Dottorato in Ingegneria Energetica, Nucleare e del controllo ambientale

Scheda

Caratteristiche

Struttura proponente

Dipartimento di Ingegneria Industriale

Sedi convenzionate

Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA)
Fondazione Alma Mater (FAM)

Indirizzi e Tematiche di ricerca

• neutronica, trasporto di particelle e radiazione
• radioprotezione
• fluidodinamica e microfluidica
• trasmissione del calore e teoria della convezione
• termoidraulica dei flussi bifase
• termotecnica e impianti tecnici civili
• acustica applicata e illuminotecnica
• termofisica dell'edificio
• impianti nucleari

Obiettivi formativi del dottorato

Il corso per il conseguimento del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Energetica, Nucleare e del Controllo Ambientale è di durata triennale, si svolge mediante attività didattiche frontali, in parte comuni alla Scuola di Dottorato in Ingegneria Industriale, in parte proprie del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Energetica, Nucleare e del Controllo Ambientale, ed attività di ricerca guidata che hanno luogo secondo un programma dettagliato, previsto dal Collegio dei Docenti all’inizio di ciascun Anno Accademico. L’attività di ricerca guidata si conclude con la preparazione di una Tesi di Dottorato, svolta sotto la supervisione di uno o più Tutori scelti nell’ambito del Collegio dei Docenti del Dottorato. Il Dottorato di Ricerca in Ingegneria Energetica, Nucleare e del Controllo Ambientale è articolato in diversi percorsi e tematiche tra i quali ciascun dottorando e chiamato dal Collegio dei Docenti a scegliere ed a collocare le proprie attività formative e di ricerca: - neutronica, trasporto di particelle e radiazione - radioprotezione - fluidodinamica e microfluidica - trasmissione del calore e teoria della convezione - termoidraulica dei flussi bifase - termotecnica e impianti tecnici civili - acustica applicata e illuminotecnica - termofisica dell'edificio - impianti nucleari Il Dottorato di Ricerca in Ingegneria Energetica, Nucleare e del Controllo Ambientale offre ai dottorandi un importante percorso formativo con finalità sia accademiche che professionali. Tra queste ultime, è importante citare gli aspetti legati all'energetica in ambito civile ed industriale, la termotecnica, l'acustica applicata, nonché la dosimetria e la radioprotezione. Si ricordano inoltre le seguenti convenzioni e collaborazioni con il mondo aziendale e della ricerca. 1) Il Dottorato, attraverso il Dipartimento DIENCA, è parte di una convenzione con l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA), che prevede lo sviluppo di tematiche di ricerca su tematiche di radioprotezione ed impiantistica nucleare. In questo contesto i dottorandi seguono un percorso formativo che in più casi ha determinato una collocazione lavorativa all’interno dell’ENEA. 2) Il Dottorato, attraverso il Dipartimento DIENCA, è parte del Laboratorio regionale per l’Acustica e le Vibrazioni (LAV) facente capo all’Università di Ferrara, che svolge ricerche in appoggio a piccole e medie Industrie interessate ad ottimizzare i loro prodotti in relazione alle loro prestazioni acustiche, oggi di grande interesse per la commercializzazione dei prodotti. Questo laboratorio svolgerà a breve anche attività formativa alla quale farà seguito la possibilità di assunzione presso le Aziende che intendono dotarsi di organizzazione propria. 3) Nell’ambito della termotecnica sono attive numerose convenzioni che coinvolgono i dottorandi in progetti con aziende private, università straniere ed enti pubblici per lo svolgimento di attività di ricerca sullo sviluppo di nuovi materiali per l’edilizia, sistemi impiantistici per il condizionamento e per l’implementazione di metodologie di controllo, gestione e verifica dei processi connessi alla certificazione energetica degli edifici. 4) Nel campo della microfluidica sono state finanziate borse di studio per dottorandi afferenti a questo Dottorato attraverso il programma 7FP PEOPLE-ITN finanziato dall'Unione Europea. 5) Nel campo della termoidraulica dei reattori nucleari è stato finanziato un assegno di ricerca per un dottorando afferente a questo Dottorato attraverso il programma 7FP-THINS finanziato dall'Unione Europea.

