L’obiettivo dell’insegnamento di TRANSPORT PHENOMENA IN FLUIDS (9 CFU) è quello di fornire conoscenze approfondite sulla dinamica dei fenomeni di trasporto-diffusione-dispersione nei corpi idrici superficiali, con particolare riferimento all’ambiente estuariale e costiero. L’insegnamento mira a fornire le competenze necessarie allo sviluppo dei modelli matematici idonei alla trattazione dei principali fenomeni di interesse, nonché alla loro applicazione per la simulazione e studio di casi realistici. Al termine del corso gli studenti saranno in grado di: comprendere e modellare la dinamica dei fenomeni di trasporto-diffusione-dispersione, applicare modelli matematici di adeguata complessità a casi realistici, ottenere dati numerici e interpretarne il significato.

L’obiettivo dell’insegnamento Ocean Dynamics-A (General Theory) è fornire conoscenze approfondite sulla dinamica dei flussi atmosferici e marini/oceanici a media e larga scala in presenza e assenza di stratificazione. L’insegnamento mira a sviluppare le competenze necessarie per lo sviluppo di schemi e modelli matematici idonei alla trattazione dei principali fenomeni di interesse per la dinamica degli oceani, nonché la comprensione dei modelli numerici e di laboratorio utilizzati per la simulazione di tali processi. L’insegnamento mira inoltre a definire i modelli concettuali a complessità crescente per la rappresentazione dei flussi atmosferici e marini/oceanici.
Al termine del corso gli studenti saranno in grado di: comprendere la complessa dinamica dei flussi atmosferici e marini/oceanici che si possono sviluppare a differenti scale spaziali, in presenza e assenza di stratificazione; selezionare i modelli più appropriati per la simulazione delle diverse tipologie di flusso; interpretare, comprendere ed utilizzare i dati provenienti da esperimenti di laboratorio e/o simulazioni numeriche di flussi stratificati.

Il modulo NUMERICAL METHODS mira a fornire le conoscenze fondamentali sui metodi numerici e statistici per la soluzione di problemi applicativi tipici dell’ingegneria costiera e a sviluppare le competenze necessarie per lo sviluppo di semplici modelli numerici e statistici e per la corretta e consapevole applicazione di software di calcolo di elevata complessità. L’insegnamento si propone di fornire una conoscenza approfondita 1) di un linguaggio di calcolo tecnico scientifico; 2) dei principali metodi numerici per la soluzione di equazioni differenziali ordinarie e alle derivate parziali; 3) della statistica descrittiva e inferenziale orientata alle applicazioni tipiche dell’ingegneria costiera. Al termine del corso gli studenti saranno in grado di: 1) utilizzare un linguaggio di calcolo tecnico scientifico per lo sviluppo di semplici programmi di calcolo e di applicazioni statistiche tipiche dell’ingegneria costiera, 2) progettare, sviluppare, validare e applicare algoritmi per l’integrazione delle equazioni differenziali ordinarie e alle derivate parziali più diffuse nel campo dell’ingegneria costiera, visualizzando efficacemente i risultati e interpretandoli criticamente, 3) condurre analisi statistiche per la descrizione di grandi quantità di dati, 4) progettare e svolgere analisi per lo sviluppo di modelli statistici, 5) individuare, reperire e comprendere la letteratura tecnico scientifica di riferimento per specifici problemi di interesse, anche avvalendosi di motori di ricerca (Scopus, Web Of Science).

Il corso fornisce le nozioni fondamentali sui metodi di misura e rilevamento applicabili in ambiente marino, con particolare riferimento ai sistemi remoti basati su satelliti e agli strumenti per monitoraggio in situ di tipo idraulico e meteomarino (boe, correntometri, anemometri, mareografi). Al termine del corso gli allievi conosceranno i concetti di base delle misure da satellite (fisica delle radiazioni elettromagnetiche, sistemi a sorgente attiva e passiva) e avranno sviluppato competenze di base sull’analisi delle immagini. Saranno fornite nozioni sulle orbite satellitari, sulle principali missioni e sulla disponibilità di dati. Gli allievi saranno in grado di ottenere e analizzare i prodotti del programma Copernicus e di sfruttare tali informazioni per la soluzione di problemi applicativi dell’ingegneria costiera e marina, con particolare riferimento allo studio dei campi idrodinamici e della qualità delle acque.

Coastal Hydrology-B mira a fornire le conoscenze e a sviluppare le competenze necessarie per lo studio e la valutazione del trasporto e trasformazione delle sostanze inquinanti nei corpi idrici superficiali e sotterranei verso le coste, per la valutazione dei conseguenti rischi per la salute umana e la determinazione di interventi di bonifica in ambito costiero e marino. Le conoscenze sono indirizzate allo studio della dinamica dei contaminanti nell’interfaccia costiera, determinata dalle principali forzanti idrologiche ed antropiche. Nel quadro di questo percorso, l’insegnamento si propone di fornire una conoscenza approfondita 1) delle principali fonti di contaminazione del suolo e degli acquiferi, 2) della modellazione dei processi di trasporto di contaminanti, con particolare riferimento all’ambiente costiero, in funzione delle forzanti idrologiche, 3) dei modelli matematici per l’analisi della propagazione del contaminante nei suoli, negli acquiferi e nei corsi d’acqua verso l’ambiente costiero; 5) del concetto di rischio per la salute umana collegato all’utilizzo domestico di acqua contaminata in ambito costiero e marino; 6) delle principali opere di bonifica delle acque superficiali e sotterranee che sfociano nelle coste.

