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A) Obiettivi

La finalità del corso di Dottorato è quella di formare dottori di elevata qualificazione nell’ambito delle Scienze Chimiche attraverso la ricerca, offrendo a giovani laureati italiani e stranieri l’opportunità di impostare e condurre a termine in modo autonomo un progetto di ricerca originale nei settori più avanzati delle scienze e tecnologie chimiche. A tale fine, i dottorandi sono formati, nell’ambito di differenti tematiche, attraverso una costante attività di ricerca sperimentale ed un appropriato percorso didattico.

Questo percorso formativo permetterà il conseguimento da parte del dottore di ricerca di una profonda preparazione specialistica unita alla preparazione culturale necessaria che lo metterà in grado di contribuire positivamente al progresso delle scienze chimiche sia nel mondo industriale, con l’assunzione di incarichi di alta professionalità, sia in quello accademico in un contesto di competizione internazionale. Per conseguire questi obiettivi viene anche offerta al dottorando la possibilità di collaborare con ricercatori ed istituzioni di ricerca sia nazionali che esteri nell’ambito di periodi di attività di ricerca presso centri di ricerca altamente qualificate.

 

B) Formazione

La formazione del dottore di ricerca prevede un programma specifico e personalizzato, basato sulle tematiche brevemente descritte al punto C e nel quadro di attività delineate al punto D.  Particolare attenzione è dedicata all’internazionalizzazione, all’organizzazione di una didattica strutturata, di elevata qualità e alla realizzazione di iniziative per rafforzare il collegamento tra Università, ricerca e mondo del lavoro.

 

C) Breve descrizione delle tematiche

1. Materiali innovativi nanostrutturati. Sintesi e caratterizzazione di nuovi materiali per diverse applicazioni (per esempio: catalitiche, magnetiche, ottiche, elettriche e biologiche).
2. Chimica fisica dei sistemi biologici. Studio sperimentale e teorico di sistemi biologici complessi e utilizzo di tecniche specialistiche (NMR, diffrazione, microscopie ambientali).
3. Modellistica e chimica computazionale: Sviluppo di tecniche di simulazione, studi computazionali di sistemi complessi di interesse chimico.
4. Processi catalitici industriali. Tecnologie chimiche di processo. Studio dei processi catalitici (preparazione, stabilità, rigenerazione).
5. Biotecnologie industriali. Processi basati su catalisi enzimatica; metodologie di immobilizzazione fisica e chimica; applicazioni industriali.
6. Chimica analitica e tecnologia delle superfici Studio della reattività di strati sottili di ossido su materiali metallici con applicazioni tecnologiche (per esempio: corrosione, catalisi eterogenea, tribologia e materiali biocompatibili); Reattività delle superfici di minerali, di asbesti e di particolato atmosferico in ambiente biotico e abiotico.
7. Tensioattivi ed applicazioni nanotecnologiche. Sistemi a base di tensioattivi nanostrutturati; applicazioni nel settore delle preformulazioni. (studi NMR della struttura locale, proprietà morfologiche SAXS)
8. Tecnologie di estrazione convenzionali e mediante fluidi supercritici. Tecnologie basate sull’utilizzo di fluidi in condizioni supercritiche; estrazione e separazione di principi attivi vegetali e nei trattamenti tecnologici.
9. Sintesi e reattività di molecole organiche. Studio di reazioni promosse da metalli per la sintesi enantio, diastereo-e regioselettiva di molecole ad attività biologica e di prodotti naturali.
10. Nuove metodologie di sintesi organiche: Sviluppo di metodologie sintetiche non convenzionali ed a basso impatto ambientale. Un nuovo modo di pensare la chimica organica.
11. Sintesi, caratterizzazione, proprietà e reattività di nuovi composti inorganici o organometallici. Caratterizzazione strutturale, spettroscopica, computazionale e proprietà catalitiche, biologiche e farmacologiche di composti di interesse applicativo
12. Precursori e materiali molecolari. Sintesi organica ed inorganica di molecole ricche in zolfo e/o selenio di interesse intrinseco ed applicativo (estrazione dei metalli nobili, anticancerogeni) e quali precursori di materiali di interesse in ottica ed elettronica. Sintesi e sviluppo di sensori molecolari di fluorescenza e redox per ioni metallici ed anioni inorganici. Studi di reattività, spettroscopie molecolari, equilibri in soluzione e metodologie di calcolo, stato solido.
13. Metodologie analitiche ed applicazioni. Sintesi e caratterizzazione di materiali a base organica e metallorganica per applicazioni tecnologiche (sensoristica, luminescenza, dispositivi fotovoltaici). Metodi per la determinazione di analiti di interesse alimentare, ambientale, biomedico Progettazione, sintesi e caratterizzazione degli equilibri di complesso-formazione di leganti per metalli tossici nelle patologie umane. Studio degli equilibri in soluzione: tecniche sperimentali e metodi di calcolo.
14. Progettazione, sintesi e valutazione biologica di small molecules. Sintesi, caratterizzazione e valutazione biologica di nuove strutture chimiche a potenziale attività farmacologica.
15. Chimica e tecnologia farmaceutiche. Progettazione e sviluppo di nanosistemi per il delivery sito-specifico di molecole bioattive e per la diagnostica/teranostica. Progettazione e sperimentazione di piattaforme innovative per la veicolazione di farmaci attraverso diverse vie di somministrazione.
16. Analisi chimica farmaceutica e tossicologica. Validazione di metodologie analitiche per la determinazione di farmaci , designer drugs e metaboliti in matrici biologiche..
17. Beni culturali e tecniche di conservazione: strategie innovative per la conservazione mediante il controllo cinetico di processi mineralogici e inibitivi. Applicazione di moderne diagnostiche portatili in-situ

