Progetti di ricerca

Il DICMA svolge una serie di importanti attività di ricerca. L’afferenza a diversi settori scientifici disciplinari attinenti alla ricerca e innovazione per lo studio e lo sviluppo di processi di trasformazione della materia, dalle materie prime ai prodotti con valore aggiunto ha permesso ai docenti, in qualità di responsabili, di ottenere in questi anni accademici numerosi finanziamenti su programmi di ricerca nazionali e internazionali.

Negli ultimi anni i docenti afferenti al Dipartimento hanno ottenuto, in qualità di responsabili, numerosi finanziamenti per progetti di ricerca che hanno avuto l’approvazione e il sostegno di vari istituzioni ed enti pubblici e privati a dimostrazione dell’ampiezza e versatilità delle competenze scientifiche.

Progetti di Ateneo

Elenco progetti finanziati dall’Ateneo

Unione Europea (UE)

ButterFly

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Filippo Berto

TITOLO: ButterFly: Data-Driven Bioinspired Design of Fatigue Super-Resistant Structures: Learning by Nature and Flying into the future

ENTE FINANZIATORE: European Research Council

DATA INIZIO PROGETTO: 01/09/2023

DATA FINE PROGETTO: 31/08/2028

RIASSUNTO:

I materiali biologici costituiscono un nuovo argomento di ricerca all'interfaccia tra biologia e scienze fisiche, con un terreno comune in chimica, fisica, meccanica e ingegneria. Durante la loro evoluzione, i materiali biologici hanno sviluppato una combinazione unica di proprietà al fine di svolgere funzioni specifiche attraverso una serie di elementi di design ingegnosi e distintivi, evidenti nei diversi sistemi creati dalla natura. Ad esempio, le ali delle farfalle hanno una straordinaria combinazione di leggerezza, resistenza e iridescenza. Tali conoscenze sui materiali naturali e biologici sono state solo scalfite e, nel loro studio, la prospettiva della scienza dei materiali è prevalsa ampiamente. Tuttavia, i sistemi naturali costituiscono una risorsa di soluzioni bioinspirate per diversi ambiti tra cui anche quello strutturale. Il campo dell’integrità strutturale e della progettazione a fatica potrebbero dunque trovare ispirazione per identificare soluzioni bioinspirate a problemi della pratica ingegneristica. Il progetto ButterFly ha lo scopo di colmare questa lacuna nella conoscenza facendo un salto rivoluzionario verso una progettazione a fatica bioispirata. La fatica è infatti la modalità di frattura più diffusa con oltre l’80% di tutti i guasti di servizio nei componenti strutturali; tuttavia, gli approcci progettuali disponibili sono ancora deterministici e inutilmente ripetitivi. ButterFly svilupperà, per la prima volta, un approccio meccanicistico nuovo e affidabile in grado di catturare i principi salienti di progettazione che consentono la durabilità a lungo termine dei sistemi naturali per trasferirli nella progettazione di strutture super resistenti alla fatica secondo un nuovo paradigma nella progettazione ispirato alla natura.

DRACARIS

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Giorgio Vilardi

TITOLO: DRACARIS (DecaRbonizAtion of Cement And iRonmakIng cycleS)

ENTE FINANZIATORE: EU NextGen-PNRR

DATA INIZIO PROGETTO: 1/01/2023

DATA FINE PROGETTO: 31/12/2025

RIASSUNTO:

L’obiettivo principale del progetto è quello di sviluppare un modello di simulazione di un impianto di sequestro di anidride carbonica per successivo riutilizzo prendendo come casi pratici il ciclo di produzione del cemento e quello dell’acciaio (partendo quindi dalla ghisa). I settori industriali del cemento e dell’accio sono denominati hard-to-abate, in quanto caratterizzati da unità di processo che operano a temperature molto elevate (sopra i 1500 K quindi) e in quanto caratterizzati da emissioni di gas serra e di anidride carbonica intrinseche al processo stesso. Il progetto quindi prevede come obiettivo finale uno sviluppo di diversi modelli di simulazione di impianti di sequestro di CO2 integrati ai due diversi processi di produzione in cui si analizzeranno dal punto di vista exergo-economico e ambientale delle tecnologie innovative di sequestro di anidride carbonica dai fumi combusti di cementifici (CFG) e dai fumi di altoforno (BFG). In particolare, essendo tali processi eseguiti a pressione circa atmosferica, ci si concentrerà su processi di cattura della tipologia post-combustione, eseguendo poi dei retrofitting degli impianti simulati in base a cicli di processo a oggi esistenti, quindi non provvisti di unità di cattura, per analizzare l’impatto exergo-economico ambientale. I cicli di processo verranno ottimizzati anche in chiave di minimizzazione/valorizzazione di correnti di scarto e si proporranno diverse soluzioni innovative sia per il processo di sequestro che di riconversione della CO2 (nano-assorbenti, bio-ossicombustione, carbonatazione ecc.). Lo scopo ultimo è quello di produrre un flowsheet integrato, dell’intero ciclo di processo che abbia zero emissioni di CO2 e quindi un ridotto impatto ambientale, a parità di qualità del prodotto finale. Si affiancherà al lavoro di simulazione e modellazione anche una parte sperimentale focalizzata all’impiego di nano-assorbenti e alla mineralizzazione di CO2, impiegando miscele di N2-CO2 a diversi tenori di CO2 per simulare i CFG e BFG.

Hyperspectral based sensing architectures for resource circularity

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Giuseppe Bonifazi (Partecipanti: Roberta Palmieri, Silvia Serranti, Giuseppe Capobianco)

TITOLO: Hyperspectral based sensing architectures for resource circularity

ENTE FINANZIATORE: MADE IN ITALY CIRCOLARE E SOSTENIBILE - Partenariati estesi alle università, ai centri di ricerca, alle aziende per il finanziamento di progetti di ricerca di base di cui all'Avviso Pubblico n. 341 del 15/03/2022 - nell’ambito del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza, Missione 4 “Istruzione e ricerca” – Componente 2 “Dalla ricerca all’impresa” – Investimento 1.3, finanziato dall’Unione europea – NextGenerationEU - PE0000004 - CUP: B53C22004130001

DATA INIZIO PROGETTO: 01/01/2023

DATA FINE PROGETTO: 31/12/2025

RIASSUNTO:

Obiettivo del progetto è identificare l’efficienza e l’efficacia dei processi circolari, attraverso l’ottimizzazione dei flussi di materiali per massimizzare il recupero, il riciclo e il riutilizzo di materiali reintegrabili nel ciclo produttivo. Diventa strategico identificare quali materiali abbiano effettivamente potenziale, ovvero quali rifiuti possano diventare risorse di valore. Allo stesso tempo, viene perseguito l’altro obiettivo, ovvero minimizzare gli scarti derivanti dai processi circolari. Il progetto mira a sostenere la realizzazione di una fabbrica circolare nello spazio, affrontando i punti di forza e di debolezza delle architetture applicate all’analisi preliminare dei materiali da riciclare e/o dei prodotti derivanti dai processi di recupero e riciclo. Vengono sviluppate architetture e logiche di rilevamento, riconoscimento e analisi rapide, robuste, efficaci, a basso costo, non invasive e non distruttive per caratterizzare diverse tipologie di rifiuti solidi (ad esempio, plastiche di scarto, rifiuti elettronici) e i materiali recuperati risultanti (ad esempio, flussi di materiali recuperati a composizione monomaterica certificata di qualità, in base a specifiche proprietà fisico-chimiche), oltre a processi di separazione e recupero di inquinanti. Queste soluzioni permetteranno di raggiungere due degli obiettivi principali del progetto legati alla Fabbrica Circolare e Sostenibile: (i) la caratterizzazione degli scarti prodotti (identificazione/classificazione) e il loro riutilizzo/riciclo come input primari per estenderne il valore come risorsa, e (ii) una maggiore efficienza ed efficacia nell’utilizzo delle materie prime, riducendo il consumo di materie prime vergini e minimizzando gli scarti e i rifiuti di produzione.

