Presentazione

Il corso di Dottorato di Ricerca in Ingegneria Ambientale ed Idraulica afferisce alla Scuola di Dottorato in Ingegneria Civile e Architettura e prevede due curricula: uno in Ingegneria Ambientale e uno in Ingegneria Idraulica.

Scopo del Dottorato in Ingegneria Ambientale e Idraulica è la formazione di figure professionali e di ricerca di alto profilo che associno alla comprensione dei processi naturali la capacità di astrarne, mediante modelli, una rappresentazione quantitativa finalizzata alla valutazione degli impatti ambientali e territoriali ed alla progettazione degli interventi ingegneristici. L'obiettivo del Dottorato è quello di integrare le competenze e gli approcci di diverse discipline nel tentativo di arrivare ad una completa comprensione e rappresentazione quantitativa dei fenomeni ambientali (naturali o antropici), ai fini del controllo e della progettazione dei più adeguati ed innovativi sistemi di gestione, controllo, utilizzo e risanamento.

In particolare, l'Ingegneria Idraulica nella città di Roma ha radici profonde che risalgono ad oltre duemila anni. In tutte le epoche la ricerca in questo settore è stata presente ed ha focalizzato i suoi obiettivi su:
- reperimento ed utilizzo delle risorse idriche (ad es. realizzazione di acquedotti e fognature);
- salvaguardia rispetto ad eventi estremi (ad es. controllo delle piene del Tevere e dei suoi affluenti);
- utilizzazione razionale del territorio (ad es. opere di bonifica ed irrigazione).
Gli sviluppi teorici e sperimentali realizzati negli ultimi due secoli hanno permesso di rivisitare i criteri di progettazione delle opere e l'utilizzazione delle conoscenze della meccanica dei fluidi anche in campi differenti da quello dell'ingegneria civile. Settori quali l'idrologia, la turbolenza, i processi di dispersione, la propagazione dei processi ondulatori nei fluidi, la fluidodinamica dei sistemi biologici, risultano settori in cui la ricerca nazionale ed internazionale è particolarmente focalizzata. Specifico interesse viene oggi volto alla conoscenza del comportamento dei corpi idrici e dell'atmosfera al fine di una concreta gestione e salvaguardia dell'ambiente.
Nell'ambito del curriculum in Ingegneria Idraulica, i principali temi di ricerca sono:
costruzioni idrauliche; idrologia; meccanica dei fluidi; dinamica della turbolenza; idraulica numerica; idraulica marittima; difesa della linea di costa; integrazione delle equazioni del moto in forma controvariante; simulazione delle correnti a superficie libera in presenza di shock; flussi bifase; correnti di torbidità; deflusso minimo vitale; dinamica delle grandi masse fluide; turbolenza bidimensionale e tridimensionale; remote sensing; analisi iperspettrale del territorio; metodi ottici per il rilievo della velocità e della densità dei fluidi; instabilità nella meccanica dei fluidi; bioingegneria, circolazione arterio-venosa del sangue; strato limite atmosferico; dispersione degli inquinanti; simulazione in laboratori di fluidi in un sistema di riferimento rotante - Brezze di terra e di mare, venti di pendio ed isole di calore; mezzi porosi; idrogeologia.

Insieme all'Idraulica ed alle Costruzioni Idrauliche, l’altro settore di interesse del Dottorato di Ricerca riguarda tutte le problematiche legate al controllo, utilizzo e gestione delle risorse ambientali, ed allo sviluppo di tecnologie e processi innovativi finalizzati alla progettazione ottimale ed ambientalmente compatibile degli interventi sul territorio. In particolare, vengono studiati a mezzo di attività di tipo sia sperimentale che modellistico, i fenomeni di diffusione degli inquinanti nei diversi comparti ambientali; vengono altresì ricercate e studiate le tipologie di intervento o di opera da realizzare con il fine di contenere o limitare la propagazione del fenomeno di inquinamento, così come di risanare il comparto interessato dal fenomeno stesso.
Nell'ambito del curriculum in Ingegneria Ambientale, i principali temi di ricerca sono:
bonifica dei suoli contaminati; caratterizzazione meccanica di materiali da rifiuto; dissesto idrogeologico e instabilità dei versanti, frane e deformazioni superficiali del suolo; aspetti geotecnici nella difesa del suolo; pianificazione, previsione e gestione degli eventi alluvionali; pianificazione, previsione e gestione dell'inquinamento atmosferico; recupero, riuso e riciclaggio di materiali di scarto; tecniche di ingegneria naturalistica; trattamento e riutilizzo delle acque reflue; trattamento delle acque primarie e destinate al consumo umano; trattamento e smaltimento di rifiuti urbani e pericolosi; tutela delle risorse idriche dall'inquinamento.

Il corso di Dottorato ha la durata di tre anni accademici ed è articolato in due fasi:

- durante il primo anno viene completata la preparazione di base e l'arricchimento culturale dei Dottorandi, mediante la partecipazione a corsi, seminari e conferenze. Viene inoltre definito il tema di ricerca che si intende sviluppare nell'ambito del Dottorato e designato un Tutor scelto tra i docenti del Collegio stesso che seguirà più da vicino il Dottorando. Il passaggio a secondo anno avviene previa verifica dell’attività svolta;

- durante il secondo ed il terzo anno viene sviluppata la ricerca in collaborazione con il Collegio dei Docenti sotto la supervisione del Tutor.

