Ingegneria Idraulica: Piano di Studi e Materie
La laurea magistrale in Ingegneria dei Sistemi Idraulici e di Trasporto ha come obiettivo formativo la preparazione di laureati magistrali esperti nella progettazione, nella realizzazione e nella gestione di opere e sistemi di interesse dell'ingegneria civile ed in particolare nella progettazione delle infrastrutture idrauliche, di interventi ed opere per la protezione idraulica del territorio nonche nella progettazione ed esercizio dei sistemi di trasporto e nella pianificazione e gestione della mobilita.
Attraverso una calibrata progressione del percorso didattico, pertanto, verranno fornite agli studenti le basi scientifiche e tecniche per la progettazione, la esecuzione e la gestione - sia su scala urbana che su area vasta - delle principali infrastrutture idrauliche e di trasporto (ad es. acquedotti, fognature, opere di regimentazione e di difesa dalle acque, infrastrutture portuali, interventi di difesa della costa, strade, ferrovie, aeroporti) e dei servizi che con essi (ad es: modi e servizi di trasporto passeggeri e merci, urbani, regionali e nazionali).
Il percorso formativo prevede un primo anno comune in cui sono completate, ampliate e approfondite le conoscenze gia maturate nella laurea di primo livello nei settori caratterizzanti dell'Idraulica, delle Costruzioni Idrauliche, delle Strade e dei Trasporti.
Nel secondo anno l'allievo, mediante l'utilizzo dei Cfu destinati alle attivita formative curriculari a scelta dello studente e a quelle a scelta autonoma, avra invece la possibilita di scegliere se specializzarsi in una figura settoriale ad alto livello di conoscenza, oppure acquisire un piu ampio spettro di competenze utile per affrontare con sufficiente flessibilita le richieste del mondo del lavoro.
Con riguardo a questo ultimo aspetto, il regolamento didattico del corso di studio e l'offerta formativa saranno tali da consentire, agli studenti che lo vogliono, di seguire percorsi formativi nei quali sia presente un'adeguata quantita di crediti in settori affini e integrativi che non siano gia caratterizzanti.
In ogni caso, gli obiettivi formativi specifici sono rivolti alla formazione di una figura culturale e professionale compiuta, rivolta al mondo del lavoro e caratterizzata da una solida cultura di base, da una buona cultura nelle materie applicative fondamentali e da una piu approfondita cultura in specifici settori applicativi e professionale dell'Ingegneria Civile.
Il laureato magistrale sara una figura professionale cosciente e critica, dotata del necessario bagaglio teorico-scientifico, qualificata per impostare, svolgere e gestire attivita di progettazione anche complesse, con spiccate capacita di proposizione progettuale ed operativo/gestionale.
La Laurea Magistrale in Ingegneria dei Sistemi Idraulici e di Trasporto ha come obiettivo la formazione di figure professionali esperte nella progettazione, nella realizzazione, nella gestione e nella manutenzione di infrastrutture e sistemi di interesse dell'ingegnere civile, in grado di identificare, formulare e risolvere, anche in modo innovativo, problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
I Laureati Magistrali avranno un bagaglio culturale ampio con competenze avanzate negli ambiti dell'ingegneria idraulica e dell'ingegneria dei trasporti con la possibilita di integrarle con abilita avanzate anche nelle aree dell'ingegneria gestionale e dell'ingegneria geotecnica e strutturale.
Le problematiche legate all'acqua e ai trasporti hanno rappresentato e rappresentano tuttora due grandi emergenze. Il dissesto idrogeologico, il degrado dell'ambiente costiero, la difesa dalle inondazioni, l'approvvigionamento idropotabile, la gestione delle reti acquedottistiche e degli invasi, l'adeguamento delle infrastrutture portuali alle esigenze del diporto, del traffico turistico e merci, sono solo alcuni esempi dei complessi e sempre piu impellenti problemi che l'ingegnere civile e chiamato ad affrontare nel campo idraulico.
