Ph.D. programme in Civil Systems Engineering
Programme presentation
Course Coordinator and President:
prof. eng. Andrea Papola
Duration:
3 years
Description
The Ph.D. course in Civil Systems Engineering at the University of Naples Federico II aims at shaping next generation, highly qualified researchers, policymakers, practitioners, and technicians able to lead and anticipate unprecedented revolutions in civil systems engineering.
Enrolled candidates will be leading-edge managers of key societal issues, including scarcity of environmental resources, unprecedented pressure on populations and territories, need to develop – economic, environmental, societal – sustainable and resilient civil systems. They will be able to lead technological and digital transitions of civil systems, with specific focus on automation, connectivity, and cooperation.
Overall, the PhD program promotes technological and process innovation in civil systems, environmental, and infrastructure engineering, governance and management of territorial transformations, rational and sustainable implementation of civil manufacts and services.
Scopes
Civil systems engineering is experiencing unprecedented revolutions, with ground-breaking opportunities offered by revolutions in digitalisation and in enabling technologies. Reshaping the traditional role of civil systems engineers is a key challenge, to be pursued with an interdisciplinary approach and with a modern view of skills and solutions to be offered.
The PhD program in Civil Systems Engineering (CSE-PhD) aims at anticipating such transformations, by creating an innovative and flexible research environment able to lead the development of new paradigms and tools/solutions able to intercept and predict market trends/needs, with an interdisciplinary and internationally recognised approach.
The CSE-PhD program develops its activities along three key directions:
– Internationalisation: a consolidated network of collaborations with prominent research centres worldwide is available to let PhD students to develop their research in tune with leading-edge trends.
– Personal growth: a solid background on leading topics in civil systems engineering will be developed, thanks both to the internal faculty and to a series of training initiatives that will boost the skills of enrolled PhD students.
– Eye to the market: relevant public and private stakeholders will be part of the training process, sharing their needs and creating a living lab environment to showcase the outcomes of proposed research by PhD students.
Why enrol
– To be part of the research group of one of the most ancient universities in the world, within a stimulating research environment, in connection with prominent research groups worldwide.
– To make the most of the consolidated network of stakeholders and shareholders that can support, fund, and showcase research activities
– To join a group of experienced, prominent researchers in civil systems engineering
Services to PhD students
The Department of Civil, Building and Environmental Engineering, in which the PhD program in Civil Systems Engineering is hinged, has long been working to build new spaces – both indoor and outdoor – and new study rooms for bachelor’s, master’s and PhD students. In March 2023, the study room named after Prof. Vittorio Biggiero and Fabio Rossi was inaugurated, and another study room will be inaugurated soon. In addition, an education office is being established to take care of the needs of bachelor’s, master’s and PhD students.
PhD Quality Management Unit (UGQ-PhD)
To monitor the achievement of the proposed objectives, the pathway of phd students (periods abroad, participation in conferences, research products) and to define Quality Assurance procedures (review, corrective actions, timeframes and methods), the Course has identified a PhD Quality Management Unit (UGQ-PhD) composed by Professors Emilio Bilotta, Francesca Russo and Stefano Papirio and chaired by the Course Coordinator.
Research orientation activities conducted by the PhD board
The professors of the Department of Civil, Building and Environmental Engineering, in which the Civil Systems Engineering PhD course is hinged, have, overall, a strong ability to attract funds to finance and/or co-finance PhD scholarships. To appropriately allocate the PhD scholarships that become available each year, the PhD board of the Civil Systems Engineering PhD course, assisted by all the professors of the Department of Civil, Building and Environmental Engineering, publicises the PhD scholarships on offer to master students through various social channels (Instagram, Facebook and Linkedin) and various national and international mailing lists. Since this year, the Civil Systems Engineering PhD course has also participated to the “Career Day”, an orientation day dedicated to all master’s students. At this event, three PhD students from the Civil Systems Engineering course publicised the course to all master’s students through videos, slides, brochures, and personal testimonials.