Sbocchi professionali e potenziali settori di impiego del dottorato di ricerca

Gli allievi che hanno completato il Dottorato di Ricerca in Ingegneria Energetica, Nucleare e del Controllo Ambientale trovano un'adeguata collocazione lavorativa, generalmente di elevato profilo, al termine dei loro studi, sia in ambito accademico, che in enti di ricerca, in aziende, nel mondo professionale. Gli ambiti e le tipologie di impiego sono estremamente variegate. Tra queste citiamo: - assegnista di ricerca o ricercatore universitario; - assegnista, contrattista o ricercatore presso enti di ricerca; - ricercatore/progettista nei settori R&D di aziende del settore meccanico, civile, termotecnico e nucleare; - ingegnere professionista nell'ambito della termofisica dell'edificio, della termotecnica, dell'impiantistica civile, dell'acustica, della radioprotezione.

Posti e borse

8 posti di cui:
2 posti con borsa di studio di Ateneo, di cui una cofinanziata dal Dipartimento di Ingegneria Industriale
1 posto con borsa Ministeriale Fondo Giovani Es. fin. 2012, dedicato all’Ambito di Indagine 3 “Nuove applicazioni dell'industria biomedicale”
1 posto con borsa di studio finanziata da enti privati (Fondazione Alma Mater), dedicato al seguente ambito di ricerca: “Studi termoidraulici delle facilities sperimentali previste sul Jules Horowitz Reactor – JHRF ed in particolare del dispositivo LORELEI”
4 posti senza borsa di studio
Posti sovrannumerari: 8

Requisiti d'accesso

Requisiti

Laurea Vecchio Ordinamento;
Laurea Specialistica;
Analogo titolo accademico conseguito anche all’estero, già dichiarato equipollente dalle autorità.
 
 