Analogamente, il miglioramento della circolazione stradale, l'ampliamento dell'offerta di trasporto collettivo su gomma, ferro, acqua o aria, sia come servizio offerto sia come infrastrutture disponibili, la gestione e la progettazione delle infrastrutture per il trasporto delle merci, la gestione del trasporto collettivo, la gestione della domanda di trasporto, la progettazione stradale orientata alla sicurezza, alla funzionalita, alla sostenibilita, all'estetica e alla riduzione dell'impatto ambientale, la gestione della sicurezza delle strade esistenti, il progetto e la manutenzione delle sovrastrutture stradali, sono alcune delle complesse questioni cui un ingegnere civile e chiamato a rispondere nel campo dei trasporti.
La grande varieta delle tematiche proprie dei settori dell'ingegneria idraulica e dell'ingegneria dei trasporti richiede figure professionali caratterizzate da un ampio e solido bagaglio culturale e da flessibilita e capacita di aggiornamento.
Per l'iscrizione al corso di Laurea Magistrale in Ingegneria dei Sistemi Idraulici e di Trasporto sono previsti, in ottemperanza all'art. 6 comma 2 del DM 270/04 e con modalita che verranno definite nel Regolamento didattico del Corso di Laurea Magistrale, specifici criteri di accesso riguardanti il possesso di requisiti curriculari e la verifica obbligatoria dell'adeguatezza della personale preparazione dello studente.
L'attivita di orientamento del Corso di Studio e articolata secondo le tre seguenti azioni principali: a) orientamento in ingresso; b) orientamento in itinere; c) accompagnamento al lavoro (placement). Essa e condotta sia in forma coordinata con gli altri Corsi di Studio e Dipartimenti della Scuola Politecnica e delle Scienze di Base, che attraverso iniziative autonomamente organizzate e portate avanti nell'ambito del DICEA.
L'attivita di orientamento in ingresso si rivolge agli allievi iscritti nei Corsi di Studio della Classe L-7 dell'Ateneo, ma anche a quelli di altri Atenei, regionali e delle Regioni piu vicine.
Essa punta a fornire informazioni sul quadro dell'offerta formativa dei diversi percorsi, attraverso la presentazione dei relativi profili culturali e degli sbocchi professionali, l'organizzazione didattica, i requisiti culturali e attitudinali (eventuali obblighi formativi aggiuntivi e modalita per la relativa estinzione).
La prova finale consiste nella discussione di una tesi di laurea magistrale elaborata dallo studente in modo originale sotto la guida di uno o piu relatori di cui almeno uno docente della Facolta.
La tesi di laurea magistrale consiste nella redazione di un progetto ovvero nell'esecuzione di uno studio di carattere monografico, teorico e/o sperimentale, coerente con gli argomenti sviluppati nel corso di laurea magistrale in Ingegneria dei Sistemi Idraulici e di Trasporto che potra anche essere coordinato con attivita di tirocinio.
L'elaborato di tesi puo essere anche redatto in lingua inglese, soprattutto nel caso in cui il lavoro sia stato svolto nell'ambito di progetti di ricerca o di programmi di internazionalizzazione.
Il Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile dell’Università di Firenze si propone di completare la preparazione del laureato di 1° livello. Le conoscenze delle suddette aree di riferimento dell’ingegneria civile vengono inserite nel percorso formativo sia come base di approfondimento comune per tutti i laureati del Corso di Studio, sia come ulteriore approfondimento su tre diverse aree progettuali: le strutture, le infrastrutture, le costruzioni idrauliche e geotecniche per il territorio.
L’importanza della piena garanzia di sicurezza delle opere citate, la larga diffusione di molte di esse, la rilevanza e l’attenzione crescente ai maggiori rischi naturali (geotecnico, sismico, eolico e idraulico) e alla pianificazione e gestione del territorio, creano un ampio campo di intervento per l’Ingegnere magistrale in Ingegneria Civile.
