Ambiente, sostenibilità, territori, innovazione e sicurezza - ASTIS

Caratteristiche del corso

Anno accademico:
2024/2025
Tipo di corso:
Dottorati
Ciclo:
XL
Numero posti:
6
Numero borse:
5

Struttura del corso

Coordinatore:
prof. Luca Grilli
Struttura afferente:
Dipartimento di Economia, Management e Territorio
Stato corso:
Istituzione
Codice identificativo:
DOT23X9JRH
Contenuti generali del corso

Il Dottorato punta a formare esperti di elevato profilo, con capacità di analisi dei dati e analisi territoriale, nonché di sviluppo di modellistica che sia trasversale a tutti gli ambiti fondamentali del corso. Questi, infatti, sono tra loro accomunati dal sempre più rapido sviluppo delle tecnologie che consentono di migliorare l’ingegnerizzazione di prodotti sostenibili.
Il Dottorato, caratterizzato da una forte multidisciplinarità, permette di formare figure in grado di effettuare analisi e sviluppo di prodotti/processi altamente tecnologici in cui la sostenibilità è assicurata dal punto di vista ingegneristico e dall'alto contributo innovativo, così come analisi degli effetti territoriali legati alle politiche di sostenibilità e innovazione.
Il Curriculum in “Alimenti e Salute” punta a formare figure in grado di identificare e studiare il mondo animale e vegetale nella sua complessità dal punto di vista salutistico ed utilizzare queste conoscenze al fine di ottenere formulazioni alimentari biologicamente attive, farmaceutiche, e nutraceutiche sicure mirate a prevenire patologie complesse come il cancro e disordini immunologici, in definitiva, di raggiungere un evidente impatto positivo sulla salute umana.
Gli strumenti a disposizione dei Dottorandi, senza perdita di generalità, possono essere applicati a diversi settori in cui l'innovazione, la sicurezza e la sostenibilità sono fattori chiave. Tra questi possono essere citati quello Agroalimentare, Sanitario ed Ambientale.
Nel Curriculum "Metodi e Modelli Quali-Quantitativi", la modellistica statistico-matematico-ingegneristica, dunque, diventa cruciale per il Dottorando poiché costituisce la sua “cassetta degli attrezzi” utile allo sviluppo di strumenti/metodi/processi e tecniche di data mining caratterizzati da forte interoperabilità tra i diversi ambiti. Relativamente al curriculum “Alimenti e Salute” diventa essenziale l’implementazione di tecnologie bio-informatiche, analitiche, tecnologico-farmaceutiche, bio-ingegneristiche, bio-tecnologiche, bio-mediche e alimentari finalizzate alla realizzazione di modelli di economia circolare, tramite l’utilizzo di prodotti di scarto dell’industria agro-alimentare.
Il Dottorato ambisce a creare una nuova generazione di esperti che contribuisca a una società più equa e sostenibile. Questo obiettivo, per essere raggiunto, richiede una preparazione multidisciplinare e un approccio alle problematiche da differenti punti di vista, considerando come tema unico la sostenibilità delle soluzioni. Per questa ragione, il dottorato ha l'obiettivo di fornire ai dottorandi le giuste conoscenze per affrontare sfide globali e sviluppare una carriera professionale a livello internazionale, nell'arena globale della sostenibilità e sicurezza.
I temi di ricerca, sebbene ampi ma circoscritti nelle loro interrelazioni e specificità, consentono di introdurre fattori analitici relativi all'intelligenza artificiale, al data mining, all'innovazione sostenibile in ambito ingegneristico, alla sostenibilità di nuove formulazioni alimentari a fini salutistici e preventivi, all'impatto territoriale dei processi produttivi e alla valorizzazione di sottoprodotti di lavorazione, nel rispetto delle norme di sicurezza imposte dall'attuale quadro normativo e in un'ottica di economia circolare, con importanti ricadute sulla società. A titolo di esempio citiamo: la riduzione degli sprechi dei rifiuti alimentari generati nella vendita al dettaglio e dei consumatori e la riduzione delle perdite di cibo lungo le filiere di produzione e fornitura; la riduzione sostanziale della produzione di rifiuti attraverso la prevenzione, la riduzione, il riciclaggio e il riutilizzo; il recupero delle risorse idriche; la salvaguardia dell'ambiente e della biodiversità in coerenza con l'approccio ecosistemico su base scientifica (COP 5) e la connessa Convenzione sulla diversità biologica (COP 5, Decision V/6), nonché con la Strategia nazionale sulla biodiversità e i Piani per il Clima.
Inoltre, l’approccio sarà applicato nello sviluppo di biomarcatori metabolici, genetici e microbiotici, utilizzati per monitorare l’efficacia degli alimenti funzionali e per ottimizzare le piattaforme diagnostiche esistenti attraverso collaborazioni con aziende biotecnologiche e farmaceutiche.
Gli obiettivi dell'innovazione, della sicurezza e della sostenibilità sono declinati in modo assai variegato e disomogeneo dal punto di vista giuridico nelle diverse normative settoriali,
assumendo significati talora assai differenti. Con riferimento ai settori sanitario, agroalimentare e ambientale sarà pertanto necessario comprendere il ruolo che le norme assegnano ai concetti chiave della sicurezza, dell'innovazione e della sostenibilità per fornire un quadro chiaro di regole e principi all'interno e nel rispetto dei quali sviluppare prodotti, processi e progettualità.  