LINK UTILI:

https://www.mics.tech/projects/5-7-hyperspectral-based-sensing-architectures-for-resource-circularity/

NEREIDAS

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Silvia Serranti (Partecipanti: Giuseppe Bonifazi e Giuseppe Capobianco)

TITOLO: NEREIDAS - implemeNtation of innovativE educational actions foR thE protectIon of mexIco anD colombiA marine environmentS

ENTE FINANZIATORE: Unione Europea – DG/Agency: EACEA

Call: ERASMUS-EDU-2024-CBHE

Topic ID: ERASMUS-EDU-2024-CBHE-STRAND-2

EU Grants: Application form (ERASMUS BB and LS Type II): V2.0 – 01.06.2022

Project ID: 101179229

Project Coordinator: Sapienza, DICMA (Silvia Serranti)

DATA INIZIO PROGETTO: 01/01/2025

DATA FINE PROGETTO: 31/12/2027

RIASSUNTO:

Il Progetto prende il nome dalle ninfe marine della mitologia greca poiché l'intento principale delle attività pianificate è introdurre in Messico e in Colombia un nuovo sistema per proteggere le coste e l'ambiente marino dall'inquinamento, accelerando la transizione verso un'economia verde e circolare equa. A livello educativo, con il supporto delle università europee, verranno intraprese azioni sia sui contenuti che sulla metodologia, con l'accreditamento e l'erogazione di sei nuovi corsi (sia in presenza che MOOCs), selezionati sulla base di un'analisi dei bisogni locali, con l'obiettivo di migliorare il livello delle competenze, delle abilità e del potenziale di occupabilità degli studenti. A livello metodologico, concetti come l'apprendimento attivo, l'internazionalizzazione e il processo educativo centrato sullo studente, alla base del Processo di Bologna, saranno introdotti attraverso sessioni di formazione specifiche. Le formazioni saranno rivolte sia al personale accademico (mobilità, ToTs) sia al personale tecnico/amministrativo (inclusione, sostenibilità, approccio verde, gestione di progetti) per promuovere un'educazione inclusiva, l'equità, la non discriminazione e migliorare alcuni aspetti delle capacità gestionali e imprenditoriali delle università beneficiarie. Grazie alla partecipazione dei partner associati e al coinvolgimento degli stakeholder locali, verrà creata una rete con enti privati impegnati nel campo della protezione ambientale e del turismo sostenibile, che saranno coinvolti nel WP5 sia nei laboratori di competenze aziendali, per trasferire competenze pratiche e utili agli studenti e facilitare il loro ingresso nel mondo dei lavori verdi, sia nei tirocini, rendendoli più competitivi e innovativi. Un altro importante obiettivo del progetto è avere un impatto sul livello di consapevolezza climatica della società sull'importanza di proteggere l'ambiente, agendo sia sulla prevenzione che sull'educazione. Tutto ciò per contribuire a un profondo cambiamento dei comportamenti delle persone, orientato alla protezione dell'ambiente.

NEXT_GEN_MAT

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Giorgio Vilardi

TITOLO: NEXT_GEN_MAT (Next Generation of Innovative Materials Specialists)

ENTE FINANZIATORE: EU funds-ERASMUS+

DATA INIZIO PROGETTO: 09/2024

DATA FINE PROGETTO: 03/2026

RIASSUNTO:

Il progetto "Next Generation of Innovative Materials Specialists" mira a creare un programma professionale multidisciplinare per formare i futuri lavoratori nel settore civile e delle infrastrutture. L'obiettivo principale è preparare e utilizzare materiali innovativi per il miglioramento del suolo, quantificando e riducendo il loro impatto ambientale. Obiettivi principali:

Formare i partecipanti per attività di laboratorio per applicazioni pratiche in campo dell’ingegneria civile e ambientale di materiali innovativi.
Fornire tutti gli elementi per dare ai partecipanti di selezionare in maniera critica i materiali da costruzione tradizionali o innovativi in base anche al possibile impatto ambientale legato al loro impiego.
Dotare i partecipanti delle competenze necessarie per valutare soluzioni ottimali per casi specifici, considerando sempre le conseguenze sull’ambiente circostante e quindi implicazioni anche sociali.

OnFoods

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Paola Russo

TITOLO: ON Foods - Research and innovation network on food and nutrition Sustainability, Safety and Security - Working ON Foods

ENTE FINANZIATORE: Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR), Missione 4 Componente 2 Investimento 1.3 del Ministero dell'Università e della Ricerca finanziato dall'Unione Europea - NextGenerationEU; Codice progetto PE00000003

DATA INIZIO PROGETTO: 2022

DATA FINE PROGETTO: 2025

RIASSUNTO:

Il progetto ONFOODS mira a promuovere la sostenibilità della produzione alimentare, l'adozione di modelli dietetici sostenibili, la distribuzione alimentare sostenibile e il miglioramento della qualità e della sicurezza degli alimenti. Inoltre, punta a sviluppare tecnologie innovative e intelligenti per una produzione e un consumo alimentare sostenibili, garantendo al contempo la sicurezza alimentare, in particolare per i gruppi di popolazione vulnerabili.

Lo Spoke 3 del progetto si concentra sulla sicurezza alimentare lungo la filiera, con particolare attenzione a nuove tecnologie di trasformazione sostenibili e allo sviluppo di nuovi alimenti per affrontare le sfide legate ai cambiamenti climatici e alla sicurezza alimentare.

Gli obiettivi di ricerca includono l'identificazione e lo sviluppo di nuove tecnologie per migliorare la sicurezza alimentare durante la conservazione. In particolare, si studiano imballaggi biodegradabili, film edibili e rivestimenti commestibili (ad esempio, PLA, chitosano) contenenti composti naturali antiossidanti o antimicrobici (ad esempio, olio extravergine d'oliva) per prolungare la shelf life degli alimenti deperibili senza l'uso di conservanti chimici.

La funzionalità di questi nuovi biofilm viene valutata in termini di qualità e sicurezza, con un focus su analisi fisico-chimiche, microbiologiche e sensoriali, applicate a prodotti freschi e confezionati.