Modalità di ammissione

Vedi II bando ciclo XXIX

Diario delle prove

Vedi II bando ciclo XXIX

Didattica

Tipologia dell'attività svolta dai dottorandi

Le metodologie impiegate dai dottorandi per condurre le loro attività di ricerca sono estremamente variegate e legate alla tipologia della tematica scientifica. Vi sono ricerche a carattere sperimentale, condotte presso il Laboratorio DIENCA di Via Terracini oppure presso il Laboratorio DIENCA di Montecuccolino. Il Laboratorio DIENCA di Via Terracini dispone di strumentazioni di misura per lo svolgimento delle seguenti attività. SEZIONE TERMOTECNICA - Misure di conducibilità termica mediante un apparato sperimentale basato sul metodo dei termoflussimetri (UNI EN 12667) nel campo dei materiali isolanti per l’edilizia quali ad esempio polistireni, poliuretani, calcestruzzi leggeri, lana di roccia, sughero espanso, fibra di legno etc.; - Misure per la determinazione delle proprietà di trasmissione del vapore acqueo nei materiali da costruzione ed isolanti termici (UNI EN 12086); - Calibrazione di precisione dei sensori di temperatura (termocoppie, termoresistenze, termometri a dilatazione, sensori IR (tramite uso di corpi neri); - Determinazione della impermeabilità all’acqua dei materiali da costruzione (UNI 8635); - Determinazione della stabilità dimensionale dei materiali in atmosfere con differente tenore di umidità (0-3%,51%,100% u.r.); - Misurazioni di benessere termo-igrometrico in ambienti confinati (indici di comfort PMV e PPD); - Misurazione della trasmittanza termica di pareti con il metodo del termo flussimetro; - Controllo della condensa superficiale e della condensa interstiziale nei muri; - Determinazione delle dispersioni termiche per ventilazione dovute alle infiltrazioni d’aria attraverso gli infissi e i muri tramite Blower Door Test; - Rilievi termografici con termo camere IR; - Test di Risposta Termica su scambiatori di calore con il terreno (sonde geotermiche); - Misure di perdite di carico in componenti aeraulici; - Rilievi 2D e 3D del campo di moto mediante apparato PIV (Particle Image Velocimetry); - Test dinamici e termici in galleria del vento ad anello aperto sullo scambio termico di efflussi forzati d’aria su schiere di cilindri e batterie alettate. SEZIONE MICROFLUIDICA - Circuito sperimentale per misure di perdite di carico e scambio termico convettivo in micro canali percorsi da efflussi gassosi; - Circuito sperimentale per misure di perdite di carico e scambio termico convettivo in micro canali percorsi da efflussi liquidi; - Apparato micro-PIV per misure del campo di velocità all’interno di micro canali otticamente accessibili; - Laser nanoPIV Nd-Yag e banco ottico per illuminazione di sezioni di prova su scala micrometrica; - Videocamera ad alta velocità (35000 frame/s) per analisi efflussi bifase all’interno di micro canali. SEZIONE ACUSTICA Il Laboratorio di Acustica è all’avanguardia in Europa per l’attività ricerca e prova sulle barriere acustiche disponendo delle attrezzature e del know how per ricerche precompetitive di punta quali quelle sull’uso di nuovi materiali o sull’ottimizzazione dei dispositivi aggiunti (diffrattori) secondo CEN/TS 1793-4. Il Laboratorio di Acustica dispone di una completa attrezzatura per rilievi acustici in opera e per misure di laboratorio nel settore dell’analisi del suono. In particolare si dispone di: -Analizzatori in frequenza in tempo reale; -Fonometri integratori di precisione Bruel & Kjaer; -Camere acustiche di misura per il rilevamento delle proprietà intrinseche di isolamento acustico di manufatti a forma di parere verticale o di solaio orizzontale, con possibilità di realizzare ed analizzare le vie di trasmissione laterale (complesso unico in Europa); - Sistemi multicanale di acquisizione segnali acustici ed elaborazione dati. Il Laboratorio DIENCA di Montecuccolino dispone delle seguenti principali strumentazioni di misura: - macchine pulsate a plasma per applicazioni medicali (Plasma Focus) e relative diagnostiche (incluso spettrometro di massa); - spettrometro a raggi X per misure FRX e scattering. Le infrastrutture messe a disposizione dall'ENEA, ente convenzionato con il Dottorato, sono quelle del CR Bologna, inclusi i Laboratori di Montecuccolino, che riguardano competenze e facilities di calcolo per valutazioni di sicurezza nucleare, fisica del reattore, ciclo del combustibile, modellistica e security nucleare, di radioprotezione e di dosimetria oltre a laboratori di irraggiamento per radiazioni ionizzanti con le caratteristiche di centro di taratura secondario (SIT) e laboratori per misura di dosimetria esterna ed interna e monitoraggio di radon e radionuclidi naturali (NORM). Sono inoltre disponibili presso il Centro del Brasimone laboratori ed impianti sperimentali per applicazioni nucleari (fissione e fusione), laboratori di metrologia, metallografia e prove meccaniche nonché laboratori di radiometria ambientale. Vi sono ricerche a carattere teorico e numerico basate sull'impiego delle metodologie fisico-matematiche fondate sulla modellazione di sistemi fisici e sulla soluzione di equazioni differenziali alle derivate parziali (PDE). Le tecniche per la soluzione di PDE sono quelle tradizionali dell'analisi funzionale, della teoria delle funzioni e dell'analisi numerica. Sono a disposizione dei Dottorandi software appositi per il calcolo simbolico, per la programmazione e per la soluzione numerica di PDE. Sono inoltre disponibili software per la simulazione dell'acustica delle sale e della propagazione del suono in ambiente esterno. Tali software sono installati presso postazioni di lavoro (pc, stampanti, periferiche hardware) appositamente dedicate ai dottorandi presso la sede principale del DIENCA, il Laboratorio di Via Terracini ed il Laboratorio di Montecuccolino. Sono inoltre disponibili per i dottorandi stazioni di lavoro ad alte prestazioni con software open-source e in-house, licenze di codici commerciali quali FLUENT e COMSOL MULTIPHYSICS per l’analisi termofluidodinamica di sistemi complessi, MC4 per l’analisi dei consumi energetici di sistemi di condizionamento estivo ed invernale, TRNSYS per la simulazione dinamica di sistemi energetici.

