Scienze dell'Ingegneria

Membri afferenti a Unife

• Stefano Alvisi
• Alessandra Aprile
• Andrea Balbo
• Gaetano Bellanca
• Denis Benasciutti
• Elena Benvenuti
• Valerio Caleffi
• Andrea Conti
• Giorgio Dalpiaz
• Raffaele Di Gregorio
• Patrizio Fausti
• Vincenzo Fioravante
• Annalisa Fortini
• Marco Franchini
• Gian Luca Garagnani
• Marco Gavanelli
• Evelina Lamma
• Paolo Livieri
• Mattia Merlin
• Fabio Minghini
• Francesco Mollica
• Emiliano Mucchi
• Maddalena Nonato
• Piero Olivo
• Alberto Pellegrinelli
• Francesco Pompoli
• Nicola Prodi
• Antonio Raffo
• Fabrizio Riguzzi
• Raffaella Rizzoni
• Leonardo Schippa
• Silvio Simani
• Pier Ruggero Spina
• Cesare Stefanelli
• Alessio Suman
• Mauro Tortonesi
• Roberto Tovo
• Velio Tralli
• Nerio Tullini
• Alessandro Valiani
• Giorgio Vannini
• Mauro Venturini
• Paola Verlicchi
• Cristian Zambelli

Il Corso di Dottorato di Ricerca in Scienze dell’Ingegneria, già istituito presso l’Università di Ferrara in forma non associata, è attivo da più di due decenni e ha portato con successo alla formazione di figure di Dottori di Ricerca di elevata qualificazione scientifica ed alta specializzazione che hanno trovato sbocco occupazionale a brevissimo termine sia nella carriera universitaria che negli enti di ricerca o nelle imprese. Il presente progetto rappresenta la naturale evoluzione di tale Dottorato nel quadro della normativa vigente (DM226/2021 e delle relative linee guida). Il Corso è triennale ed ha come scopo primario la formazione di dottori di ricerca ad alta qualificazione e specializzazione nel campo delle scienze strettamente correlate alla disciplina dell’Ingegneria nelle sue diverse declinazioni. A questo scopo il Corso è articolato in tre diversi curricula: 1) Ingegneria Civile; 2) Ingegneria Industriale; 3) Ingegneria dell’Informazione, che aggregano ciascuno un’area dell’Ingegneria culturalmente omogenea per tematiche di ricerca, bagaglio culturale, e metodologie. Sottende alla formazione dei dottorandi un collegio a cui afferiscono docenti dell’ateneo del Dipartimento di Ingegneria, e in misura molto minore del Dipartimento di Matematica e Informatica, con attestata alta qualificazione scientifica nonché elevata capacità propositiva di temi di ricerca attinenti alla ricerca di base ed applicata, nonché al trasferimento tecnologico. 

Il collegio ha il compito di definire il progetto formativo e di aggiornarlo costantemente in relazione all’evoluzione scientifico-tecnologica delle aree di riferimento, anche

consultando parti esterne interessate e Dottori di Ricerca che hanno ultimato il ciclo. Lo stesso collegio pubblicizza in opportune sedi, anche a livello internazionale, il Corso di Dottorato e supervisiona la selezione dei dottorandi in ingresso, coerentemente con gli obiettivi del Corso, anche in relazione a progetti di ricerca a tematica strettamente vincolata  (usualmente connessi a progetti di ricerca finanziati di cui i docenti componenti del collegio sono responsabili), e a temi di ricerca sviluppati in collaborazione con le imprese. Il collegio nomina i supervisori (tutor e co-tutor) dei dottorandi e delle dottorande, evitando ogni accentramento che impedirebbe ai singoli tutor un’efficace supervisione della ricerca. L’elevato numero di docenti del collegio (tipicamente intorno ai 45 negli ultimi cicli) facilita questo aspetto e nel contempo garantisce che ci possa essere un numero sufficientemente elevato di dottorandi e dottorande (tipicamente dell’ordine di 30 sui 3 cicli attivi) in modo che essi stessi formino una cospicua comunità scientifica dove il continuo scambio può facilitare le attività di ricerca creando un ambiente fertile.