POLYMEER

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Fabrizio Sarasini

TITOLO: POLYMEER-Brewers spent grain as main by-product for development of novel, high-performance biobased polymers, polymer blends, and co-polymers

ENTE FINANZIATORE: Unione Europea - CBE JU

DATA INIZIO PROGETTO: 01/09/2024

DATA FINE PROGETTO: 31/08/2028

RIASSUNTO:

POLYMEER si impegna a creare una nuova catena del valore a base biologica per i prodotti in bioplastica provenienti da fonti sostenibili attraverso lo sfruttamento efficace delle trebbie di birra (BSG). Ciò comporta la conversione efficiente delle trebbie umide in bioplastiche versatili e progettate su misura per tre applicazioni cruciali: 1) pellicole per pacciamatura adatte per uso agricolo, 2) fibre tessili per l'industria automobilistica e 3) pellicole per imballaggio terziario per scopi industriali, che possono essere riciclati e/o biodegradati in ambienti specifici. Il progetto è uno sforzo olistico volto a raggiungere questo obiettivo e coinvolge l’intero processo di produzione, a partire dal frazionamento del BSG in biopolimeri chiave, principalmente cellulosa, emicellulosa e lignina. Questi preziosi componenti vengono poi trasformati in polimeri e copolimeri specifici sfruttando processi ecologici e con rifiuti ridotti al minimo. Infine, attraverso la miscelazione e la formulazione creeremo bioplastiche all’avanguardia adatte ai tre campi designati. I risultati più promettenti della nostra produzione su scala di laboratorio saranno sottoposti a un ampliamento di scala per dimostrare la fattibilità economica e tecnica, aprendo la strada al lancio sul mercato entro 3-5 anni dal completamento del progetto. Inoltre, valuteremo le proprietà di questi materiali, considerando il loro impatto ambientale, sociale ed economico durante la produzione su larga scala. Garantiremo la sicurezza del prodotto ed esploreremo il potenziale di biodegradabilità e i processi di riciclo durante tutto il processo di produzione. POLYMEER non riguarda solo la bioplastica; si tratta di ridefinire la sostenibilità nel settore delle bioplastiche con soluzioni su misura derivate da BSG. La Sapienza sarà principalmente impegnata nella formulazione delle bioplastiche, nella loro fabbricazione su scala di laboratorio e nella loro caratterizzazione in funzione delle specifiche applicazioni.

LINK UTILI: https://polymeerproject.eu/project

SAFOOD4MED

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Jacopo Tirillò

TITOLO: Innovative and safe antimicrobial bioplastics for food preservation in the Mediterranean area (SAFOOD4MED)

ENTE FINANZIATORE: PRIMA (Partnership for Research and Innovation in the Mediterranean Area) Finanziato dall’Unione Europea - MUR

DATA INIZIO PROGETTO: 01/07/2024

DATA FINE PROGETTO: 01/07/2027

RIASSUNTO:

SAFOOD4MED si concentra sullo sviluppo di materiali biodegradabili specificamente progettati per rispondere alle esigenze dei sistemi alimentari del Mediterraneo, riducendo il deterioramento degli alimenti e minimizzando l’impatto ambientale, offrendo alternative sostenibili alla plastica tradizionale. Il progetto integra sostenibilità e circolarità all’interno della catena del valore agroalimentare del Mediterraneo, utilizzando gli scarti alimentari attraverso un processo di bioraffinazione per produrre bioplastiche biodegradabili e antimicrobiche destinate al confezionamento alimentare, comprese le pellicole per macchine automatiche. Queste bioplastiche beneficeranno principalmente delle aziende agroalimentari locali, reintegrando i prodotti della bioraffineria nel ciclo produttivo alimentare ed estendendosi anche alle applicazioni di imballaggio industriale. Il progetto propone un modello di bioraffineria su piccola scala, adattabile e replicabile, con costi inferiori, minori rischi e potenziale di creazione di posti di lavoro nelle aree rurali. Si concentra sulla pre-elaborazione locale dei rifiuti alimentari, riutilizzando acqua, minerali e materia organica in loco prima di trasportare il residuo alle bioraffinerie centrali. Questo riduce i costi di trasporto e le emissioni di CO2, mentre i materiali recuperati possono essere utilizzati come fertilizzanti. Il processo di bioraffinazione include la digestione anaerobica per produrre biogas, utilizzabile per energia in loco o per la vendita alla rete elettrica. La bioraffineria centrale tratterà annualmente 700.000 tonnellate di rifiuti alimentari pre-elaborati, concentrandosi su materiali lignocellulosici e operazioni specifiche come:

Frazionamento: Separazione automatica dei rifiuti alimentari in frazioni ad alta purezza (lignina, cellulosa, emicellulosa).
Conversione: Trasformazione delle frazioni in biopolimeri idonei al contatto alimentare.
Formulazione e Monitoraggio della Qualità: Sviluppo di bioplastiche antimicrobiche e monitoraggio della qualità dei film di imballaggio.

Il progetto prevede tre fasi principali:

Estrazione di frazioni lignocellulosiche dai rifiuti alimentari.
Creazione di bioplastiche con riempitivi funzionali e additivi antimicrobici per prolungare la durata degli alimenti e ridurre il deterioramento.
Integrazione di tecnologie digitali per migliorare l’efficienza e la connettività della catena del valore.

SAFOOD4MED mira a offrire soluzioni sostenibili per affrontare lo spreco alimentare, ridurre l’uso della plastica e creare nuove opportunità nel mercato del packaging sostenibile.

Sensors, predictive process modelling and other ICT technologies

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Giuseppe Bonifazi (Partecipanti: Roberta Palmieri, Silvia Serranti, Giuseppe Capobianco)

TITOLO: Sensors, predictive process modelling and other ICT technologies

ENTE FINANZIATORE: CENTRO NAZIONALE DI RICERCA - AGRITECH - Potenziamento di strutture di ricerca e creazione di “campioni nazionali” di R&S su alcune Key Enabling Technologies" - - nell’ambito del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza, Missione 4 "Istruzione e Ricerca" Componente 2 Investimento 1.4 finanziato dall’Unione europea – NextGenerationEU - CN00000022 - CUP: B83C22002920007

DATA INIZIO PROGETTO: 01/12/2022

DATA FINE PROGETTO: 31/08/ 2025

RIASSUNTO:

L’attività di ricerca si propone di sviluppare metodologie innovative e rapide per l'analisi qualitativa di macro- e micronutrienti in suoli e foglie del settore vitivinicolo e oleario, utilizzando la micro-fluorescenza a raggi X (micro-XRF) e l’imaging iperspettrale (HSI). Queste tecniche offrono un’alternativa efficace ai metodi tradizionali, grazie alla loro capacità di ottenere risultati rapidi e precisi sulla composizione chimica dei campioni analizzati, fornendo mappe previsionali dettagliate della distribuzione dei nutrienti. L’integrazione dei due approcci analitici (micro-XRF e HSI) consente di ottenere una diagnosi rapida e accurata, con applicazioni particolarmente utili per il monitoraggio dei macro- e micronutrienti. Tali approcci innovativi puntano a ottimizzare la gestione delle risorse naturali e a migliorare la tracciabilità nei cicli produttivi. In questo modo, si intendono migliorare le pratiche agricole e acquisire nuove conoscenze sulle interazioni tra le piante e il loro ambiente.