Obiettivi formativi

Il corso ha l’obiettivo di formare figure professionali in grado di intervenire sull’aggiornamento delle infrastrutture e ammodernamento delle industrie per renderle sostenibili, con maggiore efficienza delle risorse da utilizzare e una maggiore adozione di tecnologie pulite e rispettose dell'ambiente e degli stessi processi industriali, garantendo sistemi di produzione sostenibili e sicuri ed un uso efficiente delle risorse ambientali ed energetiche. Le tematiche sulle quali verteranno i temi di ricerca e formazione del Dottorato sono quelle contenute nella Strategia Nazionale di Sviluppo Sostenibile (SNSvS), nell'agenda 2030 e nel PNRR. Facendo leva sulle peculiarità sociali ed economiche del territorio, i Dottorandi impareranno ad applicare metodologie e utilizzare strumenti che consentono di quantificare gli impatti generati dall'introduzione, in azienda e sul territorio, di innovazioni nell'ambito di prodotti, processi e tecnologie. Il programma del Dottorato mira a fornire una formazione avanzata sulle tecniche, le architetture con riferimento anche
agli strumenti dell'Intelligenza Artificiale. In particolare, il futuro dottore di ricerca sarà in grado anche di padroneggiare le principali tecniche di Machine Learning, Deep Learning, Reinforcement Learning e Genetic Algorithm e del Data Mining al fine di determinare, in autonomia, quale sia lo strumento migliore per risolvere un problema. Questo permette il trasferimento delle conoscenze (c.d. “Transfer Learning”) da un settore all'altro, formando
una figura in grado di indirizzare l'innovazione. L'obiettivo del Curriculum “Alimenti e Salute” è di formare una figura professionale capace di attuare nuove soluzioni biotecnologiche nel campo dell’industria agro-alimentare e in quello biomedico, e quindi preparare figure leader competitive e di alto livello in grado di inserirsi nei laboratori di ricerca di istituti accademici, dell'industria e di enti sia pubblici che privati. Il triennio del corso prevede il raggiungimento di un elevato standard di formazione sia sul piano teorico che sperimentale. Gli ambiti formativi offerti riguardano prevalentemente i settori delle nanotecnologie, dell’estrazione e caratterizzazione strutturale di principi attivi da vegetali edibili e dal microbiota intestinale, della sicurezza e qualità delle materie prime e dei prodotti finiti, dello sviluppo di prodotti di interesse nutraceutico-alimentare, dell’applicazione di nanovettori e biomateriali a modelli in vitro, ex-vivo e in vivo di ageing, di patologie umane, di bioingegneria dei tessuti, di diagnostica molecolare, e del sistema economico pianificato per riutilizzare i materiali in successivi cicli produttivi. Gli studenti svilupperanno un approccio di ricerca interdisciplinare/traslazionale tra le scienze chimiche, fisiche, biologiche, tecnologiche, economiche e mediche. Saranno inoltre in grado di comunicare efficacemente i risultati conseguiti alle comunità scientifiche come pure alle realtà aziendali, maturando tali competenze grazie alle attività di resoconto periodico delle loro attività in lingua italiana e inglese e acquisendo nozioni multidisciplinari in accordo all’ attività didattico-formativa di tipo frontale prevista nella presente proposta di Dottorato.