Disciplinary areas involved
Research topics
HYDRAULIC AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING
- Misure idrauliche
- Fenomeni di trasporto e mescolamento turbolento nelle correnti a pelo libero
- Processi di scambio all’interfaccia aria-acqua
- Dinamica e morfologia dei versanti e dei corsi d’acqua
- Erosione del suolo e valutazione quali-quantitativa dell’apporto solido ai corsi d’acqua, agli invasi artificiali ed ai litorali
- Previsione e modellazione dei fenomeni di colata rapida di fango e/o di detriti
- Sistemi acquedottistici e di drenaggio urbano
- Reti di irrigazione e reti rurali di drenaggio
- Controllo attivo delle pressioni e produzione di energia rinnovabile nei sistemi di distribuzione idrica affidabilità sismica delle infrastrutture idrauliche
- Progettazione dei sistemi di pompaggio in base alla Direttiva europea sull’eco-design
- Controllo quali-quantitativo e gestione delle risorse idriche superficiali e sotterranee
- Gestione ecosostenibile degli invasi artificiali e delle opere di sbarramento al loro servizio
- Modellazione delle falde acquifere alle diverse scale di osservazione
- Aspetti energetici e ambientali dello sfruttamento delle falde
- Difesa dalle piene e relative politiche di intervento
- Sistemazione dei corsi d’acqua e dei bacini idrografici
- L’impatto del Climate change sulle risorse idriche e sugli eventi idrologici estremi (piene e magre)
- Ingegneria marittima e costiera
- Sistemi innovativi biologici e fisico-chimici per il trattamento delle acque
- Gestione sostenibile dei nutrienti nelle acque di rifiuto
- Valutazione della presenza di microplastiche nelle acque e nei fanghi di depurazione
- Valorizzazione biologica ai fini energetici dei rifiuti organici
- Economia circolare e produzione di molecole di pregio da prodotti di scarto
- Recupero di metalli e terre rare da acque e rifiuti
- Tecniche di carbon capture and utilization (CCU) and storage (CCS) per il contenimento delle emissioni di gas clima-alternati e per la mitigazione dei cambiamenti climatici
- Tecniche di decontaminazione dei suoli.
- Sistemi innovativi biologici e fisico-chimici per il trattamento delle acque; tecniche di decontaminazione dei suoli; gestione e valorizzazione energetica dei rifiuti
TRANSPORTATION SYSTEMS AND INFRASTRUCTURES ENGINEERING
- Processi decisionali per le opere pubbliche e ruolo dell’ingegneria dei sistemi di trasporto
- Pianificazione, programmazione, gestione e monitoraggio di infrastrutture e servizi per il trasporto dei passeggeri e delle merci
- Public engagement
- Analisi e modellazione dei sistemi di trasporto passeggeri e merci
- Modelli di scelta discreta per la stima della domanda di mobilità
- Modelli e metodi per la stima della domanda di mobilità attraverso misure di traffico
- Sviluppo di modelli macroscopici e microscopici e di sistemi di supporto alle decisioni
- Simulazione, ottimizzazione e controllo delle reti o di loro parti
- Analisi e modellazione del comportamento di guida
- Analisi e modellazione dei flussi pedonali e veicolari nelle diverse condizioni di circolazione e di caratteristiche delle infrastrutture
- Paradigmi, approcci e metodi per lo sviluppo di sistemi di trasporto merci digitali e sostenibili
- Teorie e tecniche per la progettazione, costruzione e gestione delle infrastrutture e sovrastrutture stradali, ferroviarie e aeroportuali
- Modelli e metodi per la progettazione e costruzione delle infrastrutture e sovrastrutture stradali, ferroviarie e aeroportuali
- Progetto, impianto ed organizzazione dei cantieri e tecnologie costruttive per le infrastrutture e sovrastrutture stradali, ferroviarie e aeroportuali
- Monitoraggio, controllo, gestione e manutenzione delle infrastrutture e sovrastrutture stradali, ferroviarie e aeroportuali
- Building Information Modeling (BIM) per le infrastrutture stradali, ferroviarie e aeroportuali
- Modelli e metodi per la mobilità sostenibile
- Metodi e modelli per la gestione della sicurezza stradale e delle reti
- Sostenibilità energetica ed ambientale
- Effetti ambientali delle attività costruttive e dell’esercizio delle infrastrutture
- Nuove forme di trasporto passeggeri e merci (mobility-as-a-service, freight-as-a-service, …)
- Sistemi ITS (Intelligent Transport Systems) per la pianificazione, progettazione, gestione e controllo dei sistemi di trasporto
- impatto delle tecnologie sulla progettazione dei sistemi (infrastrutture smart, lean and green)