LINK UTILI:

https://agritechcenter.it/it/

Sintesi, caratterizzazione e utilizzo di biochar in reattori per la produzione di metano/idrogeno da biomasse e scarti agro/alimentari

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Luca Di Palma

TITOLO: Sintesi, caratterizzazione e utilizzo di biochar in reattori per la produzione di metano/idrogeno da biomasse e scarti agro/alimentari

ENTE FINANZIATORE: ENEA PNRR POR H2 – Missione 2 “rivoluzione verde e transizione ecologica” – Componente 2 “energia rinnovabile, idrogeno, rete e mobilità sostenibile” – Investimento 3.5 “ricerca e sviluppo sull’idrogeno”, finanziato dall’Unione Europea – Next Generation EU. ATTIVITA’ 2.1.8: Sviluppo di processi bioelettrochimici avanzati per la produzione di combustibili gassosi dal trattamento e la valorizzazione di matrici organiche di scarto

DATA INIZIO PROGETTO: 01/01/2023

DATA FINE PROGETTO: 31/12/2025

RIASSUNTO:

Sintesi e caratterizzazione di biochar da matrici di scarto. Prove di prove di biometanazione in batch in presenza di diverse tipologie di biochar, al fine di testare successivamente il possibile utilizzo di quest’ultimo come materiale elettrodico nei sistemi bioelettrochimici.

Sistemi produttivi agroalimentari multifunzionali, innovativi e sostenibili per lo sviluppo delle aree marginali.

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Silvia Serranti (Partecipanti: Giuseppe Capobianco, Paola Cucuzza, Natalia Gaveglia)

TITOLO: Sistemi produttivi agroalimentari multifunzionali, innovativi e sostenibili per lo sviluppo delle aree marginali.

ENTE FINANZIATORE: European Union—NextGenerationEU (PNRR, Agritech, CN2, SPOKE 7, Missione 4, Componente 2, Investimento 1.4—D.D.1032 17/06/2022, CN00000022)

DATA INIZIO PROGETTO: 01/09/2022

DATA FINE PROGETTO: 31/08/2025

RIASSUNTO:

L'attività di ricerca è finalizzata alla definizione e applicazione di procedure non invasive e non distruttive, basate sull'acquisizione e l'elaborazione di dati raccolti da sensori ottici, operanti nelle gamme spettrali VIS-SWIR (400-2500 nm), nonché da strumenti di spettroscopia micro-FTIR e microfluorescenza a raggi X (micro-XRF). Tali procedure sono direttamente applicabili direttamente “in situ” o a scala di laboratorio e mirano alla diagnosi precoce di carenze o eccessi di nutrienti, disordini metabolici e stress dovuti a cause climatiche che possono provocare l'insorgenza di malattie e/o attacchi parassitari (Task 7.2.3), al monitoraggio del processo di fitorimedio del suolo e/o dell'acqua (Task 7.3.3). Queste attività si concentrano, in particolare, sulle aree marginali, contribuendo a ridurre l’impatto ambientale, migliorare la conservazione del suolo e promuovere una maggiore sostenibilità.

LINK UTILI: https://agritechcenter.it/it/

Spoke 11 MOST - Innovative Materials and Lightweighting

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Fabrizio Sarasini

TITOLO: Centro Nazionale Mobilità Sostenibile (MOST), CN00000023 a valere sul PNRR, Missione 4, Componente 2, Investimento 1.4, finanziato dall’Unione Europea - NextGenerationEU, Spoke 11 - Innovative Materials and Lightweighting

ENTE FINANZIATORE: Unione Europea

DATA INIZIO PROGETTO: 01/09/2022

DATA FINE PROGETTO: 31/12/2025

RIASSUNTO:

Gli obiettivi del progetto sono: (a) Individuare alternative ai materiali tradizionali in un'ottica di alleggerimento dei veicoli, garantendo elevati standard di sicurezza e affidabilità, con attenzione alla sostenibilità, alla riciclabilità e al recupero; (b) definire processi di produzione più efficienti e sostenibili, comprese le tecnologie di produzione additiva e le nuove tecnologie di giunzione, anche attraverso l'uso di approcci di digital twin per garantire le proprietà finali dei manufatti, applicando i principi di Eco-design e Life Cycle Analysis; (c) definire nuove strategie di trattamento termico e modifica della superficie per aumentare le prestazioni meccaniche, tribologiche e di durata; (d) sviluppare metodologie di progettazione basate sull'ottimizzazione strutturale finalizzate all'alleggerimento con materiali e processi innovativi; (e) identificare e promuovere nuove filiere industriali di riciclo di materiali leggeri innovativi, al fine di prolungarne la vita favorendo l'integrazione e la sinergia con altre filiere produttive strategiche.

LINK UTILI: https://spoke11-most.unibs.it; https://www.centronazionalemost.it

Spoke 13 MOST - Electric traction and batteries

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Paola Russo

DATA INIZIO PROGETTO: 2022

DATA FINE PROGETTO: 2025

RIASSUNTO:

Le batterie agli ioni di litio (LIBs) sono ampiamente utilizzate in dispositivi portatili, veicoli elettrici (EVs) e sistemi di accumulo per energie rinnovabili, grazie alla loro elevata densità energetica, basso peso e bassa autoscarica. Tuttavia, l’aumento del loro impiego ha comportato un incremento degli incidenti durante il trasporto, l’utilizzo e lo smaltimento, spesso causati da reazioni chimiche indesiderate dovute a sovraccarichi termici, meccanici o elettrici.

Il progetto mira a valutare i rischi legati al Thermal Runaway (TR) delle celle attraverso test di abuso termico in sistemi di reazione avanzati, caratterizzando le emissioni gassose e le particelle solide generate durante il processo. Inoltre, le celle post mortem saranno analizzate per identificare modifiche strutturali e composizionali. I test sperimentali includono analisi calorimetriche, spettroscopia FT-IR e microscopia elettronica a scansione (SEM-EDS).

I risultati contribuiranno a migliorare la sicurezza operativa delle LIBs, identificando condizioni di esercizio ottimali per prevenire eventi catastrofici come il Thermal Runaway e migliorare le prestazioni e la durata delle batterie.

TS2 - Multi Risk Resilience of Critical Infrastructures

TITOLO: TS2 - Multi Risk Resilience of Critical Infrastructures

ENTE FINANZIATORE: RETURN Partenariato esteso e finanziamento ricevuto dall'Unione Europea Next-GenerationEU (Piano nazionale di ripresa e resilienza—PNRR, Missione 4, Componente 2, Investimento 1.3—D.D. 1243 2/8/2022, PE0000005)

DATA INIZIO PROGETTO: 12/2022

DATA FINE PROGETTO: 12/2025

RIASSUNTO:

WP 6.2: Definizione e caratterizzazione dei sistemi di asset. Attività:

Acquisizione, inventario e classificazione di diversi sistemi infrastrutturali e mappatura delle loro interdipendenze.
Classificazione dei componenti critici rispetto all'età degli asset e alla vulnerabilità ai pericoli provocati dall'uomo.
Analisi della continuità del servizio e classificazione dei guasti del servizio intra- e inter-CI.  Requisiti per la mappatura dei rischi naturali e climatici specifici per CI.

WP 6.5: Valutazione del rischio multi-rischio di reti infrastrutturali e asset. Attività:

Classificazione multi-rischio logica e fisica di impatti e ricadute (valutazione dell'impatto).
Disastri naturali e provocati dall'uomo correlati.