Il Dottore di ricerca sarà anche in grado di padroneggiare gli aspetti giuridici e di fornire supporto e consulenza nello sviluppo di progettualità che per ciascun settore siano da un lato pienamente rispettose dei vincoli normativi, dall'altro siano in grado di intercettare al meglio le risorse finanziarie messe a disposizione dagli strumenti pubblicistici di programmazione. Il Dottore di ricerca potrà essere formato anche sugli aspetti legati alla storia e alle politiche dei territori al fine di inquadrare anche dal punto di vista storico, geo-economico e geopolitico le problematiche legate allo sviluppo, alla sicurezza e alla integrazione nazionale e comunitaria. I temi principali della formazione ruotano intorno al quadrilatero “ambiente-sostenibilità-sicurezza-innovazione” e riguardano: il Data Mining, l'analisi, la misurazione e la valutazione del rischio; la modellizzazione dei problemi per la ricerca di un ottimo; lo sviluppo e l'implementazione di reti diffuse (e.g., Blockchain) per il trasferimento di informazioni; l'analisi delle immagini (e.g., satellitari, diagnostiche); il design dei prodotti/processi secondo gli attuali standard; lo sviluppo di metodi e modelli matematici per il supporto alle decisioni, l'analisi territoriale; la conoscenza e l’implementazione di modelli ex-vivo e in-vivo di patologie umane; lo sviluppo di preparazioni alimentari biologicamente attive da utilizzare in campo sanitario; e lo sviluppo di innovativi dispositivi o test diagnostici per il tracciamento dell’efficacia delle suddette preparazioni alimentari.  

Coerenza con gli obiettivi del PNRR

Il corso di Dottorato è in linea con gli obiettivi del Next Generation EU (NGEU) e del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR). Le tematiche scientifiche, infatti, hanno idee di innovazione e sostenibilità trasversali tra i diversi settori. Nello specifico, l’offerta formativa del Dottorato persegue le seguenti missioni (M) e componenti (C) del PNRR:

  • M1. Digitalizzazione, innovazione, competitività, cultura e turismo. I temi di ricerca delle tesi, supervisionate nell’ambito della Missione 1, permetteranno di contribuire allo studio ed all’analisi della produttività del territorio, del design industriale, e del tessuto imprenditoriale delle aree investigate, per migliorarne la connettività, particolarmente rilevante, nelle zone marginali, rurali ed aree interne tanto da innescare uno sviluppo più sostenibile tra le comunità interessate ed il mercato globale;
  • M2. Rivoluzione verde e transizione ecologica. I temi di ricerca delle tesi, supervisionate nell’ambito della Missione 2, contribuiranno allo studio e all’analisi di modelli di business adeguati alla gestione sostenibile dei beni ambientali e alla proposizione di politiche miranti alla salvaguardia delle risorse naturali, al fine di ridurre i divari di crescita sostenibile dei territori investigati.

Missione 3: Infrastrutture per una mobilità sostenibile. I temi di ricerca delle tesi, supervisionate nell’ambito della Missione 3, contribuiranno a proporre modelli di crescita economica e sociale in grado di favorire una mobilità sostenibile, a tutti i livelli spaziali territoriali interessati (urbani, peri-urbani, regionali, nazionali), proponendo studi di business e di politiche strategiche volte ad espandere, in maniera efficiente, la catena logistica di nuova costruzione e ad ottimizzare l’utilizzo delle infrastrutture esistenti, aumentandone la fruizione;