 

 D) Programma di attività e sedi di svolgimento

L’ attività didattica viene programmata con lo scopo di valorizzare le singole tematiche, favorendo la multidisciplinarietà e l’integrazione delle competenze dei Dottorandi;

Il programma delle attività è delineato come segue.

• Frequenza di insegnamenti specialistici attivati nel nostro corso di dottorato e/o in altri corsi di dottorato di ambito scientifico.
• Frequenza di corsi comuni a tutti i dottorandi di natura tecnico/pratica [e.g. Tecniche sperimentali specialistiche (NMR, FTIR, Diffrazione, Microscopia ….), corsi organizzati nell’ambito di iniziative dell’ateneo, corsi o seminari tenuti da Visiting Professors, frequenza di corsi durante il periodo di ricerca/formazione all’estero, ricerca Bibliografica, Inglese Scientifico ed Inglese Tecnico, Scrittura e Presentazione della Ricerca ……
• Frequenza di insegnamenti di base, attivati nei corsi di laurea Magistrale in Scienze Chimiche o in altre corsi di LM in  ambito scientifico, non contemplati nel precedente percorso di studi del dottorando e che colmino eventuali debiti formativi accertati dal Collegio dei Docenti. (Primo e secondo anno).

• L’ attività sperimentale viene svolta secondo un progetto di ricerca approvato dal Collegio dei Docenti, da condurre anche presso altre strutture qualificate in Italia o all’estero (Triennio), con lo scopo di permettere al dottorando di acquisire consapevolezza nell’ impostare e condurre a termine in modo autonomo un progetto di ricerca originale nei settori più avanzati delle scienze e tecnologie chimiche. (Triennio)
• Nel percorso formativo viene attribuita molta importanza alla preparazione culturale dei dottorandi che consenta  il loro inserimento in un contesto di competizione internazionale. Per conseguire questo obiettivo viene offerta al dottorando la possibilità di venire in contatto con ricercatori, attraverso la partecipazione a congressi, seminari e scuole in ambito nazionale e internazionale,  ed istituzioni di ricerca sia nazionali che straniere, di svolgere un periodo dell’ attività di ricerca presso istituzioni di ricerca estere.(Triennio)

 

L’attività del dottorando viene certificata attraverso un sistema di crediti di formazione alla ricerca (CFR), basato sullo schema seguente.

• Insegnamenti specialistici:

    5  ore di lezione frontale + 20 di studio individuale = 1 CFR;

   (La frequenza è seguita da una verifica finale e rilascio di attestato o dichiarazione da parte

   del docente di ciascun insegnamento).

