CORSI

SESSIONE INVERNALE

corsi erogati durante il mese di FEBBRAIO

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Analisi Numerica

Prof. Alfio Maria Quarteroni

Modelli matematici per comprendere, simulare, esplorare

Che cos’hanno in comune la dinamica tra prede e predatori, la circolazione del sangue, l’ordinamento delle pagine web svolto da un motore di ricerca, e tantissimi altri problemi fra loro molto diversi? La risposta è la matematica, o meglio i modelli matematici, che traducono i problemi del mondo reale in problemi matematici. Per risolvere tali problemi i modelli matematici devono a loro volta essere tradotti in algoritmi e questi in programmi da eseguire su un computer. A tale proposito verranno insegnate le basi di Octave, un linguaggio di programmazione open-source utilizzato dalla comunità scientifica.
L’obbiettivo principale del corso è aiutare gli studenti a comprendere come si deriva un semplice modello matematico, come funziona e quale potenziale offre. 
Attraverso i modelli, vogliamo anche introdurre gli studenti alla bellezza del calcolo scientifico, una disciplina matematica che consente di stabilire un ponte ideale fra teoria e computer, rendendo possibile la risoluzione concreta di problemi che è impossibile affrontare solo con carta e penna.

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Scienze Nucleari

Prof. Matteo Passoni

Fisica & Ingegneria Nucleare

Nello sviluppo delle competenze di fisica acquisite nelle scuole è facile imbattersi nello studio dell’atomo e della sua struttura, costituita dagli elettroni e dal nucleo. Tuttavia, quasi sempre si trascura la fisica dei nuclei atomici i quali, a differenza degli elettroni, presentano una struttura molto complessa e ricca di proprietà. Tali proprietà, del tutto inedite rispetto ad altri sistemi fisici, aprono all’esplorazione di fondamentali capitoli della fisica moderna e – se adeguatamente comprese e sfruttate – permettono lo sviluppo di applicazioni di grande rilevanza ingegneristica e sociale nei campi più disparati, come la medicina, l’archeologia, la cosmologia e la produzione di energia. Il corso affronterà le nozioni di base relative alla struttura e ai costituenti del nucleo atomico e alle dinamiche che ne regolano il comportamento nel tempo e l’interazione con altri nuclei e sistemi fisici. A questo scopo, si presenteranno i diversi modelli nucleari che ne descrivono le proprietà. Si studieranno poi i fenomeni radioattivi e i principali tipi di reazioni nucleari, evidenziando la loro presenza e rilevanza in natura, la loro possibile realizzazione in laboratorio e il loro sfruttamento per lo sviluppo di alcune importanti applicazioni ingegneristiche.

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Geologia Applicata

Proff. Laura Scesi e Donatella Sterpi

Storia di una Terra inquieta

Il Pianeta Terra, come gli esseri viventi, è in continua trasformazione ed è interessato da fenomeni che modificano di continuo la sua superficie fino a sconvolgerla. Questo Pianeta, incredibilmente bello, è anche estremamente fragile e soggetto a fenomeni naturali come alluvioni, eruzioni vulcaniche, frane e terremoti. Ma quale è la causa di tale fragilità? Per comprenderne i motivi è necessario conoscere come è fatta la Terra nel suo interno. Si scoprirà allora che la Terra non è un corpo omogeneo, ma costituito da diversi involucri concentrici aventi ciascuno una precisa funzione, e che l’involucro più esterno, la Crosta terrestre, è suddivisa in frammenti detti “Placche o Zolle”. Queste ultime non sono fisse, ma cambiano posizione nel tempo e ad ogni loro movimento sono associate specifiche attività, quali: l’attività vulcanica, sismica, orogenetica, di espansione degli oceani e di deriva dei continenti. Tra tutte queste attività, intimamente legate tra loro, ne verrà esaminata una in particolare: l’attività sismica e si cercherà di rispondere ad alcune interessanti domande: che cosa sono e come si generano i terremoti; che tipo di energia sprigionano; come si misura l’intensità di un terremoto e qual è l’interazione tra terremoto e attività antropica.