WP 6.6: Tecnologie e soluzioni integrate per la riduzione olistica del rischio. Attività:

Soluzioni proattive per la riduzione del rischio contro eventi accidentali
Applicazione della consapevolezza situazionale ad approcci in tempo reale alla riduzione del rischio
Condivisione di informazioni e conoscenze per la protezione e la resilienza delle infrastrutture critiche
Riqualificazione e aggiornamento della forza lavoro di gestione degli asset

LINK UTILI: https://www.fondazionereturn.it/spoke6

Valutazione integrata, rilevazione, prevenzione e mitigazione del rischio in diversi comparti ambientali

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Silvia Serranti (Partecipanti: Giuseppe Bonifazi, Giuseppe Capobianco, Eleonora Gorga)

TITOLO: Valutazione integrata, rilevazione, prevenzione e mitigazione del rischio in diversi comparti ambientali

ENTE FINANZIATORE: European Union—NextGenerationEU (PNRR - PE03 - RETURN - Spoke 4, no. PE00000005, CUP B53C22004020002)

DATA INIZIO PROGETTO: 01/12/2022

DATA FINE PROGETTO: 30/11/2025

RIASSUNTO:

L'attività di ricerca è volta all'applicazione di tecnologie di sensing innovative, non invasive e non distruttive, basate sull'imaging iperspettrale (HSI) operante nell'intervallo SWIR (1000-2500 nm) a scala di laboratorio, abbinate a strategie chemiometriche e di machine learning, per l'identificazione e la classificazione automatica e rapida delle microplastiche raccolte da ambienti terrestri (Task 3.1) e marini (Task 3.2). In particolare, gli obiettivi dell'attività di ricerca sono: i) monitorare l'inquinamento da microplastiche negli ambienti terrestri (suolo, acque dolci, ecc.) e marini (acque marine, spiagge sabbiose, sedimenti marini, ecc.); ii) identificare le tipologie di polimeri utilizzando l'HSI, una tecnologia nuova, rapida e non distruttiva in questo campo, abbinata all'implementazione di diversi approcci di classificazione; iii) monitorare la degradazione anaerobica dei prodotti in bioplastica utilizzando l’imaging iperspettrale, iv) effettuare una caratterizzazione morfologica e morfometrica automatica delle microplastiche identificate (misurazione dei principali parametri di forma e dimensione delle particelle); v) confrontare i risultati con quelli ottenuti mediante tecniche spettroscopiche convenzionali (ad esempio FT-IR); vi) proporre un protocollo standard per la caratterizzazione delle microplastiche.

LINK UTILI: https://www.fondazionereturn.it/

ZEROIMPACT

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Giorgio Vilardi

TITOLO: ZEROIMPACT (Zero Emission waste pyRolysis recycle plant simulation mOdel: environmental IMpact Pediction and monitoring by means of drones and ArtifiCial intelligence algoriThm)

ENTE FINANZIATORE: EU NextGen-PNRR

DATA INIZIO PROGETTO: 1/01/2023

DATA FINE PROGETTO: 31/12/2025

RIASSUNTO:

L’obiettivo principale del progetto è quello di sviluppare un modello di simulazione di un impianto completo di pirolisi di rifiuti, inizialmente concentrandosi sul plasmix e successivamente sul misto plasmix e rsu, a impatto zero, i.e. con l’ottica di riutilizzare e recuperare ogni corrente di scarto generata direttamente in situ, in primis individuando le condizioni ottimali, il/i catalizzatori più adatti e performanti per la specificità e complessità della carica in alimentazione per minimizzarle. Si svilupperà inoltre un impianto completamente elettrificato, considerando il caso di alimentazione da fonti energetiche rinnovabili (integrazione di più fonti) per comparare i due casi sia dal punto di vista termotecnico ed economico, che da quello di impatto ambientale netto (emissioni di anidride carbonica equivalente ed effettiva, consumo di acqua e di energia ecc.). Ogni parte dell'impianto sarà simulata attraverso un software commerciale (Aspen Plus o PROII), e ogni modello impiegato sarà validato utilizzando dati di letteratura e dati sperimentali provenienti dal background di ricerca dei membri del gruppo di ricerca. Ogni unità sarà poi ottimizzata in termini di parametri operativi per aumentare l'efficienza complessiva e ridurre l'impatto ambientale dell’impianto. L'analisi termodinamica e ambientale saranno i due strumenti principali per questa procedura di ottimizzazione, seguita da una progettazione dettagliata delle unità e da un'analisi termo-economica e di redditività. Verranno proposti e valutati diversi processi di trattamento e upgrading a valle, integrando processi classici con altri più innovativi e meno impattanti, attraverso l'integrazione delle nuove filosofie ZLD e ZE (Zero-Emissioni), nonché dei cicli di cattura della CO2. Particolare attenzione sarà posta alla previsione e al monitoraggio degli inquinanti provenienti da ogni sottounità e dal cuore dell'impianto, ovvero il reattore di pirolisi.

MUR-PRIN

BOOMERANG

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Jacopo Tirillò

TITOLO: Bio-cOmpOsite Material dEsign foR pAckagiNG (BOOMERANG)

ENTE FINANZIATORE: MUR nell’ambito del PNNR (PRIN 2022)

DATA INIZIO PROGETTO: 28/09/2023

DATA FINE PROGETTO: 28/09/2025

RIASSUNTO:

L’economia circolare promuove il riutilizzo o riciclo di materiali/prodotti dopo il loro uso primario per ottenere vantaggi economici e ambientali. I polimeri e compositi riciclabili o compostabili rappresentano una valida alternativa alle plastiche tradizionali, soprattutto nel packaging, che copre il 40% della domanda europea di plastica. I compositi a base polimerica offrono inoltre la possibilità di modulare proprietà variando matrice, tipo di rinforzo, contenuto e orientamento. Lo sviluppo di compositi biodegradabili/compostabili è quindi un settore promettente. Questa proposta mira a progettare e validare bio-compositi (BC) innovativi, completamente rinnovabili e circolari. Grazie alle ricerche preliminari condotte dal proponente e alla natura interdisciplinare del gruppo di lavoro, saranno integrate competenze scientifiche, industriali e progettuali per soddisfare i requisiti tecnici e di design dei nuovi materiali. Gli obiettivi saranno raggiunti attraverso diverse attività: selezione di matrici e riempitivi focalizzati su riciclabilità e compostabilità, caratterizzazione dei BC prodotti con varie tecniche, analisi della riciclabilità/compostabilità dei prodotti sviluppati, studio della capacità di riprocessamento dopo riciclo meccanico e valutazione dell’impatto sociale ed economico, con attenzione a educazione sanitaria e disseminazione dei risultati. Il progetto testerà i BC per il packaging e valuterà l’applicabilità a nuovi mercati, favorendo l’avanzamento tecnologico tramite lo studio di tecniche di fabbricazione. La valorizzazione di rifiuti organici in prodotti di valore migliorerà la percezione degli upcycled materials. Coinvolgimento, formazione e mentoring di giovani ricercatori, insieme alla divulgazione dei risultati a stakeholder, aziende e pubblico, sono aspetti chiave. Questo progetto rappresenta un passo cruciale per colmare il divario tra ricerca scientifica e applicazioni industriali, avanzando il modello di economia circolare con benefici ambientali ed economici.