Inoltre, lo stesso collegio avvia processi di monitoraggio delle attività di ricerca e dei risultati relativi, nonché delle attività didattiche in ambito dottorale al fine di poter introdurre processi di miglioramento delle prestazioni del Corso stesso. In particolare, il collegio nomina una commissione didattica costituita dal Coordinatore ed un docente per ognuno dei 3 curricula,  che ha il compito di formulare e verificare l’offerta didattica. Inoltre il collegio nomina un gruppo AQ (Assicurazione della Qualità) costituito dal Coordinatore, due docenti del collegio ed un rappresentante dei dottorandi, che ha il compito di monitorare l’andamento del Corso di dottorato in tutti i suoi aspetti, tenendo conto dell’opinione dei dottorandi e delle parti interessate, che vengono consultate almeno una volta l’anno. Al gruppo AQ spetta il compito di formulare e proporre al collegio idonee azioni volte a migliorare la performance del dottorato.

I Dottorandi, sviluppano il loro tema di ricerca triennale usufruendo delle strutture e dei laboratori del Dipartimento di Ingegneria, in un ambiente di ricerca dinamico e collaborativo, potendo prevedere anche percorsi interi o periodi durante il proprio percorso di formazione presso le numerose imprese e istituzioni estere europee ed extraeuropee di alta qualificazione scientifica con le quali i docenti del collegio hanno collaborazioni attive e continuative.  

Obiettivo del Corso di Dottorato di ricerca in Scienze dell'Ingegneria è la formazione di figure di elevata qualificazione, in grado di esercitare attività di ricerca specifica, attuale, e qualificata e/o in grado di concepire e realizzare progetti di ricerca applicata e di innovazione tecnologica nelle diverse branche dell’Ingegneria. La formazione dei Dottori di ricerca è orientata all'impiego in strutture di ricerca scientifica avanzata, sia di base sia applicata, in diversi settori dell'ingegneria e in diversi ambiti, che spaziano dalle Università agli enti di ricerca pubblici e privati, dalla pubblica amministrazione alle società di servizi e la libera professione, e includono le imprese con particolare riferimento ai settori che richiedono un alto grado di innovazione tecnologica. Complessivamente il corso di dottorato si prefigge di (i) educare i dottorandi ai principi di base della ricerca scientifica sia di base che applicata con particolare attenzione al trasferimento tecnologico e allo sviluppo della conoscenza e delle tecnologie nel campo dell’ingegneria; (ii) sviluppare la capacità di cooperare in gruppi di ricerca anche internazionali e in stretto collegamento con la ricerca industriale per raggiungere prefissati obiettivi; (iii) curare la formazione di personale di ricerca altamente specializzato e qualificato nel campo delle moderne metodologie e tecnologie inerenti alle diverse aree dell’ingegneria, anche in relazione agli obiettivi del PNRR. (iv) sviluppare la capacità di analizzare la letteratura scientifica, di pianificare e redigere lavori scientifici originali e di comunicare i propri risultati in consessi specialistici (congressi, workshops, scuole avanzate), nonché quella di sviluppare tutele dei principi innovativi della ricerca in forma di brevetto. A tal fine si prevedono attività didattiche trasversali (comuni ad altri dottorati), generali (specifiche del Dottorato ma di interesse per tutti i curricula) e specifiche (per il singolo curriculum) in forma di minicorsi e seminari, ed un programma di ricerca individuale concordato con il tutor che assume il ruolo di supervisione della ricerca durante tutto il corso di dottorato, eventualmente coadiuvato da un secondo docente o esperto esterno con funzione di co-tutor. Per i percorsi dottorali in collaborazione con le aziende (dottorato industriale), il co-tutor è di norma aziendale, e deve avere alta qualificazione scientifica coerentemente col tema dottorale. Il programma di ricerca verte su un tema specialistico, possibilmente di frontiera nell'ambito della ricerca internazionale in una delle tre macro-aree dell’Ingegneria che fanno riferimento agli altrettanti curricula in cui il Corso di Dottorato è articolato. Eventuali attività didattiche individuali possono essere incentivate per acquisire competenze specifiche e/o colmare lacune culturali in relazione al programma individuale di ogni Dottorando.  