I laureati saranno in possesso di competenze idonee a svolgere attività professionali in diversi campi (nell’ambito dell’Ordine Professionale degli Ingegneri, settore A).Con riferimento alla nomenclatura e classificazione delle unità professionali dell’ISTAT: Gli ingegneri civili conducono ricerche ovvero applicano le conoscenze esistenti nel campo della pianificazione urbana e del territorio; della progettazione, della costruzione e della manutenzione di edifici, strade, ferrovie, aeroporti e porti, ponti canali, dighe e opere di presa, sistemi di irrigazione, oleodotti e gasdotti, per lo smaltimento dei rifiuti e di altre costruzioni civili e industriali.
Nel secondo anno di corso è prevista una attività di tirocinio da svolgersi presso Aziende, Enti o Laboratori di ricerca qualificati. Deroghe o tirocini di diversa entità possono essere programmati a seconda della formazione pregressa degli studenti. Il tirocinio viene finalizzato a preparare il successivo inserimento nel mondo del lavoro ed è considerato parte integrante della formazione degli studenti.
In alternativa al tirocinio lo studente può svolgere un’attività formativa interna ovvero presso Dipartimenti o Scuole dell’Università di Firenze (ivi compresi i laboratori didattici e di ricerca). Sia il tirocinio sia l’attività formativa interna possono essere propedeutici alla preparazione della prova finale.
La Laurea Magistrale in Ingegneria Civile per l’Idraulica e i Trasporti (ICIT) ha come obiettivo la formazione di figure professionali esperte nella progettazione, nella realizzazione, nella gestione e nella manutenzione di infrastrutture e sistemi di interesse dell’ingegnere civile, in grado di identificare, formulare e risolvere, anche in modo innovativo, problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
Le problematiche legate all’acqua e ai trasporti hanno rappresentato e rappresentano tuttora due grandi emergenze. Il dissesto idrogeologico, il degrado dell’ambiente costiero, la difesa dalle inondazioni, l’approvvigionamento idropotabile, la gestione delle reti acquedottistiche e degli invasi, l’adeguamento delle infrastrutture portuali alle esigenze del diporto, del traffico turistico e merci, sono solo alcuni esempi dei complessi e sempre più impellenti problemi che l’ingegnere civile è chiamato ad affrontare nel campo idraulico.
L’indirizzo prevede gli insegnamenti “Project management per le opere civili”, “Economia ed estimo civile”, “Economia ed Organizzazione Aziendale I” e “Fondamenti di diritto per l’ingegnere”. L’indirizzo prevede la possibilità di scegliere qualsiasi insegnamento dei SSD ICAR/07 (Geotecnica), ICAR/08 (Scienza delle Costruzioni) e ICAR/09 (Tecnica delle Costruzioni) offerto nel CdS STReGA (Ingegneria Strutturale e Geotecnica), la possibilità di inserire il’insegnamento del SSD GEO/05 (Geologia Applicata) denominato “Rischi Geologici nella Progettazione di Opere d’Ingegneria Civile” e prevede, inoltre, due insegnamenti offerti solo per il CdS ISIT: “Geotecnica delle infrastrutture” e “Strutture per opere idrauliche e viarie”.
Il laureato magistrale sarà una figura professionale cosciente e critica, dotata del necessario bagaglio teorico-scientifico, qualificata per impostare, svolgere e gestire attività di progettazione anche complesse, con spiccate capacità di proposizione progettuale ed operativo/gestionale.
Lo studente in possesso del titolo di Laurea ex D.M. 509/99 o ex D.M. Prof. Ing. Il corso tratta tematiche fondamentali nell’ambito della Classe di Laurea in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio e Ingegneria Civile, di cui è attività formativa indispensabile e caratterizzante.
L'insegnamento dell'Idraulica fornisce agli allievi ingegneri le nozioni basilari della Meccanica dei Fluidi e gli strumenti di Idraulica Applicata. Il programma è suddiviso in quattro parti. Nella prima parte il corso si propone di illustrare i principi fondamentali della meccanica dei fluidi e di dedurre le leggi che ne governano il moto.