- sistemi avanzati per l’informazione ai viaggiatori, il controllo della circolazione e l’assistenza alla guida
URBAN AND LANDSCAPE PLANNING AND DESIGN
- City, mobility and environment: from the building up of a shared scientific paradigm to the definition of integrated design techniques
- Resilience and vulnerability of urban and territorial systems to natural and man-made risks
- Processes of urban transformation/requalification and enhancement of the real estate asset
- Smart Cities: from the interpretative paradigms to the evolution of the urban transformations management tools
- Sustainability analysis and assessment of urban and territorial development
- Energy saving and efficiency in the planning and management of urban transformations
- City and energy: planning and management of urban and territorial transformations for environmental sustainability and energy saving
- City, mobility and energy for building up climate change resilient cities
- Ecosystem services
- Urban and region adaptation to Climate change
- Landscape planning and management
- Historic areas and urban change
- Policies of governance del territorio
- Recupero, riqualificazione e trasformazione della città e del territorio
- Public spaces as common landscapes
- Planning and territorial development
BUILDING DESIGN, RE-DEVELOPMENT AND MANAGEMENT
- Progettazione, costruzione e gestione di edifici sostenibili
- Tipologie residenziali sostenibili: il social housing
- Le “forme” della città in estensione: caratteri e metodologie di intervento
- Tecniche costruttive ecocompatibili a basso impatto ambientale
- L’involucro nell’architettura contemporanea tra linguaggio e costruzione
- Caratteri tecnologici ed architettonici per il progetto urbano ecosostenibile
- Recupero di contesti ambientali degradati con interventi paesaggistici non strutturali e tecnologie ecosostenibili
- Architettura e arti figurative nel progetto degli edifici pubblici contemporanei
- Luoghi complessi infrastrutturali: caratteri di permanenza ed opportunità di riqualificazione
- Il progetto dei terminali infrastrutturali: nuove spazialità e modelli tipologici
- Il riuso delle ferrovie dismesse
- Architetture per il servizio sanitario: nuove utenze e tipologie edilizie
- Criteri di progettazione per edifici ad elevata manutenibilità
- Valutazione della durabilità dei componenti edilizi
- L’impatto del climate change sul degrado degli involucri edilizi
- Nuove tecnologie per la gestione dei cantieri in sicurezza
- Building Information Modelling
- Innovazione e sostenibilità nelle malte e nei calcestruzzi
- Riciclare per un’edilizia sostenibile
GEOTECHNICAL ENGINEERING AND ENGINEERING GEOLOGY
- Comportamento meccanico dei geomateriali: analisi sperimentale emodellazione del comportamento statico e dinamico dei terreni saturi e non saturi, delle rocce continue e attraversate da discontinuità.
- Opere geotecniche: analisi e monitoraggio dell’interazione statica e dinamica terreno-struttura in fondazioni superficiali e profonde, opere di sostegno, scavi a cielo aperto, gallerie e opere in sotterraneo, costruzioni in terra, argini e dighe; analisi e monitoraggio dell’interazione tra opere geotecniche e costruito esistente; opere geotecniche come scambiatori di calore in sistemi a pompa di calore geotermica (GSHP).
- Geotecnica sismica: analisi della risposta sismica locale e microzonazione sismica; valutazione della suscettibilità a liquefazione e all’innesco di frane sismoindotte in area vasta e alla scala del manufatto; monitoraggio e analisi del comportamento delle opere geotecniche sotto azioni sismiche.
- Ground improvement: consolidamento e rinforzo dei terreni e delle rocce; isolamento geotecnico sismico e tecniche di protezione attiva e passiva da vibrazioni antropiche; tecniche di mitigazione del rischio di liquefazione; sistemi innovativi biologici e fisico-chimici per il consolidamento dei terreni.
- Stabilità dei pendii: comportamento dei pendii con coltri piroclastiche non sature e in formazioni argillose complesse; frane in roccia e colate rapide; valutazione della suscettibilità, pericolosità e rischio da frana in area vasta e su manufatti e relativa cartografia tematica; applicazioni di tecniche di monitoraggio da remoto alla stabilità del territorio.
- Ammassi rocciosi: caratterizzazione geometrica e meccanica dei sistemi di discontinuità e dei meccanismi di collasso; tecniche di rilevamento da remoto, fotogrammetria e modelli 3D; karst-collapse sinkholes e sinkholes antropogenici.