Le tesi sono di natura sia numerica che sperimentale.

Per quanto riguarda le tesi numeriche, ciascun docente-tutore mette a disposizione adeguati strumenti di calcolo.

Per lo svolgimento delle tesi di tipo sperimentale, sono a disposizione degli studenti il Laboratorio di Idraulica ed il Laboratorio di Ingegneria Sanitaria Ambientale, entrambi appartenenti al Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile ed Ambientale (DICEA).

Le competenze tecnico-scientifiche di tali laboratori sono documentate dalle numerose pubblicazioni sulle più prestigiose riviste nazionali ed internazionali e dalla partecipazione dei proponenti a numerosi e quotati convegni scientifici. I laboratori sono inoltre coinvolti in numerosi contratti di ricerca stipulati con la Comunità Europea, con Enti di Ricerca, Enti Pubblici ed industrie.

L'istituzione della figura professionale del Dottore di Ricerca in Ingegneria Ambientale e Idraulica, oltre a costituire un progetto di notevole rilevanza culturale per l'Università Italiana, come dimostra la crescente bibliografia internazionale relativa a questo tipo di studi, risulta di essenziale ausilio a diversi enti territoriali, quali ad esempio la Protezione Civile, l’Autorità di Bacino, i Servizi Provinciali di Difesa del Suolo, le Agenzie Nazionali e Regionali per la Protezione dell'Ambiente (APAT, ARPA), i Servizi Tecnici dello Stato, le Aziende di gestione delle risorse idriche, energetiche o dei rifiuti, gli Enti di ricerca, ecc., sia in fase di pianificazione degli interventi, sia in fase di gestione delle situazioni più critiche.

In molti settori disciplinari, quali ad esempio l'idraulica fluviale e marittima, l'idrologia, la geotecnica, la geofisica, l'ingegneria sanitaria - ambientale e l'ecologia per citarne alcuni, la modellistica fisico - matematica ha avuto negli ultimi decenni notevoli sviluppi sotto la spinta congiunta della disponibilità di nuovi strumenti e tecniche di acquisizione di dati ambientali e di esigenze specifiche, quali la previsione climatologica, lo studio dei meccanismi che controllano eventi catastrofici, quali inondazioni, frane o eruzioni vulcaniche, la protezione delle acque superficiali e sotterranee dall'inquinamento, il riciclaggio di materiali di scarto e più in generale la tutela dell'ambiente. Tuttavia, la realizzazione di modelli fisico - matematici rappresentativi dei fenomeni e dei processi fisici, chimici, biologici ed ecologici, che va di pari passo con la disponibilità di mezzi di calcolo e di rappresentazione georeferenziata, richiede una multidisciplinarietà degli insegnamenti che è essenziale per comprendere la complessa realtà dei fenomeni naturali. L'integrazione di competenze proprie di diverse discipline consente di affrontare le problematiche inerenti le interazioni uomo/ambiente in modo articolato e completo. Una migliore comprensione dei sistemi ambientali complessi rappresenta la base indispensabile per una stima del rischio associato ai processi che su di essi insistono e per le decisioni di intervento conseguenti. Tale aspetto è particolarmente rilevante in Italia dove l'instabilità del territorio ed i rischi naturali sono fra i più alti al mondo, ma dove, purtroppo, manca ancora una scuola di formazione adeguata e mirata a questo scopo. Il carattere applicativo del Dottorato trova espressione piena nell'adeguamento delle metodologie progettuali e dei processi realizzativi delle opere alle moderne esigenze della salvaguardia dell'ambiente e del risparmio di risorse rinnovabili e non rinnovabili. La formazione culturale acquisita durante il Dottorato viene finalizzata alla progettazione di interventi sul territorio che garantiscano un bilancio ambientale positivo e contribuiscano ad una reale riqualificazione del mondo antropizzato. Il presente Dottorato si differenzia pertanto da molti altri nel settore geologico - ambientale in quanto sposta l'accento dalla ricerca pura sui singoli fenomeni a quella finalizzata ad un approccio di tipo quantitativo di sistemi ambientali complessi, che risulti dall'integrazione delle seguenti metodologie:

- analisi e studio dei fenomeni naturali, con particolare attenzione all'intensità ed ai tempi di ricorrenza di quelli più disastrosi;

- definizione di modelli fisico - matematici rappresentativi;

- realizzazione di schemi concettuali e programmi di calcolo per la soluzione dei modelli.

L’elaborazione dei dati sperimentali e di campo consente di definire i vincoli ed i contesti spazio-temporali necessari all'impostazione ed alla verifica e validazione dei modelli fisico - matematici.

Il Dipartimento proponente il Dottorato dispone non solo delle competenze necessarie e sufficienti allo sviluppo dei curricula di studio proposti, ma anche delle risorse sperimentali e di calcolo necessarie al raggiungimento degli obiettivi suddetti.


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