• Insegnamenti di base:

      8 ore di lezione frontale + 17 di studio individuale = 1 CFR;

– Attività formative (congressi, Seminari, Tirocinio formativo, Scuole):

• Congresso nazionale: poster 1 CFR, presentazione orale  2 CFR;
• Congresso internazionale: partecipazione 2 CFR, presentazione  3  CFR;
• Congresso locale 1 CFR; 
• Seminari in ambito locale: 0.25/ora CFR, Seminari collegio: 0.2/ora CFR,
• Scuole:  1 CFR/giornata;
• Tirocinio formativo estero 2 CFR/mese;
• Attività sperimentale relativa al progetto di ricerca e stesura Tesi: 25 ore = 1 CFR;

 

Condizione necessaria per l’ammissione all’esame finale è il conseguimento di 180 CFR.

• 22 CFU relativi a insegnamenti specialistici attivati nel nostro corso di dottorato e/o in altri corsi di dottorato di ambito scientifico, corsi organizzati nell’ambito di iniziative dell’ateneo, corsi o seminari tenuti da Visiting Professors, frequenza di corsi durante il periodo di ricerca/formazione all’estero, un corso di lingua (max 4 crediti dei 22 CFU) e insegnamenti di tipo tecnico/pratico. Per gli insegnamenti è prevista la verifica finale.
• Sono previsti inoltre 4 insegnamenti con verifica finale mutuati da corsi di laurea magistrale in ambito tecnico scientifico che i dottorandi provenienti da corsi di laurea magistrale di indirizzo diverso da quello chimico sono tenuti a frequentare. E’ richiesta la partecipazione a congressi nazionali e internazionali e uno stage di formazione/ricerca in ambito nazionale e/o internazionale.
• La partecipazione a scuole e corsi specialistici organizzati a livello nazionale e/o internazionale è fortemente auspicata. Nel caso in cui lo studente partecipi a scuole per una durata complessiva di 1 settimana, il collegio Docenti potrà (su richiesta dello studente) verificare  la  possibilità di sostituirli con i crediti didattici formativi richiesti allo studente.
• Attività sperimentale relativa al progetto di ricerca e stesura Tesi (145 crediti).
• E’ altresì condizione necessaria per il conseguimento del dottorato aver conseguito la certificazione del livello B2 di inglese.

Le attività di ricerca in sede e fuori sede  si svolgono secondo le linee proposte dal dottorando nel suo progetto di ricerca. Il progetto è presentato dal dottorando al Collegio dei Docenti per l’approvazione all’inizio del ciclo. Nello stesso programma è pianificato lo svolgimento temporale delle attività in sede e fuori sede e sono descritte l’approccio metodologico e le apparecchiature da impiegare. L’attività di ricerca del dottorando viene svolta sotto la guida di un supervisore.

Il supervisore è uno specialista degli argomenti di ricerca che si incarica di mettere a disposizione di quest’ultimo le apparecchiature necessarie e di fornirgli il supporto scientifico ed organizzativo necessario alla realizzazione del progetto, inserendolo nel suo gruppo di ricerca. In questo modo si favorisce la crescita del dottorando in termini di autonomia, inventiva e spirito di cooperazione. Il Collegio dei docenti verifica annualmente l’attività di ricerca dello studente in termini di qualità, originalità e indipendenza.

Le principali sedi dell’attività formativa sono il Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche dell’Università di Cagliari e il Dipartimento di Chimica e Farmacia dell’Università di Sassari.