  • M2C1: Agricoltura Sostenibile ed Economia Circolare, M2C1.1 – Migliorare la Capacità di Gestione Efficiente e Sostenibile dei Rifiuti e il Paradigma dell’economia Circolare, per la ricerca sull’impiego di materiali da costruzione con riutilizzo di plastiche di scarto, coltivando la cultura e la consapevolezza dell’edilizia eco-sostenibile e della sfida ambientale e contribuendo alla realizzazione di un progetto faro di economia circolare (Investimento 1.2);
  • M2C2: Energia Rinnovabile, Idrogeno, Rete e Mobilità sostenibile, per il raggiungimento degli obiettivi europei e nazionali di decarbonizzazione e di riduzione delle emissioni totali di gas serra, anche mediante soluzioni innovative di produzione di energia, in termini sia di tecnologie sia di assetti e configurazioni impiantistiche, quali i sistemi di generazione di energia rinnovabile off-shore, in linea con l’Investimento 1.3.

Missione 6: Salute
M6C1: Reti di prossimità, strutture e telemedicina per l’assistenza sanitaria territoriale
M6C2: Innovazione, ricerca e digitalizzazione del servizio sanitario nazionale

Attività didattiche

Insegnamenti previsti

  • Metodi Matematici per la Data Science  
  • Analisi dei Dati 1  
  • Deep and Machine Learning e Applicazioni 
  • Natural Language Processing e Applicazioni 
  • Il riciclo dei sottoprodotti nei processi alimentari 
  • Imballaggi a basso impatto ambientale per il confezionamento alimentare
  • Chimica ambientale e sostenibile  
  • Biosensori: dispositivi diagnostici innovativi per il monitoraggio della sicurezza e sostenibilità 
  • Approcci al rilascio modificato di principi attivi e nanotecnollogie
  • Diritto Amministrativo, innovazione e sicurezza ambientale 
  • Biologia applicata all’uso biomedico di fitochimici attivi e di derivati del miocrobioma intestinale umano  
  • Analisi dei Dati 2  
  • Simulazione di Processi Stocastici
  • Fonti di energia rinnovabile  
  • Tecniche di protezione ambientale 
  • Sostenibilità territoriale e bioeconomia 
  • Sistemi di gestione e di comunicazione ambientale  
  • Metodologie di  medicina di laboratorio avanzate nella  medicina anti- aging e del wellness: dalla teoria alla diagnostica predittiva e preventiva, alla pratica clinica
  • Modellistica della fisiopatologia d’organo: studio delle barriere al delivery di principi nutraceutici  

Altre attività didattiche

  •  Perfezionamento informatico  
  • Gestione della ricerca e della conoscenza dei sistemi di ricerca europei e internazionali
  • Perfezionamento linguistico  
  • Attività di laboratorio  
  • Seminari 
Requisiti di ammissione

Tutte le lauree magistrali

Sbocchi occupazionali e professionali

Il corso di Dottorato, grazie all'approccio interdisciplinare che fonde l'area ingegneristica con quella matematico-statistica, informatica, economica, tecnologica, salutistica, geografico-economica e giuridica, permette di sviluppare expertise avanzate. Gli sbocchi occupazionali possono essere così suddivisi:

  • Nella Comunità Accademica: i dottori di ricerca potranno intraprendere la carriera scientifica presso Atenei ed Enti di ricerca, italiani ed esteri. Potranno inoltre trovare impiego nello svolgimento, nel coordinamento e nella gestione di attività di ricerca e sviluppo tecnologico all'interno di strutture di ricerca e sviluppo di aziende e imprese attive nei campi di interesse del corso, negli ambiti di diverse discipline chimiche, fisiche, tecnologiche, biologiche, mediche ed economiche.
  • Presso le PA: le competenze acquisite permetteranno ai dottori di ricerca di ricoprire ruoli dirigenziali, con particolare attenzione agli obiettivi di sostenibilità ed alle dinamiche legate al territorio, con conoscenze chimico-fisiche e mediche ben armonizzate tra loro.
  • Presso i privati (imprese): i dottori di ricerca saranno in grado di risolvere problemi di elevata complessità che nascono dalla mission aziendale, operando in un contesto produttivo incentrato sulle tematiche della sostenibilità ambientale, del trasferimento tecnologico e dell'innovazione, al fine di sostenere la competitività in un mercato in continua evoluzione.