L’obiettivo finale del percorso triennale è l’acquisizione, da parte del dottorando, della capacità di riassumere in forma di dissertazione scritta il proprio lavoro di ricerca, e ove quest’ultima sia valutata positivamente da due valutatori esterni, di difendere le proprie tesi in un contradditorio con una commissione d’esame costituita anche su base internazionale. La dissertazione finale dovrà essere scritta, di norma, in lingua inglese, e dovrà, almeno in parte, costituire materia meritevole di pubblicazione su riviste specializzate o di presentazione a congressi e workshop nazionali ed internazionali. Come ulteriore obiettivo, il Dottorato in Scienze dell’Ingegneria, incoraggia fortemente percorsi di co-tutela o titolo congiunto con Università estere al fine di rendere maggiormente preparati i Dottori di Ricerca alle sfide complesse che la ricerca presenta in campo internazionale.

Gli sbocchi occupazionali previsti per il dottorato di ricerca in Scienze dell’Ingegneria sono diversificati e comprendono: (1) in primis la carriera accademica nelle Università pubbliche sul territorio nazionale. La formazione dottorale costituisce, in questo caso, un requisito sostanzialmente irrinunciabile per intraprendere proficuamente tale carriera, preparandosi ad entrare nel mondo della ricerca universitaria con una preparazione scientifica adeguata a competere con successo nel competitivo panorama internazionale della ricerca. Queste figure diventano cruciali per garantire un adeguato ricambio generazionale del personale universitario di ricerca; (2) l’accesso alle posizioni post-dottorali anche nelle Università estere e/o relative a bandi competitivi europei od extraeuropei. A questo fine i dottorandi sono preparati a lavorare in contesti internazionali favorendo periodi di ricerca presso istituzioni estere di alta qualificazione; (3) l’impiego in enti di ricerca non universitari, in particolare quelli maggiormente votati alla ricerca pura ed applicata in contesti mirati alle tecnologie innovative; (4) l’impiego o la collaborazione con aziende ed industrie sia in ambito nazionale ed internazionale, che regionale al fine di potenziare verso l’innovazione il tessuto produttivo. A questo fine è cruciale offrire figure professionali che, attraverso un’adeguata preparazione sulle tecnologie ed un atteggiamento propositivo ed innovatore possano promuovere il trasferimento tecnologico; (5) altri sbocchi occupazionali previsti sono nelle società di servizi e negli studi professionali di ingegneria, che possano mettere a frutto competenze specifiche acquisite dai dottorandi su tematiche attuali e ad alto contenuto specialistico, quali quelle affrontate dai dottorandi nel loro percorso.

Il progetto dottorale che caratterizza, nel suo insieme, il Corso in Scienze dell’Ingegneria è fortemente indirizzato alla formazione di persone votate alla ricerca applicata e all’innovazione tecnologica nelle diverse branche dell’Ingegneria. L’insieme delle tematiche da cui emerge il tema specifico del percorso dottorale del singolo dottorando rispecchia le competenze dei docenti che compongono il collegio, afferenti per la quasi totalità al Dipartimento di Ingegneria di Ferrara. La struttura del dipartimento, ripartita su tre branche, si riflette inevitabilmente sul corso di dottorato che risulta articolato in tre diversi curricula (Ingegneria Civile, Ingegneria Industriale, Ingegneria dell’Informazione) che aggregano ciascuno un’area dell’Ingegneria culturalmente omogenea per tematiche e metodologie. Tale articolazione permette di individuare temi attuali (o di frontiera) e sufficientemente specifici e focalizzati nonché una ottimale gestione delle borse a tematica vincolata. L’articolazione in curricula non ostacola il possibile sviluppo di tematiche interdisciplinari. 

La formazione dei dottorandi potrà svolgersi nell’ambito delle seguenti tematiche: 

Modellistica numerica delle equazioni della meccanica dei fluidi e sue applicazioni nell’ambito dell’ingegneria civile ed ambientale; bio-fluidomeccanica. Reti idriche: gestione ottimale dei sistemi acquedottistici; simulazione idraulica e analisi dei sistemi di distribuzione idrica; modellazione dei consumi idrici. Chimica fisica di acque reflue; trattamenti di rimozione; rischio ambientale da microinquinanti; potabilizzazione. Rilevamento topo-cartografico; tecniche e strumentazioni di rilievo (GNSS, laser scanner, fotogrammetria da drone, camere multispettrali). Valutazione di immobili, investimenti, impianti, imprese. Giudizi di valore e di convenienza economica. Valutazioni economico-ambientali. Infrastrutture viarie; arginature, filtrazione e sifonamento, protezione spondale, subsidenza; consolidamento dei terreni. Modelli strutturali, costitutivi e computazionali lineari e nonlineari per materiali elasto-plastici, fratturati, micro-strutturati e materiali innovativi; meccanobiologia; analisi multirischio. Modellazione in campo non lineare; riabilitazione strutturale; materiali innovativi per il recupero di strutture portanti; sistemi misti; valutazione di fragilità sismica; prove sperimentali di capacità portante e duttilità.