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Geotecnica

Proff. Donatella Sterpi e Laura Scesi

Una cosa sfuggita di mano: la lezione del Vajont

Il tragico evento del Vajont del 9 ottobre 1963 fu una dura lezione sotto molti punti di vista, per la società civile e per la comunità scientifica, una lezione alla quale nessuno avrebbe voluto assistere. Nell’aprile 1961, con tracce già chiare di una frana in atto, l’ingegnere che aveva progettato la diga scrisse in una lettera ad un amico: “mi trovo veramente di fronte ad una cosa che per le sue dimensioni mi sembra sfuggire dalle nostre mani”. Ma da ogni lezione si impara… Negli anni successivi al 1963, la comunità scientifica ha studiato a lungo le cause del collasso del Monte Toc, responsabile dell’onda tristemente famosa che in pochi minuti cancellò interi paesi e quasi 2000 vite. Così, grazie anche all’uso di strumenti di indagine e di calcolo più sofisticati, gli scienziati sono arrivati a convalidare alcune importanti teorie sul comportamento delle terre e sulla stabilità dei versanti. La storia del Vajont non è soltanto un’appassionata e tragica narrazione, è anche una lezione scientifica: quella cosa sfuggita di mano è l’esempio reale dei complessi fenomeni che possono verificarsi nei versanti dei bacini e ci insegna quali aspetti devono essere indagati e quali misure vanno adottate per la previsione e mitigazione del rischio.

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Matematica e Finanza

Prof. Emilio Barucci

Primi passi nella Finanza Matematica

L’obbiettivo del corso è fornire agli studenti gli strumenti per rispondere a domande concrete: cos’è lo spread? Come viene calcolato? Quali sono gli elementi da prendere in considerazione per chiedere un prestito? E ancora: quali sono le condizioni cui porre attenzione nell’aprire un conto corrente? Quali gli investimenti più vantaggiosi? Quanto è oneroso acquistare un oggetto a rate?
Grazie alle basi della Finanza Matematica gli studenti potranno applicare le loro conoscenze teoriche ai problemi della vita reale..

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Ingegneria Sanitaria e Ambientale

Prof. Mario Grosso

La gestione e il recupero dei rifiuti come elemento dell’economia circolare

Il corso affronta il tema della gestione dei rifiuti solidi urbani con un approccio a 360 gradi, a partire dalla loro prevenzione e riutilizzo, passando per l’organizzazione dei sistemi di raccolta, e approfondendo in particolare le attività di selezione, riciclo e recupero energetico. Si descriverà il principio di funzionamento delle principali tecnologie (che può essere meccanico, biologico o termico) e degli impianti, accennando anche alle tecnologie di smaltimento finale in discarica controllata. A corollario, verranno forniti elementi di base relativi alle metodologie di valutazione della sostenibilità di diverse alternative di gestione dei rifiuti

SESSIONE ESTIVA

corsi erogati durante il mese di LUGLIO

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Analisi Matematica

Prof. Roberto Lucchetti

Teoria dei Giochi

Tutta la nostra vita è fatta di interazioni: con gli altri umani, con gli animali, con l’ambiente. La vita senza interazioni ha poco senso. La teoria dei giochi si propone di analizzare, dal punto di vista matematico, il comportamento di più individui che interagiscono fra loro. Dopo aver descritto le basi della teoria dei giochi, verranno presentate le caratteristiche fondamentali della teoria non cooperativa e di quella cooperativa, illustrandole con esempi semplici. Il corso, inoltre, spiegherà come affrontare in modo strategico interazioni tipiche della vita di tutti i giorni, come il gioco degli scacchi o la gestione delle spese in un progetto comune.

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Bioingegneria

Prof. Alessandra Pedrocchi

Introduzione alla strumentazione biomedica

Il corso presenta una serie di strumentazioni biomediche di ampio utilizzo sia in campo diagnostico sia terapeutico, fornendo gli approfondimenti di fisica, matematica e biologia necessari per comprenderne il funzionamento.