La figura formata nel corso di Dottorato avrà consuetudine a ricercare soluzioni ai problemi aziendali o di trasformazione sociale e territoriale nella prospettiva della sostenibilità, adottando l'approccio del ciclo di vita e dell’economia circolare nell’ambito della nutraceutica e della formulazione di alimenti funzionali e di test diagnostici per il tracciamento. Ciò consentirà al Dottorando di poter operare utilmente sia in azienda, per indirizzarla su un
sentiero di crescita sostenibile, sia nella pubblica amministrazione per la definizione di politiche basate sui principi della sostenibilità.

Curricula con attività didattica
  1. METODI E MODELLI QUALI-QUANTITATIVI
    Il curriculum "Metodi e Modelli Quali-Quantitativi" offre agli studenti la possibilità di conseguire una specializzazione altamente professionalizzante per l'analisi economica e la formulazione di politiche in ambiti di grande attualità, per comprendere gli effetti dell'azione umana sugli ecosistemi - cambiamento climatico, inquinamento, depauperamento di risorse naturali, acquisire gli strumenti di analisi economica, territoriale, tecnica e quantitativa per la formulazione di politiche ambientali ed energetiche, sia in ambito industriale che di agenzie di protezione ambientale, nazionali e internazionali. Il percorso si propone di formare dottori di ricerca con un ampio bagaglio di alta formazione nelle aree economico, matematico-statistiche, informatiche ed ingegneristiche. Gli strumenti qualitativi e quantitativi acquisiti devono permettere di affrontare le sfide che interessano l’economia odierna: sostenibilità socio ambientale dello sviluppo economico e l’uso delle risorse naturali. L'analisi territoriale rappresenta lo stretto contatto con la realtà, consentendo al Dottorando di mettere a fuoco le relazioni fra teorie, metodi, processi, strumenti e contesto ambientale e socio-economico nei quali si applicano.  
  2. ALIMENTI E SALUTE 
    Il Curriculum in “Alimenti e Salute” ha come obiettivo primario l’alta formazione di ricercatori con competenze nell’ambito delle caratteristiche nutrizionali, salutistiche e bio-tecnologiche, della sicurezza e qualità chimica e biologica, idonee alla formulazione di prodotti alimentari innovativi e con elevato valore nutrizionale. Le attività seguiranno i principi di green economy e di economia circolare, promuovendo l’utilizzo di risorse locali, ovvero di principi attivi ottenibili da piante edibili e loro sottoprodotti, parallelamente allo studio delle modificazioni del microbiota intestinale e dei suoi principi attivi in seguito a diversi stili di vita, e allo sviluppo e progettazione di alimenti ad alto potere salutistico, anche con l’impiego di metodologie innovative (nanotecnologiche). Un aspetto fondamentale del curriculum è l'integrazione delle biotecnologie avanzate per sviluppare nuovi dispositivi e test diagnostici che colleghino alimentazione, microbiota, metabolismo e patologie croniche, come quelle neurodegenerative. La sperimentazione di metodi e strumenti innovativi permetterà l’acquisizione di un “know how” potenzialmente utile per il trasferimento tecnologico e la valorizzazione dei risultati della ricerca nell’ambito delle filiere produttive delle aziende presenti sul territorio per migliorare la prevenzione e la gestione delle malattie legate all’invecchiamento. La valutazione delle caratteristiche salutistiche dei prodotti fortificati ottenuti permetterà inoltre un importante riflesso nell’educazione sanitaria che il Curriculum intende raggiungere. Da un punto di vista farmacoeconomico, le conoscenze acquisite dal ricercatore così formato porterebbero a sviluppare una forma mentis protesa a ridurre le ospedalizzazioni e i cosiddetti costi sanitari diretti, a soffermarsi su possibili soluzioni alimentari e sanitarie che risultino alternative efficaci rispetto ai metodi di cura e trattamenti che richiedono la degenza in strutture.