Metodologie previsionali acustiche e vibro-acustiche per il controllo/riduzione del rumore, caratterizzazione di materiali innovativi e ottimizzazione acustica degli ambienti. Energetica e benessere negli edifici. Caratteristiche tipo-morfologiche della Città Sana e Rigenerazione Urbana.

Dinamica e vibrazioni dei sistemi meccanici: analisi ed ottimizzazione NVH con metodi avanzati numerici e sperimentali; diagnostica e prognostica vibrazionale. Dinamica del veicolo. Analisi e sintesi di meccanismi spaziali per macchine automatiche, robot e protesi; biomeccanica. Analisi strutturale convenzionale ed assistita da calcolatore di componenti meccanici ed organi di macchine: resistenza a fatica, meccanica della frattura. Materiali metallici tradizionali ed innovativi: proprietà microstrutturali e meccaniche, trattamenti e rivestimenti superficiali, tribologia; failure analysis; additive

manufacturing; processi innovativi di colata, di deformazione plastica, di giunzione delle leghe di alluminio; inibizione della corrosione; compositi a matrice metallica e ceramica; strutture di rinforzo del calcestruzzo. Materiali polimerici, compositi, biomateriali: proprietà elastiche, viscoelastiche, reologiche; progettazione; processi tecnologici. Pianificazione ed analisi di processi di lavorazione per deformazione plastica. Analisi termo-fluidodinamica di sistemi energetici con metodologie avanzate. Sistemi di conversione, distribuzione e accumulo dell’energia: prestazioni, impatto ambientale, diagnostica. Sistemi energetici co-trigenerativi, a fonte rinnovabile, multienergia. District Heat and Cooling (DHC). Macchine a fluido per l’industria e l’energia (turbomacchine, macchine volumetriche): progettazione, caratterizzazione sperimentale.

Algoritmi e tecniche di intelligenza artificiale, machine e deep learning, constraint processing, e applicazioni in domini industriali, sanitari, dei servizi.

Metodi model-based e data-driven per la stima dello stato di sistemi dinamici, sensor fusion e l’identificazione di modelli dinamici. Pianificazione e controllo del moto per macchine automatiche, robot e sistemi meccatronici. Applicazioni di metodi di stima e controllo nella supervisione intelligente e nella diagnosi dei guasti per processi safety-critical, come sistemi aerospaziali e per la conversione di energia da fonti rinnovabili. Metodi per la soluzione di problemi di ottimizzazione combinatoria di grandi dimensioni, e delle relative applicazioni. Sistemi wireless 5G e 6G, gestione delle risorse nelle reti wireless, accesso multiplo massivo, tecniche di codifica per le comunicazioni, quantum communications, sistemi e algoritmi per localizzazione e navigazione, reti wireless ottiche, metodi di comunicazione e sensing congiunti, reti di sensori radar. Dispositivi elettronici e circuiti a microonde per antenne ad apertura sintetica in ambito spazio e telecomunicazioni, dispositivi e sistemi elettronici per la memorizzazione dell’informazione, circuiti e sistemi neuromorfici, FPGA e GPU per sistemi di calcolo ad alte prestazioni. Progettazione e caratterizzazione di dispositivi ottici avanzati, ed antenne convenzionali, smart, e ottiche, propagazione nonlineare in fibra ottica ed ottica integrata.