Attività di formazione alla ricerca previste per i dottorandi in coerenza con gli obiettivi formativi del dottorato

È richiesta la partecipazione a complessive 90 ore di corsi comuni alla Scuola di Dottorato in Ingegneria Industriale da seguire durante i primi due anni secondo il calendario stabilito dalla Scuola. È richiesta la partecipazione ad ulteriori 92 ore di corsi specifici del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Energetica, Nucleare e del Controllo Ambientale da seguire durante l’arco dei tre anni con ripartizione e modalità scelte liberamente da ciascun dottorando. Il complesso delle attività di formazione raggiunge un monte ore largamente superiore alle 300 nel triennio. In aggiunta ai corsi sopracitati, attività caratteristiche dei tre anni di Dottorato sono le seguenti. 1° anno Approfondimento delle conoscenze di base là dove risultano carenti per titolo di studio di provenienza; introduzione alle tematiche ed ai modelli specifici del settore di ricerca; apprendimento delle tecniche di laboratorio di base (metodi computazionali e di analisi numerica, tecniche di rilevamento e misura). Analisi critica di alcuni testi particolarmente significativi nell’ambito del curriculum scelto dal Dottorando (la scelta dei testi per ogni Dottorando viene deliberata dal Collegio dei Docenti su proposta del Docente che prevalentemente segue le attività del Dottorando). 2° anno Apprendimento delle conoscenze specifiche nelle tematiche prescelte collegialmente tra Dottorando e Collegio dei Docenti; apprendimento di tecniche di laboratorio sia di base che specifiche, sia di tipo analitico/numerico che di tipo sperimentale. Svolgimento di attività di ricerca sotto la supervisione di un Docente del Collegio (tali attività sono vagliate dal Collegio dei Docenti con verifica annuale); svolgimento di un periodo formativo all’estero. 3° anno Approfondimento delle tecniche di misura specifiche e realizzazione di apparati di laboratorio ad hoc. Approfondimento delle metodologie di calcolo numerico ed analitico, nonché di elaborazione e post-processing dei dati. Svolgimento di attività di ricerca sotto la supervisione di un Docente del Collegio; preparazione dell’elaborato finale (tesi); frequentazione di corsi e seminari. Di norma ciascun dottorando è anche tenuto a svolgere periodi di ricerca presso enti ed università straniere. La durata di tali periodi è di sei mesi ed in alcuni casi anche superiore. La scelta degli enti di ricerca presso i quali tali periodi vengono svolti è quasi sempre dettata dalle collaborazioni scientifiche internazionali attivate dai docenti che prevalentemente seguono le attività dei singoli dottorandi. In tali collaborazioni scientifiche, si inquadrano le tematiche oggetto delle ricerche dei dottorandi. Il soggiorno all'estero è di norma abbinato alla frequentazione di corsi e seminari a carattere avanzato volti ad ampliare la formazione culturale del dottorando.