CellBioReComp

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Jacopo Tirillò

TITOLO: Cellulose Bio-based Recyclable Composites for 3D-printing and injection molding items – CellBioReComp

ENTE FINANZIATORE: MUR nell’ambito del PNNR (PRIN 2022)

DATA INIZIO PROGETTO: 30/11/2023

DATA FINE PROGETTO: 30/11/2025

RIASSUNTO:

I compositi termoplastici a base biologica hanno suscitato un grande interesse negli ultimi anni come alternativa promettente ai materiali basati su fonti fossili. CellBioReComp risponde all’urgenza di sviluppare biocompositi innovativi, a base di cellulosa, carbon neutral e riciclabili, progettati per applicazioni di stampaggio a iniezione e stampa 3D. Il progetto non si limita a sviluppare biocompositi con proprietà specifiche per le applicazioni finali, ma pone anche una forte attenzione al fine vita dei materiali, seguendo un approccio "circular-by-design". Per raggiungere questi obiettivi, CellBioReComp mira a implementare un percorso di riciclo innovativo: il riciclo chimico tramite depolimerizzazione riduttiva, seguito da un riprocessamento attraverso un’estrusione reattiva su misura. Le fibre, una volta separate, saranno recuperate e reintrodotte nella catena del valore. Parallelamente, il riprocessamento verrà esplorato in una nuova prospettiva, superando lo stato dell’arte, grazie all’utilizzo di estensori di catena a base biologica ottenuti tramite depolimerizzazione riduttiva. Questi miglioreranno l’adesione tra fibra e matrice, la processabilità e le proprietà meccaniche, garantendo un reale upcycling dei materiali sviluppati. Una matrice biobased adeguata (valutando gradi di Polybutylene Succinate, Acido Polilattico o loro blend) sarà selezionata attraverso una caratterizzazione approfondita, con particolare attenzione alla sostenibilità nella progettazione dei prodotti finali. Per migliorare ulteriormente le proprietà meccaniche, verranno analizzati diversi rapporti d’aspetto delle fibre, concentrandosi sull’adesione interfacciale tra matrice e rinforzo. Quest’ultima sarà ottimizzata grazie alla funzionalizzazione delle fibre, validata anche attraverso modelli analitici. CellBioReComp ottimizzerà i parametri di lavorazione delle tecniche produttive selezionate, garantendo processi industrialmente riproducibili e il raggiungimento delle proprietà finali. Modelli computerizzati supporteranno le tecniche produttive per soddisfare gli obiettivi tecnici. Alla fine del progetto, i biocompositi selezionati verranno utilizzati per realizzare prototipi validati tramite stampaggio a iniezione e stampa 3D, confrontando le formulazioni upcycled con quelle vergini. Il progetto prevede, inoltre, un’intensa attività di disseminazione per diffondere i risultati ottenuti.

Fitodepurazione assistita di sostanze alchiliche perfluorurate con canapa industriale: analisi fisiologiche e molecolari combinate con innovativi metodi analitici non invasivi

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Giuseppe Capobianco

TITOLO: Fitodepurazione assistita di sostanze alchiliche perfluorurate con canapa industriale: analisi fisiologiche e molecolari combinate con innovativi metodi analitici non invasivi.

ENTE FINANZIATORE (no progetti di Ateneo): MUR nell’ambito del PNNR (PRIN 2022)

DATA INIZIO PROGETTO: 14/07/2023

DATA FINE PROGETTO: 15/10/2025

RIASSUNTO:

Le sostanze perfluoroalchiliche (PFAS) sono una classe di composti ancora largamente utilizzati in settori industriali cruciali, il cui rilascio nell'ambiente causa una contaminazione persistente di suolo e acqua. Questi composti possono facilmente entrare nella catena alimentare, con effetti dannosi per la salute umana, una situazione preoccupante attualmente segnalata nel nord-est Italia. Questo studio mira a verificare se la fitorisanamento, utilizzando una coltura a biomassa come la canapa industriale (Cannabis sativa L.), possa essere una soluzione per mitigare la contaminazione del suolo causata da irrigazione con acque inquinate. La strategia prevede: i) la coltivazione della canapa industriale per la sua capacità di assorbire e traslocare i PFAS dalle radici ai germogli, insieme alla produzione di biomassa utilizzabile a scopi energetici; ii) l'analisi delle alterazioni trascrittomiche, cromosomiche ed epigenomiche per identificare geni chiave coinvolti nella risposta e accumulo di PFAS; iii) l'individuazione della localizzazione dei PFAS nei vari tessuti e l'analisi morfologica e fisiologica della pianta tramite tecniche innovative come l'imaging iperspettrale. Verranno utilizzati acidi umici per migliorare la crescita radicale e ottimizzare il protocollo di fitoestrazione. L'analisi genomica ad alta risoluzione sarà condotta per identificare marcatori molecolari e geni legati all'accumulo di PFAS, con successiva conferma tramite qRT-PCR. Inoltre, saranno studiati i cambiamenti morfologici e fisiologici indotti dai PFAS nei vari sistemi di coltivazione per ottimizzare la gestione fitorisanitaria.

I-ADMA

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Daniela Pilone

TITOLO: I-ADMA Mechanical behaviour prediction of ADditively MAnufactured component by an artificial Intelligence approach

ENTE FINANZIATORE: MUR nell’ambito del PNNR (PRIN 2022)

DATA INIZIO PROGETTO: 28/09/2023

DATA FINE PROGETTO: 27/09/2025

RIASSUNTO:

L’Additive Manufacturing (AM) sembra essere uno dei processi più promettenti per la produzione di parti complesse. Tuttavia, rimangono ancora problemi irrisolti, tra cui quello fondamentale è la definizione di un modello in grado di prevedere il comportamento meccanico di componenti realizzati mediante AM a partire dalla conoscenza della microstruttura della lega e del suo stato difettivo. L'obiettivo del progetto è quello di fornire uno strumento di progettazione in grado di ottimizzare l'uso delle tecnologie AM in diversi settori industriali. Il raggiungimento dell'obiettivo principale di questo progetto richiede una caratterizzazione della microstruttura della lega e dei difetti metallurgici, la determinazione delle proprietà meccaniche dei campioni prodotti tramite AM e lo sviluppo di un modello predittivo basato su algoritmi di intelligenza artificiale (AI). Ciò implica una sinergia tra ricercatori che lavorano in diversi campi come la progettazione strutturale, l’informatica e la metallurgia. Un'ampia caratterizzazione dei campioni prodotti consentirà di determinare la resistenza statica e il comportamento a fatica e di correlarli all'analisi morfologica dei difetti. Ciò è necessario per creare un database per l'implementazione di procedure di intelligenza artificiale che possano essere utilizzate per la progettazione di componenti al fine di migliorarne le proprietà. A tale scopo, possono essere utilizzati diversi approcci e soluzioni con l'obiettivo di determinare quelli più adatti. Innanzitutto, verrà fornito uno strumento creato ad hoc per prevedere il comportamento meccanico del materiale, correlando i parametri operativi di produzione con i difetti identificati. Inoltre, progettando un classificatore opportunamente addestrato, sarà possibile determinare il tipo di difetti che hanno generato uno specifico comportamento meccanico. L'approccio di intelligenza artificiale consentirà di risparmiare tempo e costi di produzione.