Durante il corso lo studente apprenderà le nozioni fondamentali della Meccanica dei fluidi e svilupperà la capacità di comprendere e analizzare criticamente la ragione fisica di fenomeni riguardanti fluidi in quiete o in moto in sistemi naturali o artificiali.
Lo studente acquisirà gli strumenti di base e svilupperà una capacità critica utili per analizzare ed affrontare in maniera autonoma problemi elementari di Idraulica.
Al termine del corso lo studente sarà in grado di esporre le conoscenze acquisite con adeguata padronanza e proprietà di linguaggio.
Il metodo di indagine è quello della modellistica matematica. Lo studente maturerà la capacità di applicare le nozioni di base dell'Idraulica a problematiche elementari tipiche dell'ingegneria civile e ambientale.
Vediamo più nel dettaglio alcune delle materie affrontate nel corso:
- Proprietà dei fluidi. Definizione di fluido. Il fluido come mezzo continuo. Densità, comprimibilità, tensione di vapore, viscosità e tensione superficiale.
- Stato di sforzo e tetraedro di Cauchy.
- Statica dei fluidi. Distribuzione della pressione in un fluido in quiete e sue proprietà. Statica dei fluidi incomprimibili e comprimibili. Strumenti di misura della pressione.
- Calcolo della spinta idrostatica su superfici piane e curve. Galleggiamento e stabilità dell'equilibrio. Statica relativa.
- Cinematica dei fluidi. Descrizione lagrangiana ed euleriana di un campo di moto. Derivata totale. Analisi cinematica del campo di moto.
- Descrizione del campo di moto mediante traiettorie, linee di corrente e linee di fumo. Teorema del trasporto di Reynolds.
- Fondamenti della dinamica dei fluidi. Approccio globale o differenziale.
- Leggi fondamentali: equazione di conservazione della massa, equazioni di bilancio della quantità di moto e del momento della quantità di moto, equazione di bilancio dell’energia. Esempi applicativi: svuotamento di un serbatoio, calcolo di spinte dinamiche.
- Dinamica dei fluidi ideali. Modello di fluido ideale. Equazione di Euler.
- Teorema di Bernoulli e sua interpretazione energetica. Esempi applicativi: tubo di Pitot. Foronomia: efflusso da luci a battente e a stramazzo. Potenza di una corrente.
- Correnti lineari. Estensione del teorema di Bernoulli alle correnti. Venturimetro.
- Dinamica dei fluidi viscosi. Modello di fluido viscoso. Equazioni di Navier-Stokes.
- Soluzioni analitiche delle equazioni di Navier-Stokes: flusso tra lastre piane e parallele, moto di Couette, moto di Hagen-Poiseuille.
- Correnti in pressione. Regime laminare e regime turbolento. Equazioni del moto. Perdite di carico continue e localizzate. Leggi di resistenza.
- Scambi di energia tra correnti fluide e macchine idrauliche: pompe e turbine. Sistemi di condotte. Progetto e verifica di impianti.
- Correnti a superficie libera. Moto uniforme: equazione di Chèzy. Energia specifica. Stato critico. Correnti lente e correnti veloci.
- Equazioni del moto permanente. Profili della superficie libera in alveo prismatico. Risalto idraulico. Esempi applicativi di tracciamento di profili del pelo libero.
Durante il corso sono previsti tre esoneri (sempre sugli argomenti di a) idrostatica, b) spinte dinamiche e c) progetto di reti di condotte e canali), superando i quali all’esame lo studente sostiene solo la prova orale sulla parte teorica della materia. Nel caso di mancato superamento di uno o più esoneri tenuti durante il corso (per insufficienza o per assenza), la relativa verifica scritta si sostiene nello stesso giorno dell’orale o alcuni giorni prima, secondo gli appelli ufficiali indicati nella bacheca del sito del docente.
Tale verifica scritta sarà limitata ai soli argomenti per i quali non si è sostenuto o non si è superato il relativo esonero in corso d’anno. Chi ha sostenuto gli scritti potrà sostenere l'esame orale solo il giorno previsto per esso nel medesimo appello del mese.
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