Elementi di internazionalizzazione del dottorato

Un periodo formativo all’estero di 6 mesi è previsto al secondo anno di corso. La durata e le modalità di tale soggiorno vengono definite in ogni singolo caso su delibera del Collegio dei Docenti. Le Sedi estere con cui sussistono più solidi accordi di collaborazione sono: # DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING - UNIVERSITY OF MARYLAND - USA # SCHOOL OF ENGINEERING, SYSTEMS AND DESIGN - SOUTH-BANK UNIVERSITY - UK # INSTITUTE OF SOUND AND VIBRATION RESEARCH - SOUTHAMPTON - UK # BROWN UNIVERSITY - USA # GRADUATE SCHOOL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - KOBE UNIVERSITY - JAPAN # KUMAMOTO UNIVERSITY - JAPAN # CATHOLIC UNIVERSITY OF AMERICA - WASHINGTON D.C. - USA # DEPT. OF CHEMICAL ENGINEERING, UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA-CHAMPAIGN, IL - USA # UNIVERSITÉ PAUL SABATIER - TOULOUSE - FRANCE # CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY - GÖTEBORG - SWEDEN # DEPARTMENT OF CHEMISTRY - UNIVERSITY OF ANTWERP (UIA) - ANTWERP - BELGIUM # DEPARTMENT OF ANALYTICAL CHEMISTRY - GHENT - UNIVERSITY - GHENT - BELGIUM # DEPARTMENT OF NUCLEAR ENGINEERING - NORTH CAROLINA STATE UNIVERSITY - USA # DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING - UNIVERSITY OF BATH - UK # DEPARTMENT OF NUCLEAR AND CHEMICAL ENGINEERING - POLITECHNIC UNIVERSITY OF VALENCIA - SPAIN # DEPARTMENT OF MATHEMATICS - TEXAS TECH UNIVERSITY - TEXAS - USA # INSTITUT JEAN LE ROND D'ALEMBERT - UNIVERSITÉ PIERRE ET MARIE CURIE - PARIS VI - FRANCE # UNIVERSITY OF BRADFORD, BRADFORD, UK # LGMT - INSA - TOULOUSE - FRANCE # IMVT- KARLSRUHE INSTITUTE OF TECHNOLOGY - KARLSRUHE - GERMANY # STOKES INSTITUTE - UNIVERSITY OF LIMERICK - IRELAND # DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING - TUE - EINDHOVEN - NETHERLAND # DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING - UNIVERSITY OF STRATHCLYDE - UK # DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING - UNIVERSITY OF THESSALY - GREECE # LAAS - TOULOUSE - FRANCE # COMMISSARIAT ENERGIE ATOMIQUE (CEA) - FRANCE # DEPARTMENT OF MATHEMATICAL SCIENCES - MONTCLAIR STATE UNIVERSITY - NJ - USA Il Corso di Dottorato prevede il rilascio del titolo di “Doctor Europaeus”. A titolo di esempio, nella riunione del Collegio in data 6 Novembre 2009, sono stati dichiarati idonei al conseguimento del titolo di “Doctor Europaeus” due studenti del XXI e XXII ciclo. Tali allievi hanno quindi conseguito il titolo di Doctor Europaeus all'esame finale sostenuto nel Maggio 2010. Alcune collaborazioni nascono dalla comune partecipazione a progetti europei (ad esempio ITN_PEOPLE GASMEMS) e prevedono lo scambio di dottorandi in uscita e in ingresso dai nostri Laboratori. All’interno dei programmi di collaborazione scientifica tra i gruppi di ricerca operanti al DIENCA con istituti di ricerca esteri, è previsto lo scambio di studenti di PhD per brevi periodi di soggiorno. Ciascun membro del Collegio, nell’ambito delle proprie collaborazioni internazionali e presso le istituzioni scientifiche stranieri presso le quali si trova ad operare, si fa promotore di iniziative volte ad incentivare la partecipazione di studenti stranieri al nostro Dottorato di Ricerca. È in atto la creazione di una versione in lingua Inglese del sito internet del Dottorato. Diversi membri del Collegio dei Docenti svolgono attività di ricerca nell'ambito di progetti finanziati dell'Unione Europea e coinvolgono i dottorandi interamente o in parte nel lavoro scientifico connesso con tali progetti. Sono attualmente iscritti al Dottorato di Ricerca in Ingegneria Energetica, Nucleare e del Controllo Ambientale tre dottorandi provenienti dall'estero.

Prodotti e risultati attesi dalle attività di ricerca dei dottorandi

I risultati delle ricerche condotte dai Dottorandi vengono pubblicati in articoli di riviste nazionali ed internazionali, nonché negli atti di convegni cui gli allievi del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Energetica, Nucleare e del Controllo Ambientale sono invitati a partecipare fin dal primo anno di corso. Normalmente la produttività scientifica dei dottorandi è molto elevata, spesso il numero di pubblicazioni è superiore a due per ogni anno di corso. Specifiche attività di ricerca condotte dai dottorandi possono dare luogo allo sviluppo di nuovi applicativi software per uso accademico o professionale, ed all'ottenimento di brevetti.

Collegio dei docenti

 Consulta la composizione del Collegio