REWIND

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Fabrizio Sarasini

TITOLO: REWIND-Recyclable biocompositEs WIth eNhanced Durability

ENTE FINANZIATORE: MUR nell’ambito del PNNR (PRIN 2022)

DATA INIZIO PROGETTO: 01/12/2023

DATA FINE PROGETTO: 30/11/2025

RIASSUNTO:

ll progetto REWIND mira a progettare e sviluppare biocompositi innovativi studiando anche la durabilità di questi materiali e l’effetto di condizioni ambientali difficili sulla loro biodegradabilità. Le soluzioni saranno validate sperimentalmente e verranno sfruttati ulteriori sviluppi per il loro riciclo a fine vita o per il trattamento di upcycling seguendo una strategia economica ben progettata. Gli obiettivi di REWIND saranno realizzati in tre fasi, ciascuna finalizzata al raggiungimento di uno dei seguenti obiettivi di ricerca: (a) ottimizzazione di nuovi composti chimici per resine epossidiche biobased riciclabili e fibre naturali; (b) studio della durabilità dei biocompositi e influenza sulla loro riciclabilità; (c) legislazione per il riciclo dei biocompositi di scarto.
La prima fase mira a rafforzare l’uso di materie prime biobased (ovvero fibre naturali e resine bio-epossidiche) per formulare biocompositi utilizzando ammine scindibili per innescare la chimica attivata per depolimerizzare la struttura del termoindurente con trattamenti chimici poco invasivi. Questo approccio consentirà il riciclo della matrice che porterà alla produzione di fibre pulite e non danneggiate e di nuovi polimeri da sfruttare nella tradizionale lavorazione termoplastica. Pertanto, verrà implementata una strategia completamente circolare con tecnologie di riciclo e upcycling progettate per recuperare i costituenti ad alto valore aggiunto dei biocompositi. Questa seconda fase riguarda la valutazione delle prestazioni complessive dei biocompositi compresa la valutazione della durabilità e l'indagine di riciclabilità. Dal punto di vista giuridico, nella terza fase la proposta mira a delineare una disciplina sul riciclo e riutilizzo dei biocompositi e dei loro componenti principali.

LINK UTILI: https://www.rewindproject.it/home

RUB2RES

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Giuseppe Bonifazi (Partecipanti: Silvia Serranti, Giuseppe Capobianco)

TITOLO: RUB2RES - Rubble-to-Resource: Earth science knowledge for sorting and recycling Construction and Demolition Waste

ENTE FINANZIATORE: MUR nell’ambito del PNNR (PRIN 2022)

DATA INIZIO PROGETTO: 28/09/2023

DATA FINE PROGETTO: 27/09/2025

RIASSUNTO:

Il progetto RUB2RES si propone di definire linee guida complete per migliorare la gestione e l’utilizzo dei rifiuti da costruzione e demolizione (C&DW), con un focus sullo sviluppo di prodotti innovativi e sostenibili e di processi di selezione trasferibili facilmente all’industria. Il progetto si concentra in particolare sui rifiuti da costruzione e demolizione generati a seguito di eventi sismici nelle regioni Marche, Abruzzo ed Emilia-Romagna, utilizzando questo contesto come un caso studio impegnativo per la gestione e il recupero di un composito minerale estremamente eterogeneo e potenzialmente pericoloso.

TARGET

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Fabrizio Sarasini

TITOLO: TARGET - addiTive mAnufactuRing for liGhtwEight joinTs

ENTE FINANZIATORE: MUR nell’ambito del PNNR (PRIN 2020)

DATA INIZIO PROGETTO: 25/04/2022

DATA FINE PROGETTO: 25/04/2025

RIASSUNTO:

Il progetto TARGET mira a colmare il divario nelle tecnologie di giunzione tra diversi tipi di materiali combinando percorsi di produzione additiva per metalli e compositi rinforzati con fibre naturali (g-FRP) per strutture leggere personalizzate ad alte prestazioni. L’integrazione sinergica dell’ancoraggio meccanico mediante tecniche di produzione additiva (AM) per materiali metallici e polimerici consentirà lo sviluppo di uno schema di giunzione ibrido durevole, resistente ai danni e ad alta resistenza per strutture composite-metalliche. In questo modo, gli svantaggi del classico design ibrido con bulloni e rivetti possono essere eliminati, favorendo così una produzione e un assemblaggio più rapidi senza elementi di fissaggio perché sono necessarie meno parti e le fasi del processo di assemblaggio possono essere potenzialmente automatizzate. Gli innovativi g-FRP si basano su fibre naturali, monomeri epossidici completamente riciclabili e matrici termoplastiche di origine naturale, ottenendo così un materiale riciclabile. La riciclabilità intrinseca dei materiali compositi sarà sfruttata per favorirne il facile disassemblaggio a fine vita, consentendo così un'analisi dei processi di riciclo e riutilizzo dei compositi e la valutazione del loro impatto ambientale mediante approccio LCA.

Towards innovative methodologies to design metallic Additive Manufactured (AM) complex components for civil engineering structures subjected to time varying loading

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Filippo Berto

TITOLO: Towards innovative methodologies to design metallic Additive Manufactured (AM) complex components for civil engineering structures subjected to time varying loading

ENTE FINANZIATORE: MUR nell’ambito del PNNR (PRIN 2022)

DATA INIZIO PROGETTO: 30/11/2023

DATA FINE PROGETTO: 30/11/2025

RIASSUNTO:

Il presente progetto riguarda parti metalliche su piccola scala -quali nodi strutturali, nodi-connessioni per strutture reticolate, giunti bullonati- utilizzate nel settore edile realizzate tramite manifattura additiva (AM), caratterizzate da discontinuità geometriche e soggette a carichi variabili nel tempo (ad esempio terremoti, vento, onde) e vibrazioni (ad esempio traffico di veicoli, folle in movimento). Ad oggi, nella letteratura tecnica non sono disponibili norme e raccomandazioni per la progettazione a fatica di tali parti, essendo la loro progettazione basata su criteri sviluppati per materiali metallici convenzionali. Cio’ rende il settore edile riluttante ad adottare queste parti metalliche AM nelle strutture. In tale contesto, l’obiettivo finale del presente progetto è quello di proporre metodologie innovative per la progettazione contro la fatica di tali parti metalliche AM fornendo: (i) nuove conoscenze nel campo della ricerca AM e (ii) uno strumento per l'industria delle costruzioni per la progettazione a fatica di tali componenti. Più precisamente, viene proposta una metodologia innovativa basata sull'energia per la stima della vita a fatica in condizioni di carico multiassiale che tenga anche conto delle caratteristiche microstrutturali del materiale, delle tensioni residue. Inoltre, altre due metodologie innovative saranno sviluppate per la stima della nucleazione della cricca e dei piani finali di frattura: una metodologia basata sulla deformazione per il regime di fatica oligociclica e una metodologia basata sullo stress per regime di fatica ad alto numero di cicli. Per valutare l'accuratezza delle metodologie di cui sopra, verra’ eseguito un programma sperimentale in condizioni di carico monoassiale/biassiale su provini AM in acciaio intagliati e in diverse condizioni di post-trattamento.

Regione Lazio

NANOBIND

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Luca Di Palma

TITOLO: NANOBIND – Studio e sviluppo di una malta nanostrutturata a base di calce e aggregato di travertino riciclato

ENTE FINANZIATORE: REGIONE LAZIO – RSI Programma FESR 2021-2027 Avviso pubblico “Riposizionamento competitivo RSI di cui alla Det. n. G18823 del 28.12.2022 – Ambito 4 “Industrie creative e digitali” e “Patrimonio Culturale e Tecnologie della Cultura”.

