Ingegneria Elettrica, dei Materiali e delle Nanotecnologie

Il Dottorato in Ingegneria Elettrica, dei Materiali e delle Nanotecnologie (Electrical, Materials and Nanotechnology Engineering - EMNE) è organizzato in tre curricula, per ognuno dei quali nella fase di rinnovo di ogni ciclo è definito il numero di borse assegnate dall'Ateneo o finanziate da Enti Esterni e Fondo Giovani. 
La formazione didattica, disegnata sulla preparazione e sulle competenze del singolo dottorando, è prevalentemente affidata alla frequenza di corsi istituzionali organizzati dalle Facoltà tecnico-scientifiche e coordinati, a livello nazionale, dai vari settori scientifico-disciplinari coinvolti, come pure da corsi e seminari svolti in sede locale. 
L'uso della lingua inglese è fortemente incoraggiato quale requisito necessario per la partecipazione a scuole e congressi internazionali, con presentazione di memorie e nella stesura della tesi finale.
 
Curriculum A: Ingegneria Elettrica

Il curriculum "Ingegneria Elettrica" del Dottorato EMNE è un corso che tratta tematiche di formazione di terzo livello di notevole attualità ed interesse sia a livello scientifico che a livello tecnologico ed industriale. Il rapido sviluppo che hanno avuto le nuove tecnologie e le micro/nanotecnologie ha prodotto rilevanti innovazioni nell'ingegneria elettrica, che oggi trova un ampio e diffuso sviluppo in molteplici settori industriali che spaziano dall'ingegneria degli apparati e sistemi di potenza e di segnale, alla mobilità elettrica, all'automotive, all'aerospazio, alle smart grid, alla domotica. Tematiche di interesse riguardano ad esempio i veicoli elettrici - spaziando dalle automobili per arrivare fino agli aerei, la compatibilità elettromagnetica degli elettrodotti e delle antenne per telecomunicazione, i nanomateriali per l'ingegneria elettrica e la schermatura elettromagnetica , le tecniche di misura, le tecnologie e i sistemi per utilizzo efficiente delle fonti energetiche rinnovabili per la generazione dell'energia, anche combinata, l'integrazione su larga scala di risorse rinnovabili (e.g. eolico offshore) e lo studio di strutture innovative di rete in un contesto pan-Europeo. 
Il corso è aperto a laureati (laurea specialistica, magistrale o titoli equivalenti) di varie formazioni tecnico-scientifiche, che sono interessati a sviluppare tematiche avanzate di ricerca nel settore dell'Ingegneria Elettrica. 
Ambiti lavorativi nei quali il Dottore in EMNE con specializzazione nel settore dell'ingegneria elettrica trova collocazione sono rappresentati ad esempio dalle aziende di seguito elencate: ABB, Schneider, Siemens, ENEL, Terna, ACEA, FIAT Engineering, RAIWAY, TIM, NORTEL, CONTRAVES, ITALFER, IVECO, Finmeccanica, etc. 
L'attività di ciascun dottorando può spaziare in tutto il campo dell'ingegneria elettrica ed in particolare nelle aree di: Elettrotecnica/ Convertitori, Macchine ed Azionamenti Elettrici / Misure Elettriche ed Elettroniche / Sistemi Elettrici per l'Energia. 
Nel progetto formativo sono offerte agli allievi quattro orientamenti culturali, e precisamente: 

A1. Macchine ed Azionamenti Elettrici 
Tale indirizzo è finalizzato ad attività di ricerca su problematiche associate a dispositivi a potenza concentrata per ottenere una conversione dell'energia controllata ed efficiente, per gestire i flussi di potenza in sistemi complessi, per la movimentazione di precisione e ad alte prestazioni. Il progetto formativo prevede un elevato grado di interdisciplinarietà essendo richiesta per tali dispositivi una sempre maggiore versatilità e affidabilità. 
A2. Elettrotecnica e compatibilità elettromagnetica
Tale indirizzo è focalizzato su attività di ricerca che vertono su tematiche di compatibilità elettromagnetica, con particolare riferimento ad esempio allo studio delle interazioni di campi elettromagnetici con sistemi complessi, allo sviluppo di tecniche e materiali innovativi per la schermatura di campi elettromagnetici in alta e bassa frequenza, e all'analisi delle interferenze elettromagnetiche tra sistemi di potenza e sistemi di segnale. Le attività di ricerca richiedono una padronanza delle conoscenze tecnico/scientifiche più avanzate relative all'elettromagnetismo applicato, alle misure elettriche ed elettroniche in diverse campi di frequenze, ai circuiti elettrici ed elettronici. Un aspetto importante della formazione riguarda lo studio delle proprietà elettriche ed elettromagnetiche di nanomateriali, lo sviluppo dei relativi approcci di modellistica e delle tecniche di caratterizzazione, la progettazione di schermi elettromagnetici e materiali radar assorbenti nanostrutturati. 
A3. Gestione dell'energia e dell'ambiente
Il terzo indirizzo prevede una forte interazione tra il mondo dell'energia e quello della gestione dei sistemi industriali e finanziari. Anche in questo caso il progetto formativo prevede un elevato grado di interdisciplinarietà e interazioni con altri settori scientifici. Particolare attenzione viene rivolta ai problemi del risparmio energetico e della microgenerazione distribuita anche in relazione alla liberalizzazione del mercato dell'energia elettrica. 
A4. Impianti elettrici e tecnologici
Il quarto indirizzo è finalizzato ad attività di ricerca avanzate nella progettazione, ottimizzazione, costruzione, gestione e manutenzione degli impianti elettrici e degli impianti tecnologici con questi interagenti. In tal caso si tratta di avviare gli allievi su progetti formativi alla ricerca ampi e molto ricchi che comprendono sia gli impianti di produzione e trasmissione dell'energia elettrica, compresi quelli di tipo non convenzionale, sia gli impianti di distribuzione e utilizzazione dell'energia, compresi quelli speciali quali impianti ospedalieri e impianti di trazione elettrica, sia gli impianti elettrici per la generazione di energia da fonti alternative. Di notevole attualità sono le ricerche che vertono sullo sviluppo di smart grid e di sistemi elettrici per la domotica. Nell'ambito di tale indirizzo trova anche ampio spazio la formazione sulle moderne tecnologie per la progettazione, realizzazione, qualificazione dei componenti elettrici impiegati negli impianti, unitamente alle più avanzate tecniche di intelligenza artificiale per la diagnostica dei guasti nei componenti (trasformatori, macchine rotanti, convertitori, cavi, condensatori,...) e l'automazione degli impianti. 