Il corso è organizzato in 4 moduli:

  • Dalla geometria nello spazio alla Misura del respiro (prof. Aliverti)
  • Forme e immagini scomposte in sinusoidi: la risonanza magnetica nucleare (prof. Baselli)
  • La localizzazione per triangolazione e l’analisi del movimento (proff. Frigo e Galli)
  • Dalla rana di Galvani alle moderne interfacce cervello-computer (prof. Pedrocchi)
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Ingegneria aerospaziale

Prof. Franco Bernelli Zazzera

Alla scoperta dei satelliti: perché orbitano e come osservano la Terra

Il corso presenta alcuni rudimenti dell’ingegneria dei satelliti, facendo leva su nozioni base di fisica e semplici modelli matematici. Dopo una breve descrizione delle missioni spaziali ed un richiamo dei principi fisici necessari alla comprensione delle lezioni, verrà illustrato il concetto di orbita e saranno introdotte le caratteristiche fondamentali delle orbite attorno alla Terra. Seguirà una trattazione molto semplificata della fase di lancio da Terra e di messa in orbita dei satelliti; infine, verrà introdotto il concetto di osservazione della Terra da satellite, ovvero come sia possibile sfruttare il moto dei satelliti per ottenere mappature globali della superficie terrestre.

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    Ingegneria chimica

    Prof. Maria Vittoria Diamanti

    Scienza e Tecnologia dei Materiali

    L’insegnamento si propone di fornire alcuni principi e nozioni per la formazione di una cultura di base relativa alle scienze dei materiali. Saranno messe a confronto le diverse classi di materiali, al fine di evidenziarne gli aspetti distintivi legati a struttura, proprietà e prestazioni, con cenni alle tecniche di trasformazione e lavorazione. In particolare, tratteremo le caratteristiche principali delle seguenti classi di materiali: metalli, polimeri, ceramica, vetro e legno. Saranno inoltre affrontate le applicazioni dei materiali – rispetto alle loro proprietà – in alcuni ambiti di riferimento, in particolare nel settore delle costruzioni. Infine, verranno fornite informazioni riguardanti la durabilità dei diversi materiali negli ambiti di applicazione ad essi più comuni, con particolare riferimento al degrado dei materiali metallici dovuto alla corrosione.

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    Telecomunicazioni

    Prof. Maurizio Magarini

    Tecnologie dell’informazione e comunicazione

    L’incredibile crescita delle telecomunicazioni negli ultimi anni, soprattutto grazie allo sviluppo di tecniche sempre più avanzate per le trasmissioni radio e ottica, ha creato le premesse per garantire a tutti e in ogni luogo i servizi e le applicazioni offerti da Internet. Da un lato, un numero sempre maggiore di dispositivi permette di accedere alla rete, dall’altro, l’informazione scambiata è sempre più “multimediale” (filmati, immagini, audio, ecc.) e in tempo reale.
    Il corso permette agli studenti di seguire l’intero percorso dell’informazione, dall’acquisizione di un segnale multimediale alla sua codifica, alla sua trasmissione in un mezzo trasmissivo, fino alla sua ricezione e decodifica. Gli studenti apprenderanno il funzionamento di un sistema di comunicazione e i metodi per misurarne le prestazioni, sia nel caso di trasmissione radio sia in quello di trasmissione in fibra ottica. È inoltre previsto un laboratorio con l’uso di programmi software specifici per la simulazione e lo studio delle prestazioni dei sistemi di trasmissione.
    Il corso fornirà anche rudimenti di acquisizione di immagini, codifica/compressione di segnali, trasmissione dell’informazione ed elaborazione numerica dei segnali. La metodologia impiegata parte da una descrizione preliminare del funzionamento dei dispositivi e degli apparati presenti nei sistemi di trasmissione per arrivare alla loro modellazione, sperimentazione e simulazione al calcolatore.