Dottorato Internazionale in Ingegneria Civile e Ambientale

Il programma di dottorato (secondo il Dottorato di Ricerca italiano) è un titolo accademico post-laurea. Rappresenta l'implementazione del 3° ciclo dell'istruzione e formazione alla ricerca (secondo l'accordo di Bologna) nel sistema accademico italiano e fornisce le capacità e le competenze necessarie per svolgere ricerca altamente qualificata nelle università, nelle istituzioni pubbliche e nelle imprese private. Offre inoltre un'istruzione professionale superiore e orientata alla ricerca per la gestione e la guida dello sviluppo tecnico per grandi aziende e imprese, a livello nazionale ed europeo/internazionale.

L'obiettivo generale è la formazione di ricercatori ed esperti negli aspetti innovativi relativi all'area dell'Ingegneria Civile e Ambientale.

Una breve rassegna storica

La preparazione è iniziata in un vertice bilaterale tenutosi a Villa Vigoni nel 1999 e dopo 2 anni il programma congiunto di dottorato internazionale Università di Firenze – TU Braunschweig è stato inizialmente definito su un argomento specifico relativo alla “Gestione dei rischi nell’ambiente costruito” su iniziativa presa dalle due Università a seguito del rispettivo sostegno fornito da:

• MIUR (Ministero Università e Ricerca d'Italia) attraverso le sue misure di internazionalizzazione per la concessione di corsi di dottorato internazionali (programmi Interlink 1998-2000, art. 7 DM 21/6/1999);
• DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft, Bonn) attraverso la borsa di studio GRK 802 (2002-2011)

Il programma è stato fortemente sostenuto dalla DFG tedesca in quanto rappresentava l'unico che portava ad un dottorato di ricerca congiunto finanziato bilateralmente da un'organizzazione italiana e da una tedesca.

Nel 2010 la Regione Toscana ha lanciato un bando alle proprie Università per l'assegnazione di borse di studio per programmi di dottorato internazionali (Progetto PEGASO). Dopo la prima candidatura accolta nel 2011, questo ha segnato l'inizio del sostegno annuale dell'amministrazione regionale all'internazionalizzazione della formazione alla ricerca nelle Università toscane. Successivamente, il progetto PEGASO ha sostenuto ed erogato, ogni anno, fino a 5, borse di studio triennali, con la condizione di frequentare un programma realmente internazionale (ie tutorship bilaterale, esame finale unico davanti ad una commissione congiunta, conseguimento di un titolo congiunto o doppia laurea, soggiorno di ricerca di 12 mesi presso la sede straniera, ecc.).

Dopo la scadenza della GRK 802 nel 2012, diverse altre università europee hanno aderito al programma mediante accordi individuali di cotutela. Oggi più di 10 università tecniche o scuole di ingegneria leader in Europa e all'estero (oltre alla TU Braunschweig) sono collegate in rete con le Università di Firenze e Pisa per il rilascio di un titolo congiunto o doppio agli studiosi del programma InDICCEE.

Il corso di Dottorato è articolato in tre curricula:

Meccanica dei solidi, dei fluidi e dei materiali

• Una metodologia di bilancio della plastica per modellare Pathways , il degrado e lo stoccaggio della plastica nei fiumi, nelle aree costiere e in mare aperto
• Idromorfodinamica dei fiumi e interazioni con vegetazione, ponti e argini
• Modelli analitici, computazionali e probabilistici per murature e strutture in muratura
• Metodi innovativi nella meccanica computazionale
• Modellazione, sperimentazione e progettazione di materiali e metamateriali per uso strutturale
• Materiali micro e nanostrutturati
• Modelli sperimentali, analitici e numerici per i compositi
• Materiali e strutture intelligenti

Progettazione, verifica e controllo della costruzione

• Analisi numerica della risposta sismica geotecnica non deterministica del sito
• Sostenibilità energetica, innovazione tecnologica e sicurezza delle nuove costruzioni e del patrimonio edilizio esistente
• BIM per la digitalizzazione del processo edilizio e costruttivo
• Materiali, attrezzature e tecnologie per le infrastrutture di trasporto.
• Flusso di lavoro sperimentale attraverso software gratuiti e open source per la creazione di una piattaforma non convenzionale per il superamento dei limiti GIS e BIM nella gestione del patrimonio costruito
• Studio e sviluppo di approcci basati sul Machine Learning per il monitoraggio dello stato strutturale delle costruzioni storiche
• Strutture contemporanee e storiche: valutazione, modellazione, adeguamento e monitoraggio
• Modellazione sperimentale e numerica delle interazioni vento-struttura
• Modelli meccanici e numerici per strutture in acciaio e cemento armato
• Valutazione del rischio e della resilienza delle reti di ponti esistenti
• Soluzioni innovative per costruzioni antisismiche

Ambiente, risorse e sicurezza

• Metodologie per lo studio e la gestione dei Nexus Acqua – Energia – Cibo – Ecosistemi
• Metodi probabilistici per la valutazione degli effetti della liquefazione sismica.
• Gestione multirischio e adattamento ai cambiamenti climatici negli hotspot urbani.
• Metodi innovativi nella meccanica computazionale
• Compostaggio di rifiuti organici e bioplastiche
• Strumenti, metodi e modelli per progettare, valutare, pianificare, sviluppare e sfruttare servizi e tecnologie di mobilità e trasporto, compresi gli ITS e la mobilità automatizzata
• Sistemi di sicurezza, fattori umani, utenti stradali vulnerabili e strade sicure
• Integrazione di tecniche di correlazione delle immagini digitali e rilievi fotogrammetrici UAV per il monitoraggio avanzato dell'instabilità dei pendii
• Posizionamento ubiquo/interno, navigazione e fusione di sensori
• Ingegneria costiera, offshore e rinnovabile marina
• Risorse e recupero energetico da acque reflue e rifiuti'