Coastal Hydrology - A è un insegnamento caratterizzante che ha lo scopo di sviluppare ed approfondire le conoscenze relative all’idrologia, superficiale e sotterranea, e le competenze necessarie per la modellazione dei principali fenomeni idrologici di interesse pratico che coinvolgono gli scambi idrici lungo l’interfaccia costiera.
Esso fa parte del Corso di laurea magistrale in “Sustainable Coastal and Ocean Engineering”, il quale ha l’obiettivo di formare un ingegnere civile ad alta qualificazione in grado di operare nell’ambito delle infrastrutture costiere e marine, rivolgendo particolare attenzione alla protezione dell’ambiente e allo sviluppo sostenibile in un contesto di cambiamento climatico e ambientale.
L’insegnamento si propone di fornire una conoscenza approfondita 1) dei principali fenomeni fisici coinvolti nel ciclo idrologico, 2) delle principali problematiche relative allo sfruttamento delle risorse idriche, 3) dei dati idrologici, della loro acquisizione e analisi, 4) della modellazione idrologica dei processi di flusso negli acquiferi e nella zona vadosa, 5) della modellazione idrologica dei principali fenomeni che avvengono a scala di bacino e che concorrono alla formazione dei deflussi superficiali, verso la costa e il mare, 6) e dell’approccio da utilizzare nella formalizzazione di un modello idrologico complesso e nella sua interfaccia con l’ambiente costiero e marino.

Coastal Hydrology - B fa parte del Corso di laurea magistrale in “Sustainable Coastal and Ocean Engineering”, il quale ha l’obiettivo di formare un ingegnere civile ad alta qualificazione in grado di operare nell’ambito delle infrastrutture costiere e marine, rivolgendo particolare attenzione alla protezione dell’ambiente e allo sviluppo sostenibile in un contesto di cambiamento climatico e ambientale.
Nel quadro di questo percorso, Coastal Hydrology - B è un insegnamento caratterizzante che mira a sviluppare una nuova consapevolezza degli studenti e dei tecnici nel campo della protezione della qualità delle acque in ambienti idrologici complessi come quelli costieri, caratterizzati da una crescente pressione antropica e da un equilibrio dinamico tra le acque dolci e quelle salmastre.
L’insegnamento si propone di sviluppare negli studenti una conoscenza scientifica e tecnica approfondita per affrontare i problemi di salinizzazione degli acquiferi e della contaminazione delle matrici ambientali in ambienti costieri. I principali temi trattati sono lo studio: 1) delle principali dinamiche idrologiche che regolano l’interfaccia tra le acque continentali e marine, con particolare riferimento al problema della salinizzazione degli acquiferi; 2) delle principali fonti di contaminazione antropiche delle acque in ambienti costieri; 3) dei processi di trasporto di contaminanti all’interno del ciclo idrologico con particolare attenzione all’interfaccia costiera. 4) del concetto di vulnerabilità e più in generale di quello di rischio in ambito costiero; 5) delle principali tecniche progettazione delle opere per la protezione delle acque superficiali, sotterranee e marine e delle opere di bonifica dei siti contaminati.

Fornire agli allievi nozioni in materia di impatto ambientale delle attività antropiche, classificare e descrivere gli impatti, illustrare il concetto di sostenibilità, descrivere procedure di valutazione di impatto ambientale e protocolli di certificazione ambientale. Descrivere gli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile Globale dell’Agenda ONU 2030. Illustrare il concetto di impronta ambientale (carbon e water footprint) e di analisi di ciclo di vita (LCA). Descrivere i settori della Green Economy, con particolare riguardo alle fonti energetiche rinnovabili e ai trasporti sostenibili, e le relative ricadute energetiche, ambientali, economiche. Illustrare, attraverso casi di studio significativi, esempi di valutazione di impatto ambientale e di mitigazione degli impatti, con particolare riguardo alle applicazioni in ambito marino e costiero.

Il corso fornisce le nozioni di base dell'ecologia, con particolare riferimento agli ecosistemi marini. Sono forniti gli strumenti di base per la lettura di disturbi antropogenici e legati ai cambiamenti climatici e per l'elaborazione di specifiche azioni mirate alla gestione, pianificazione e conservazione delle risorse dei mari. Sono inoltre introdotti i concetti di base delle bio-risorse marine e della bioremediation.

Il corso mira a fornire le conoscenze fondamentali sul diritto ambientale, sia a livello nazionale sia sovranazionale e sulle politiche comunitarie finalizzate alla protezione delle coste e del mare, tra le quali la Common Fisheries Policy, la Water Framework Directive, la EU Recommendation on Integrated Coastal Zone Management e la Marine Strategy Framework Directive e in generale la Integrated maritime policy. Sono inoltre fornite conoscenze sui principali programmi internazionali che riguardano l’ambiente marino, tra i quali il United Nations Environmental Programme (UNEP) e il relativo Mediterranean Action Plan (MAP). Il corso fornisce inoltre informazioni di base sulla blue economy. Al termine del corso gli studenti saranno in grado di individuare e applicare le normative e le direttive di riferimento nella soluzione dei problemi di ingegneria relativi all’ambiente marino e costiero e sapranno riconoscere e valorizzare le opportunità di crescita economica sostenibile.