Curriculum B: Ingegneria dei Materiali e delle Materie Prime

Orientato a fini applicativi, il curriculum "Ingegneria dei materiali e delle Materie Prime" del corso di dottorato EMNE si configura come momento di ricerca e sviluppo di tematiche interdisciplinari proprie dei settori individuati nell'ambito dell'ingegneria dei materiali, dell'ingegneria delle materie prime, della metallurgia e della protezione ambientale. 
Gli obiettivi formativi sono indirizzati allo sviluppo di ricercatori con una forte preparazione di base, in grado di operare in campi che vanno dalle scienze dell'ingegneria alla ricerca applicata di tipo industriale. 
I corsi sono aperti a laureati (laurea specialistica, magistrale o titoli equivalenti) di varie formazioni tecnico-scientifiche che intendono avvicinarsi alla ricerca sui materiali e sulle materie prime, privilegiando le radici comuni fortemente interdisciplinari, che vanno dalla qualità alla sicurezza, dalle misure alla modellistica, dalle sperimentazioni alla progettazione integrata. Inoltre, viene tenuta presente la particolare situazione occupazionale del nostro paese, in modo che la frequenza e la conclusione del dottorato siano proficue per i candidati: per questo vengono privilegiati temi di interesse applicativo ed incoraggiati rapporti di collaborazione, con eventuali soggiorni, con enti e centri di ricerca nazionali e stranieri. La preparazione che si intende promuovere dovrà essere spendibile in attività di ricerca sia in ambito universitario che in ambito industriale. 
Il curriculum fa riferimento prioritario ai laboratori ed alle competenze del Dipartimento di Ingegneria chimica materiali ambiente. Il percorso formativo del dottorando prevede un'attività di apprendimento degli strumenti e delle metodologie di ricerca da svolgersi preferibilmente sotto il controllo di un docente-guida, non necessariamente afferente al collegio, con l'elaborazione, condotta autonomamente, di una tesi finale, fortemente specializzata, nell'ambito di una delle tematiche di ricerca proprie dei curricula 
Negli anni più recenti sono state sviluppate attività di dottorato sui materiali ceramici funzionali, sullo stoccaggio sotterraneo di CO2, sui compositi ad elevata compatibilità elettromagnetica, sulla caratterizzazione e realizzazione di lamine metalliche per la produzione di catodi per celle elettrochimiche, nonché di materiali catodici per batterie litio-ione, sulla caratterizzazione dei materiali solidi particolati, sui modelli di rischio e gestione della sicurezza nelle gallerie stradali e ferroviarie, sullo sviluppo di manufatti ottenuti dal riciclaggio di materiale plastico, con implementazione dei metodi di caratterizzazione, progettazione e ottimizzazione delle mescole, sui materiali per elettrolizzatori polimerici e per celle a combustibile, sulla resistenza a fatica di acciai austeno-ferritici, sui modelli matematici di deflusso e del trasporto di massa applicati allo studio di siti contaminati, sull'archeometallurgia, sui nanomateriali. 

Curriculum C: Nanotecnologie

Il curriculum "Nanotecnologie" del Dottorato EMNE si pone come obbiettivo l'approfondimento e lo sviluppo di tematiche di ricerca nel settore delle nanotecnologie per l'ingegneria dei materiali e per l'ingegneria elettrica. L'innovazione di prodotti e processi per applicazioni nei diversi settori dell'industria ad elevato contenuto tecnologico richiedono lo sviluppo di nuovi approcci tecnologici all'avanguardia al fine di realizzare nuovi materiali multifunzionali ed intelligenti con capacità di autodiagnostica e controllo remoto delle proprietà funzionali. L'integrazione all'interno di un unico materiale di funzionalità molteplici richiede il controllo della struttura del materiale stesso a partire dalla nanoscala. Pertanto, gli allievi di questo indirizzo del dottorato EMNE svilupperanno attività di ricerca nei settori della progettazione, fabbricazione e caratterizzazione di superfici funzionalizzate, con capacità di autodiagnostica, monitoraggio e controllo delle proprietà elettriche, elettromagnetiche, termiche e meccaniche. Alcune delle tematiche di interesse di questo curriculum nascono proprio dalle sinergie e la collaborazione tra i diversi settori disciplinari che afferiscono al dottorato. Alcuni esempi sono ad esempio lo sviluppo di rivestimenti nanostrutturati multifunzionali, nanomateriali per la schermatura elettromagnetica e l'assorbimento delle radio-frequenze e delle microonde, film sottili nanostrutturati multifunzionali trasparenti per il controllo energetico. 
Il corso è aperto a laureati (laurea specialistica, magistrale o titoli equivalenti) di varie formazioni tecnico-scientifiche, che sono interessati a sviluppare tematiche avanzate di ricerca nel settore delle nanotecnologie.

© Università degli Studi di Roma "La Sapienza" - Piazzale Aldo Moro 5, 00185 Roma