La strumentazione dei dipartimenti elencata di seguito è accessibile a vario grado di sviluppo agli studenti di dottorato per la loro attività di ricerca: Analizzatore CHNO-S (CA-SS); Analizzatore BET (CA-SS); Calorimetri differenziali a scansione (CA-SS); Calorimetri Tian-Calvet (CA); Dissolutore USP (CA); Diffrattometri a raggi X per polveri (CA-SS), film sottili (SS) e cristallo singolo (CA); Analizzatore di angolo di contatto (SS); Ellissometro spettroscopico (SS); Microdurometro (SS); Eliostereopicnometro (CA); Gas cromatografi (FID, ECD, FPD) (CA-SS); Gas cromatografi con scansione di massa; HPLC (UV, DAD, fluorimetro) (CA-SS); Impianti per estrazioni convenzionali (CA); Impianto per estrazioni in fase supercritica (CA); Impianti micropilota con reattori continui (CA); Macchine per lavorazione galenica (CA); Magnetometro SQUID (CA- (laboratorio Centro Grandi Strumenti); Microbilance (CA-SS); Mulini e accessori per meccano chimica (CA-SS); Microscopio elettronico a trasmissione (CA-SS) (laboratorio Centro Grandi Strumenti); Microscopio ottico (CA-SS); Microscopio a forza atomica (SS); Microscopio infrarosso (SS); Omogenizzatore ad alte pressioni (CA); Polarografo (CA-SS); Potenziometri (CA-SS); Potenziostati; Presse (CA-SS); Reattori a pulso (CA); Sonicatore a probe (CA-SS); Reattori in auto propagazione (SS); Spettrofotometri FTIR (CA-SS); Spettrofotometri UV-vis (CA-SS); Spettrofotometro FT-Raman (CA-SS); Spettrofotometro a plasma (CA-SS); Spettroscopio ad emissione atomica al plasma ad accoppiamento induttivo (ICP-AES) e Spettrometro di massa con plasma ad accoppiamento induttivo (ICP-MS)  (oppure Spettroscopio ad emissione atomica al plasma (ICP-AES) e Plasma-Massa (ICP-MS); Spettrofluorimetro (CA); Spettrometro a fluorescenza di raggi X (CA-SS); Spettrometri di massa (CA); Spettrometro XPS; AES, SAM, SEM e ISS (CA); Spettrometro per i-XPS e ARXPS (laboratorio Centro Grandi Strumenti); Spettrometro per misure di radiochimica (CA); Spettrometri NMR (CA-SS); Spettrometro EPR (SS); Sistemi per misure di corrosione (CA); Stazioni grafiche e workstation per design molecolare (CA-SS); Submicron particle size analyser (CA-SS); Suscettività magnetica (CA); Tensiometro (CA-SS); Termogravimetria e analisi termica differenziale (CA-SS); TPD/R/O con rivelatore di massa (CA), Viscosimetri (CA-SS).

I dottorandi sono ospitati in studi attrezzati, con accesso in rete,  per le loro attività di studio. Il servizio di biblioteca del Distretto Biomedico Scientifico, Cittadella Universitaria di Monserrato, Cagliari e del Dipartimento di Chimica & Farmacia di Sassari, è accessibile tutti i giorni non festivi dalle 8:30 alle 21:00, sabato dalle 8:00 alle 14:00. I servizi bibliotecari di Cagliari e Sassari si avvalgono di un ampio patrimonio documentario specializzato in Chimica, Fisica e Matematica. I servizi offerti sono: prestito locale ed interbibliotecario; ricerca bibliografica mediante consultazione di numerosi database; navigazione Internet gratuita; documenti delivery nazionale e internazionale nell’ambito di un Consorzio di Università Italiane appoggiato dalla CRUI.

I dottorandi potranno svolgere un periodo di attività formativa/sperimentale presso gruppi di ricerca e Università italiane/estere con le quali esistono rapporti di collaborazione da parte dei docenti del Corso di Dottorato, programmi Erasmus o altro tipo di convenzione.

 

Qui di seguito vengono riportate alcune convenzioni formali presso istituzioni estere che prevedono l’accoglienza dei dottorandi per svolgervi una parte del progetto di ricerca:

• Université Libre de Bruxelles (Belgio) ; CNRS-Université du Pays de l’Adour (Francia) ; Intitut de Recherches sur la Catalyse, Villeurbanne (Francia) ; Université de Corse (Francia) ; Université de Lyon (Francia) : Université de Paris-Nord (Francia) ; Université de Paris-Sud (Francia) ; Université de Toulouse (Francia) ; Università di Heidelberg (Germania); Università di Marburg (Germania): Università di Tubingen (Germania); University of Edinburgh (Gran Bretagna); Università di Londra (Gran Bretagna); University of Kent (Gran Bretagna); Medical University of Wroclaw (Polonia); Technical University of Varsaw (Polonia); Centro Quimica Estrutural, Instituto Superior Tecnico, Universidade Tecnica de Lisboa (Portogallo); Universidad do Minho (Portogallo); Università di Porto (Portogallo); Technical University “Gh. Asachi”, Iasi (Romania); Russian Accademy of Sciences, Mosca (Russia); Instituto de Ciencia de Materiales, CSIC-Universidad de Sevilla (Spagna) ; Università di Burgos (Spagna); Universidad de Granada (Spagna); Università di Girona (Spagna); Universidad de Santiago de Compostela (Spagna) ; Universidad de Valencia (Spagna) ; Universidad de Vigo (Spagna) ; ETH-Politecnico Federale di Zurigo (Svizzera) – Swiss Federal Institute of Technology; Università di Budapest (Ungheria)
• University of Szeged (Ungheria) ; Università Prefetturale di Osaka (Giappone)