Il progetto formativo è centrato su un tema di ricerca concordato ed assegnato al dottorando all’inizio del ciclo. L’attività di ricerca sul tema concordato è svolta sempre stimolando e coadiuvando il dottorando ad ideare e generare prodotti della ricerca (pubblicazioni su riviste internazionali, comunicazioni a congresso, brevetti, pubblicazione della tesi, etc.) che siano originali, più possibile innovativi, e metodologicamente rigorosi con adeguato livello di disseminazione degli stessi, con particolare riferimento a openaccess. Nel perseguire questi obiettivi, i dottorandi vengono stimolati a sviluppare una propria autonomia progettuale, e a sentirsi parte della comunità scientifica di riferimento, anche favorendo la partecipazione a eventi (congressi. workshop, scuole di formazione tematiche o più generali, etc.), dove la partecipazione sia resa più attiva possibile stimolando la presentazione in prima persona dei propri risultati. Viene anche curata anche la capacità dei Dottorandi di divulgare i risultati in contesti non squisitamente tecnici.  L’attività di ricerca, partendo dall’analisi critica della letteratura scientifica esistente sul tema (state of the art), può comprendere sia attività teoriche, di simulazione numerica attraverso software specifico o di analisi dati, che attività sperimentali in idonei laboratori messi a disposizione dal Dipartimento. Tale attività di ricerca è affiancata da attività formativa a diversi livelli che spaziano dalle soft skills, ad attività formative che favoriscano l’approccio interdisciplinare, multidisciplinare, e transdisciplinare, comprendendo infine attività formative più strettamente legate al proprio curriculum all’interno del Dottorato. 

In ambito soft skills i dottorandi acquisiscono competenze di carattere generale e trasversale (ad esempio su Perfezionamento e Certificazione Linguistica nella lingua inglese od italiana per i dottorandi dall’estero; Valorizzazione e disseminazione dei risultati, della proprietà intellettuale e dell’accesso aperto ai dati e ai prodotti della ricerca; Gestione della ricerca, conoscenza dei sistemi di ricerca europei e internazionali, bandi competitivi per finanziamenti; Iniziazione all’imprenditorialità; Perfezionamento Informatico;  Etica del Dottorato, etc.) attraverso la partecipazione a iniziative organizzate in Ateneo in ambito IUSS. 

Le attività formative curriculari sono organizzate dal Collegio dei docenti secondo un calendario che viene aggiornato in itinere e opportunamente pubblicizzato sul sito web del dottorato. In particolare il miglioramento della comunicazione e il maggior coinvolgimento dei dottorandi nell’offerta formativa curriculare è un obiettivo specifico individuato nella relazione annuale di riesame. Oltre alla possibilità di seguire corsi previsti nell’offerta didattica delle lauree Magistrali per colmare eventuali lacune, sono previsti nel dottorato minicorsi (a frequenza obbligatoria salvo giustificati casi individuali) distinti da Corsi di Laurea di I e II livello, basati su tematiche scientifico-tecnologiche di interesse comune per i tre curricula, nonché minicorsi di interesse specifico per ciascuno dei curriculum. Le specifiche attività previste sono riportate a cura del Coordinatore e della commissione didattica nel documento di pianificazione e organizzazione delle attività formative. Sono previsti altresì numerosi seminari di esperti e studiosi del mondo accademico e delle imprese, anche di caratura internazionale, che vengono organizzati su base annuale in itinere. 

Nel partecipare alle attività formative e di ricerca i dottorandi beneficiano di risorse finanziarie effettivamente fruibili, messe a disposizione dall’Ateneo, dal Dipartimento proponente ed in particolare dai gruppi di ricerca che comprendono i docenti che svolgono il ruolo di tutor. L’effettivo utilizzo del budget di ricerca dei dottorandi ed altri fondi disponibili è monitorato dal Coordinatore ed il gruppo AQ, coadiuvati con ruolo chiave dall’Amministrazione. 

Infine i Dottorandi possono coadiuvare l’attività didattica dei docenti svolgendo attività di didattica integrativa (max 20 ore) o di tutoraggio (max 40 ore) nei corsi di Laurea di I e II livello, nel rispetto della propria missione di ricerca. Tale monte-ore è fissato per lasciare adeguato spazio all’attività di ricerca.

