ambientale e di linee produttive sostenibili in termini di consumi di risorse (materie, acqua, energia, suolo) e di emissioni nei comparti ambientali.
Gestore di impianti e processi dell’industria agroalimentare e manifatturiera.
Gestore di impianti per la produzione di energia, con particolare competenza nel settore delle rinnovabili.
Gestore di impianti e processi per il recupero di materia e risorse dai rifiuti.
Responsabile dei sistemi di gestione qualità e ambiente in industrie e servizi.
Tecnico di Enti addetti al monitoraggio e controllo ambientale, anche per le procedure di AIA (autorizzazione integrata ambientale), VIA e VAS (valutazione di impatto ambientale e valutazione ambientale strategica).
Pianificatore a livello locale o nazionale per impiantistica di produzione di energia, di trattamento acque e rifiuti, di reti di mobilità, di reti strutturali.
Progettista di strutture e infrastrutture civili.
Esperto nella gestione e manutenzione di sistemi edili deteriorati, ripristino o ricostruzione di strutture e infrastrutture danneggiate da disastri naturali o umani.
Esperto per la salvaguardia del patrimonio naturale e del patrimonio culturale.
Consulente per la gestione sostenibile di risorse in aziende e realtà imprenditoriali che operano nei campi dell’agroalimentare, in quello dei servizi (mobilità, distribuzione di acqua e gas, mobilità).
Ricercatori (anche con funzioni di coordinamento) presso Università ed enti di ricerca pubblici o privati, nazionali ed internazionali, sia su tematiche di base sia su quelle, fortemente interdisciplinari, collegate ad ambiente e sostenibilità.

Obiettivi coerenti con il PNRR

Il Dottorato di Ricerca in Scienze e Ingegneria per l’Ambiente e la Sostenibilità fornirà agli allievi competenze e conoscenze in piena coerenza con gli obiettivi strategici del PNRR.

Le tematiche sviluppate nell’ambito dei tre curricula saranno coerenti in particolare con la missione denominata Rivoluzione Verde e Transizione Ecologica e vedranno impegnati gli allievi su temi dell’agricoltura sostenibile, della tutela e valorizzazione del verde urbano ed extraurbano, dell’economia circolare, della transizione energetica, della riqualificazione urbana, della conservazione del patrimonio culturale, della mobilità sostenibile, dell’efficienza energetica degli edifici, della salvaguardia delle risorse idriche, della protezione dell'ambiente dall'inquinamento e della gestione e valorizzazione dei rifiuti.

L’obiettivo è formare nuove figure di professionisti in grado di affrontare e migliorare la sostenibilità del sistema economico e assicurare una transizione verso una società ad impatto ambientale prossimo allo zero.

I temi oggetto di ricerca e formazione dei dottorandi saranno in linea con:

Efficienza energetica e riqualificazione degli edifici: sviluppo di sistemi innovativi per il riscaldamento/raffrescamento edifici; sperimentazione di nuovi materiali e tecnologie edilizie sostenibili; progettazione/manutenzione/recupero innovativo delle strutture; pianificazione e gestione urbana; conservazione del patrimonio culturale e artistico degli edifici.
Fonti di energia rinnovabile e di idrogeno: sviluppo di nuove tecnologie per lo sfruttamento di energia da fonti rinnovabili (eolico offshore, onde e correnti marine, solare, geotermica, idroelettrica, da rifiuti); sviluppo di tecnologie per la produzione di idrogeno (anche da rifiuti urbani e scarti industriali); proposte di semplificazioni nelle procedure di autorizzazione (Valutazione di Impatto Ambientale e Valutazione Ambientale Strategica).
Economia circolare e gestione dei rifiuti: sviluppo di tecnologie di progettazione (“design for recycling” e “design from recycling”) e di produzione sostenibile di beni e servizi; progetti innovativi per il trattamento e il riciclo di rifiuti provenienti da filiere strategiche; produzione di chemical blocks da substrati organici; sviluppo di nuove tecnologie di gestione dei rifiuti per raggiungere target elevati di quantità e qualità di risorse recuperate ed effettivamente reintrodotte nei cicli produttivi.
Tutela del territorio e della risorsa idrica: sviluppo di tecnologie per la sicurezza e la flessibilità (Smart Grid) delle infrastrutture idriche e per la riduzione delle perdite nei sistemi di distribuzione dell’acqua; approcci innovativi per la sicurezza del territorio attraverso interventi di prevenzione e mitigazione dei rischi geo-idrologici e di ripristino dopo gli impatti più significativi, per la rimozione dell’inquinamento delle acque e del terreno; sistemi avanzati di monitoraggio e previsione e nuove soluzioni IoT (Internet of Things) per ottimizzare l’osservazione in tempo reale e le conseguenti strategie di riduzione del rischio e relativi impatti sui sistemi naturali (terreni, acque superficiali e profonde) e di infrastrutture.
Agricoltura sostenibile: soluzioni innovative e sistemi di precisione per la gestione delle risorse del comparto agricolo ed agroforestale che riducano l’uso di risorse e le emissioni nocive nei comparti ambientali, favoriscano l’adattamento e la mitigazione climatica, massimizzino l’uso circolare degli scarti come ulteriore fonte di risorse ed energia per il settore agricolo, favoriscano l’intensificazione sostenibile della produzione, valorizzino le “nature-based solutions” per ridurre i costi della sostenibilità.
Tutela e valorizzazione del verde urbano ed extraurbano: progettazione delle aree naturali urbane, periurbane ed extraurbane volte a preservare e valorizzare naturalità, biodiversità e funzionalità ecologica; contributi al raggiungimento della neutralità climatica attraverso il sequestro di carbonio e la riduzione di inquinamento atmosferico; protezione del suolo e ripristino della sua funzionalità; aumento della connettività con aree rurali e aree protette.
Mobilità sostenibile: sviluppo di innovative soluzioni tecnologiche per la sicurezza stradale per migliorare la resilienza di ponti e viadotti, per lo sviluppo del sistema portuale per il miglioramento delle prestazioni economiche e strutturali, con una particolare attenzione alla riduzione delle emissioni inquinanti e all’utilizzo dell’idrogeno per la mobilità sostenibile.