 

L’opportunità di soggiorno all’estero per motivi di ricerca è offerta ai dottorandi anche nel quadro di accordi informali con le seguenti università, istituzioni e centri di ricerca:

• Australian National University, Dept. Applied Mathematics, Canberra (Australia); Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), Melbourne (Australia); Universitè Libre de Bruxelles, Laboratoire de Botanique systematique (Belgio) ; Technical University of Denmark (Danimarca); CNRS Orsay, Parigi (Francia) ; CNRS-Université de Paris 13, Laboratoire ; ’ingenierie des materiaux et des hautes pressions, (Francia) ; CEMES/CNRS, Toulouse (Francia)
• INSA, Toulouse (Francia) ; Université Claude Bernard Lyon, Institut des Sciences Pharmaceutiques et Biologiques (Francia) ; Berlin Free University, Department of Pharmaceutical Technology, Biotechnology and Quality Management, (Germania); Emil-Fischer-Center, Department for Medicinal Chemisty, Erlangen (Germania); Technishen Universität Braunschweig, Institut für Anorg. Und Analytish. Chemie (Germania); University of Regensburg, Institute of Physical and Theoretical Chemistry, (Germania); The University of Nottingham, Dept. of Chemistry (Gran Bretagna); Università di Sheffield (Gran Bretagna); University of Southampton, School of Chemistry (Gran Bretagna); Università di St. Andrews (Gran Bretagna); University of Patras, Department of Pharmacy (Grecia); Jerusalem University, Dept. of Organic Chemistry (Israele); Università di Coimbra (Portogallo); University of Aberdeen, Department of Chemistry (Scozia); Universitat Autonoma de Barcelona, Dept. de Quimica (Spagna); Universidad de Zaragoza, Instituto de Ciencia de Materiales de Aragòn, (Spagna); Camurus Lipid Research, Ideon Scientific Park, Lund (Svezia); Lund University, Dept. Physical Chemistry 1, Chemical Centre, Lund (Svezia); Università di Budapest (Ungheria); Swiss Federal Institute of Technology, Institute of Pharmaceutical Science, Zurigo (Svizzera); Institute of Organic Chemistry, and DFG Center for Functional Nanostructures, Karlsruhe Institute of Technology, Karlsruhe, (Germania); Chemistry and Biochemistry, Florida International University MMC, Chemistry Department Miami, Florida (USA)

 

Inoltre, i docenti dei dipartimenti di Cagliari e Sassari, sedi del dottorato, sono in rapporti di stretta collaborazione con gruppi di ricerca di numerose università, istituzioni, e centri di ricerca italiani, che sono disponibili ad accogliere i dottorandi nei loro laboratori per svolgervi attività sperimentale:

• Università di Bari, Basilicata, Bologna, Camerino, Ferrara, Firenze, Genova, Milano, Messina, Modena e Reggio Emilia, Molise, Napoli, Padova, Palermo, Parma, Pavia, Pisa, Roma, Salerno, Torino, Trieste, Urbino, Venezia, Verona; ASL 8, Cagliari; RIS, Reparto Investigazioni Scientifiche dell’Arma dei Carabinieri, Cagliari; Saras Ricerche e Tecnologie, Cagliari; CNR, Firenze; Centro Ricerche Italfarmaco, Milano; Stazione Sperimentale Seta, Milano; Centro Ricerche Enichem, Novara; Süd Chemie, Novara; CNR, Padova; ENEA-Casaccia, Roma; Istituto Zooprofilattico Sperimentale della Sardegna, Laboratorio del Farmaco e Analisi dei Residui. Sassari”; Istituto Superiore di Sanità, Dipartimento Ambiente e Connessa Prevenzione Primaria, Reparto di Chimica Tossicologica. Roma

 

 

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The teaching program is organized with the aim of enhancing not only the individual issues, but also the breadth and integration of multidisciplinary skills of PhD students;

The program of activitiesis outlined asfollows.