- Idrogeologia: caratterizzazione di acquiferi in diversi contesti geologici; valutazione delle risorse idriche sotterranee, anche nel contesto dei cambiamenti climatici; chimismo delle falde e isotopi; acque minerali; geotermia; protezione delle falde dalla contaminazione a livello territoriale (valutazione della vulnerabilità e del rischio di inquinamento) e puntuale (aree di salvaguardia dei pozzi).
Requirements
– Master Degree or equivalent
– Knowledge of English (at least B2)
Admission procedure
Qualifications and oral exam
Organization of the Ph.D. course
Second Year
Sarà effettuato un approfondimento dello stato dell’arte della materia oggetto dell’applicazione scientifica assegnata e lo sviluppo delle metodologie necessarie a realizzare il lavoro di tesi. Sintesi ragionate dello stato dell’arte in relazione al tema della ricerca e primi risultati relativi al suddetto sviluppo di metodologie potranno essere portati alla conoscenza della comunità scientifica nazionale ed internazionale.
I 60 crediti formativi previsti per il secondo anno sono ripartiti in: 40 crediti per il lavoro di tesi; 20 crediti per seminari e partecipazione convegni.
Oltre alla verifica di fine anno, sul lavoro svolto, è prevista un’ulteriore verifica in itinere a metà anno.
Third Year
Nel terzo anno verranno approfonditi in via definitiva gli aspetti connessi alle tematiche individuate per lo svolgimento della tesi di dottorato e si metteranno a punto i risultati definitivi e le conclusioni del lavoro di ricerca effettuato. I principali risultati della ricerca svolta dovranno essere presentati ad una rivista internazionale top di settore (10 percentile) in tempo utile per poter portare le revisioni ottenute alla valutazione finale del collegio dei docenti che si terrà, al solito, a fine anno. Anche nel corso del terzo è prevista una verifica intermedia dopo circa 6 mesi per valutare lo stato di avanzamento della ricerca.
Ogni allievo dovrà passare un periodo di almeno 3 mesi all’estero che serviranno ad arricchire la sua ricerca con una cooperazione internazionale.
Final deadlines
By the end of September of the third year PhD students must inform the coordinator whether they intend to:
– apply for the European label;
– write the thesis in English;
– publish the thesis in a partial manner in relation to the use of data protected by industrial secrecy or in cases of publications in the submission phase;
– take advantage of an extension (unpaid) of 6 or 12 months.
Also, by the end of September, having heard their tutors, the PhD students must communicate to the coordinator the names of two possible revisers of their theses, who must be external to the Federico II and, for those who intend to apply for the European label, belonging to two different European countries. Once the names of these reviewers are known, the coordinator sends the file for the reviewers to the PhD candidates, which the PhD candidates must fill in – choosing either the Italian or the English version depending on the nationality of the reviewer – entering the data of each reviewer and personalising the name of the file with the surname of the candidate and of the reviewer. By 10 October, PhD candidates must send the coordinator an almost final version of their thesis to be sent to the 2 reviewers. As soon as the revisions are received, the coordinator sends them to the PhD candidates so that they can take them into account in the final draft of the thesis, which is to be uploaded to Fedoa around mid-December. As soon as the commission for the final examination has been established, the coordinator informs the PhD students of the names and e-mail addresses of the members of the committee, so that they can send them:
– the final version of the thesis;
– the judgments obtained from the reviewers;
– i giudizi ottenuti dal collegio dei docenti;
– the final defence with the external commission is in January.
All the deadlines mentioned above are postponed by:
– 6 or 12 months, for PhD students who have requested such an extension;
– 6 months, for PhD students who have been postponed by the reviewers to the extraordinary session;
– X months, for PhD students whose PhD began X months later than 1 November.
Doctoral student satisfaction questionnaire
In order to improve the quality of the doctoral programme offered each year, the internal committee, in anticipation of the self-assessment questionnaire just finalised at University level, constructed its own self-assessment questionnaire and submitted it to all Ph.D students in the summer of 2023 (cycle XXXVI-XXXVIII). The questionnaire made it possible to identify the Course’s major critical points from the students’ point of view and to provide for its consistent reorganisation.
In particular, didactics has been enriched by keeping the Course’s website up to date, where it is possible to download the poster and detailed calendar of all the courses offered. In addition, team-building activities are being organised, in line with the Ph.D. students’ suggestions included in the free-form part of the questionnaire.