Vedi l'offerta formativa

Il Dottorato persegue obiettivi di internazionalizzazione in diverse forme che comprendono (i) la promozione di cotutele, già attive in passato e fino al 40° ciclo; (ii) il rilascio di titoli di Doctor Europaeus per il quale è necessario un periodo all’estero (sedi europee) di minimo tre mesi e la revisione della tesi da parte di revisori europei; (iii) l’incentivazione della mobilità estera dei dottorandi e dottorande  attraverso un periodo ordinariamente previsto di minimo 6 mesi per ciascun dottorando o dottoranda presso atenei, centri di ricerca e/o altre istituzioni estere che risultano idonee alla luce dello specifico tema di ricerca; (iv) lo scambio di docenti con sedi estere (mobilità in ingresso ed uscita). In particolare il dottorato favorisce ed organizza la visita di docenti di sedi estere anche a fini didattici (seminari, minicorsi, discussioni aperte e brainstorming con i dottorandi). Il Dottorato ha uno stretto legame col mondo produttivo che si estrinseca attraverso i numerosi contatti e collaborazioni attive che i docenti del collegio hanno con le aziende sia in sede regionale che nazionale o all’estero. In virtù di questo il Dottorato è attivo nella proposizione di percorsi dottorali in collaborazione con le aziende (dottorato industriale), che vengono messe in essere ad ogni ciclo. Periodi in azienda sono previsti anche per il normale percorso dottorale qualora questo sia necessario ad approfondire il tema di ricerca assegnato o sia necessario acquisire competenze tecnologiche specifiche esistenti presso le imprese.

Il Dottorato ha anche uno stretto legame con la società civile che si estrinseca nelle numerose attività di public engagement a cui i dottorandi sono invitati a partecipare in maniera attiva e propositiva.

Attrezzature e/o Laboratori  

Sono attivi circa 30 laboratori “leggeri”, dotati di piattaforme di calcolo e strumentazione di misura, situati nel corpo principale del Dipartimento, nonché, in fabbricati adiacenti, tre laboratori pesanti (Geotecnica, Ingegneria Civile, Ingegneria Industriale), e due camere anecoiche destinate a ricerca e certificazione rispettivamente elettromagnetica ed acustica. Si ha inoltre un Centro di Studi specifico su Corrosione e Metallurgia “Aldo Daccò”.  

Patrimonio librario  

I dottorandi hanno accesso ai servizi bibliotecari di Ateneo

(http://www.unife.it/biblioteche/biblioteche-SBA.htm), tra i quali si segnala la biblioteca del Polo Scientifico-Tecnologico, adiacente al Dip. di Ingegneria. La biblioteca possiede un elevato numero (>30k) di monografie (volumi), che consentono di avere una copertura esaustiva delle tematiche affrontate nell’ambito del dottorato in scienze dell’ingegneria. Si hanno inoltre servizi di prestito interbibliotecario.

La biblioteca del Polo Scientifico-Tecnologico ha una consistenza di >10000 annate di periodici scientifici nonché abbonamenti correnti a 117 periodici che consentono una buona copertura delle tematiche del corso di dottorato in scienze dell’ingegneria. L’elenco delle riviste con le annate possedute sono consultabili in modalità elettronica.  

E-resources

Il dipartimento ha accesso a banche dati sottoscritte a livello di ateneo che comprendono grossi pacchetti come Elsevier, Springer-Kluwer, Wiley-Blackwell, nonché banche dati di interesse scientifico quali JSTOR, Scopus, Pacchetto riviste American Chemical Society, Science online, ISI-Web of Science, CAS Scifinder, Norme UNI, Civil Engineering Database. Per esigenze di ricerca si fa anche uso di banche dati con accesso libero, disponibili in rete.

I dottorandi hanno accesso a software (SW) di Dipartimento che comprende Matlab, AWR, Codesys, sia a SW più specifici gestiti direttamente dai gruppi di ricerca (Comsol Multiphysics, SW di gestione delle misure, di calcolo strutturale per applicazioni civili, per la ricerca informatica, per la topografia, per l’elettronica e il calcolo elettromagnetico, e per applicazioni industriali).  

Il Dipartimento di Ingegneria mette a disposizione dei dottorandi sia adeguati spazi negli uffici del Dip. stesso, sia risorse per il calcolo elettronico: risorse distribuite presso i gruppi di ricerca, due laboratori didattici di informatica e uno di ricerca con moderne postazioni PC, nonché cluster di PC per prestazioni avanzate sia centralizzati che asserviti a specifiche attività di ricerca.