 

Ø      To attend specialized courses, chosen by the student at the beginning of the first year, activated in our PhD program and / or other PhD scientific courses held in our university.

Ø      To attend courses with technical / practical subject, organized in collaboration with other PhD courses held in our university [eg Experimental specialized techniques (NMR, FTIR, Diffraction, Microscopy ….), Bibliographic search, Scientific English and Technical English, Writing and Presentation of Research

Ø     To attend basic courses, activated for the undergraduate degree in Chemical Sciences or other scientific Master courses held in our university. (First and second year).

 

ü        The experimental scientific activity is carried out according to a research project approved by the Academic Board. The research can be carried out in our departments and is allowed to be performed in other qualified institutions in Italy or abroad (Each of the Three-year). The aim is to gain awareness in set up and conduct independently an original research project in advanced topics of the chemical sciences and technologies. (Each of the Three-year)

 

ü         During the PhD’s training great importance is given to the cultural background of the students enabling their integration in a context of international competition. In order to achieve this goal the student are offered the opportunity to come in contact with researchers, attending at conferences, seminars, schools and research institutions (Each of the Three-year)

 

The research activities on-site and off-site will be carried out according to the guidelines proposed by the PhD student in his research project. The project is presented by the student to the Teaching Council for approval at the beginning of the cycle. In the same program the chronological sequence of activities on-site and off-site is planned, and the methodological approach and the equipment to be used are described. The study activities, bibliographic research, drafting and implementation of the project are conducted by the student independently. The student is followed in its work by a supervisor appointed by the Teaching Council. The supervisor is a specialist of the research topics proposed by the student in his project. He is responsible for leaving at the disposal of the student the equipment needed and to provide the necessary scientific and organizative support for the realization of the project, placing him in his research staff. In this way the development of attitudes is promoted, in which autonomy, creativity and cooperation are well balanced.

Theheadquarters of the training are the Department of Chemical and Geological Sciences, Cagliari, and the Department of Chemistry and Pharmacy, Sassari. The instrumentation of the Departments is available to PhD students for their research activities. The Professors of both Departments are in close relationships with both Italian and foreign research groups from several institutes, centers and organizations, which are available to accommodate PhD students in their labs in order to conduct the research activities. At the end of the training process, the PhD student will be able to reach a high level of competence, which will be useful even in working environments different from research.

The activity of the PhD student is certified through a system of credits of research training (CFR), which is based on the following plan.

– Advanced courses:

8 hours of lectures + 17 hours of individual study = 1 CFR;

(Acquisition after verification by the professor for each course, with rules laid down by the professor himself).

– Experimental activities related to the research project:

25 hours = 1CFR.

(Acquisition through annual reports to the Teaching Council).

– Participation to seminars, schools and conferences:

international event = 1 CFR /day (1.5 if presenting author), national event CFR 0.75 / day (1 if presenting author), local event CFR = 0.25 / day (0.45 if presenting author) (acquisition through certificate of participation); conferences of external experts in the department = 0.125 CFR /conference (acquisition certified by the organizing professor).

-Thesis writing

A necessary condition for the admission to the final examination is the achievement of 180 CFR, of which not less than 6 related to advanced courses and not less than 162 for experimental work related to the research project.

·       >  22 credits related to advanced courses, chosen by the student at the beginning of the first year, activated  in our PhD program and / or other scientific PhD courses in our university, an English language course (max 4 CFR) and technical / practical courses. For each course is expected the final exam.

·      >   There are 4 courses with final exam that can be chosen from degree courses in technical science. The Phd’s  students with a degree other than the chemistry are expected to attend teachings within the master’s degree course in chemical sciences.

·      >   It is required participation in national and international conferences and a training/research activity at national and/or international laboratories.

·      >   Participation at schools and specialized courses organized at national and/or international level is highly desirable. In the event that the student participates in schools for a total duration of one week, the College Teachers may (at the request of the student) verify the possibility to replace them with the educational course credits required for the student.

·         >Experimental work on the research project (130 credits).

·       >  It is also a necessary condition the achievement of the B2 English level.