DATA INIZIO PROGETTO: 01/11/2023

DATA FINE PROGETTO: 30/06/2025

RIASSUNTO:

Il progetto di Ricerca e Sviluppo denominato NANOBIND intende rispondere alla domanda di calce innovativa ottenuta con materiali di scarto, in particolare di travertino, per la conservazione di superfici architettoniche con applicazione principale nel settore del patrimonio culturale e del restauro di edifici storici. Il progetto ha l’obiettivo di sviluppare un processo innovativo per la produzione di malta di calce idraulica. L’innovazione consiste soprattutto nel fatto di utilizzare quale aggregato scarti di travertino e quale additivo fibrille di nanochitina o derivati della chitina per la produzione di una malta in grado di avere una resistenza a compressione pari o uguale a quella della malta tradizionale ottenuta con calce e sabbia. La malta innovativa avrebbe un duplice merito: utilizzare una materiale di scarto delle cave di travertino del Lazio, da smaltire in maniera onerosa, ed immettere sul mercato un duplice una malta di calce a costi inferiori a quelli del mercato. L’applicazione della malta prodotta andrà in due direzioni: il rafforzamento e l’intonacatura di monumenti antichi da restaurare e la produzione industriale di arredi artistici e/o di design.

Aziende e Istituzioni Italiane

Analisi e modellazione del processo di metanazione biologica per applicazioni Power to Gas

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Giorgio Vilardi

TITOLO: Analisi e modellazione del processo di metanazione biologica per applicazioni Power to Gas

ENTE FINANZIATORE: ENEA-Ricerca di Sistema

DATA INIZIO PROGETTO: 1/01/2022

DATA FINE PROGETTO: 31/12/2024

RIASSUNTO:

Il presente studio ha come obiettivo principale quello di analizzare criticamente le cinetiche del processo di biometanazione presenti in letteratura (individuando quelle maggiormente rappresentative da un punto di vista industriale e quindi di reale applicabilità per la modellazione dell’unità di processo) per procedere a una modellazione in ambiente Aspen Plus o Hysys di un reattore cinetico, inizialmente in stato stazionario per una prima analisi di sensibilità dei parametri operativi (Temperatura, Pressione, concentrazione nutrienti, tempo di residenza, portate dei reagenti). Una volta costruito il flowsheet del biometanatore (processo ex-situ) si passerà a una validazione del modello con dati raccolti in letteratura o eventualmente, a seconda delle disponibilità, sul campo (Laboratori del Centro di Ricerche Enea Casaccia), per procedere con una analisi di sensibilità. Si andrà a valutare la necessità o meno quindi dell’accoppiamento della biometanazione con la metanazione catalitica. Si partirà dall’unità simulata nella linea sviluppata in precedenza per completarlo con il passaggio dallo stato stazionario al dinamico e analizzando eventuali criticità di processo e di sicurezza nel caso di upset sulla portata di idrogeno entrante. L’analisi dinamica permette di valutare quantitativamente i transitori in cui, eventualmente, il biometano prodotto non possegga le caratteristiche di qualità (indice di Wobbe, %mol H 2 , %mol CO 2 ecc.) tali da garantirne una sua diretta iniezione nella rete di trasporto nazionale. Una corretta progettazione dell’architettura di controllo e una analisi non stazionaria che permetta l’individuazione dei parametri di tuning ottimali possono garantire una riduzione notevole di tali transitori, fino a eliminare l’eventuale necessità di serbatoi di accumulo prima dell’iniezione del gas nella rete.

Attività di verifica con analisi di rischio del progetto di raddoppio del traforo del Monte Bianco

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Mara Lombardi (partecipanti: Davide Berardi, Marta Galuppi)

TITOLO: Attività di verifica con analisi di rischio del progetto di raddoppio del traforo del Monte Bianco

ENTE FINANZIATORE: SITMB S.p.A.

DATA INIZIO PROGETTO: 02/2024

DATA FINE PROGETTO: 02/2025

RIASSUNTO:

Il progetto di ricerca si focalizza sull’analisi preliminare della robustezza del traforo del Monte Bianco rispetto a interruzioni causate da eventi avversi, sia naturali che antropici. La robustezza è considerata una componente fondamentale della resilienza di sistemi complessi, come le infrastrutture di trasporto, ed è analizzata attraverso misure e indicatori basati sulla teoria delle reti e dei grafi. Lo studio individua una rete logica semplificata, corrispondente alla rete stradale fisica che connette Aosta e Ginevra, coppia di punti di origine e destinazione (O-D).. La selezione di questa coppia è strumentale all’analisi, ma l’approccio sviluppato consente di estendere i risultati ad altre coppie O-D. Sono stati identificati due percorsi alternativi che collegano Aosta e Ginevra, oltre al collegamento garantito dal traforo. L’analisi della robustezza si concentra quindi sull’efficacia di questi percorsi alternativi in caso di interruzione del traforo, fornendo informazioni utili per la pianificazione e la gestione della resilienza infrastrutturale. La misura della funzionalità del collegamento è ottenuta applicando il modello di resilienza che stima le condizioni di rischio residuo associate alle configurazioni del sistema in condizioni di emergenza.

LINK UTILI: https://www.sitmb.com/

MACHINE5.0

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Mara Lombardi (partecipanti: Davide Berardi, Marta Galuppi)

TITOLO: “MACHINE5.0 – Macchina mobile autonoma multifunzione con supervisore per il miglioramento della sostenibilità delle attività lavorative in cantieri di costruzione”

ENTE FINANZIATORE: INAIL

DATA INIZIO PROGETTO: 05/2025

DATA FINE PROGETTO: 05/2027

RIASSUNTO:

Con specifico riferimento all’ambito cantieristico piccole macchine a guida autonoma, come ad esempio segatrici per asfalto, macchine trench per scavi, carotatrici, verniciatrici per asfalto, capaci di muoversi da sole e svolgere autonomamente le proprie funzioni, non risultano ad oggi soluzioni commerciali disponibili. Lo stato dell’arte riguarda macchine guidate e comandate direttamente dall’operatore. In merito alle nuove sfide relative all’implementazione di necessarie funzioni innovative di sorveglianza delle macchine a guida autonoma, espresse nei nuovi requisiti del sopracitato regolamento macchine, esse sono ad oggi soltanto in via di studio e non esiste uno stato dell’arte per questa funzione necessaria al funzionamento di tali macchine nelle condizioni specificate. Lo studio approfondito di queste necessità è, oltre che necessario, di importanza rilevante per elevare lo stato dell’arte dei veicoli esistenti e portarlo ad un livello plausibile per una futura certificazione. Inoltre, la funzione di guida remota wireless, che permette all’operatore di muovere la macchina senza essere a bordo o in sua prossimità, non è attualmente molto utilizzata in ambienti con elevati rischi interferenziali come il contesto del cantiere. L’aggiunta di questa funzione anche per macchine multifunzionali di taglia ridotta comporterebbe un sicuro beneficio nella riduzione dei rischi interferenziali in quanto l’operatore può, ad esempio, sempre posizionarsi in condizioni di visibilità ottimale pur rimanendo ad una distanza congrua, mantenendo la visibilità completa della macchina stessa e dell’ambiente circostante.

LINK UTILI: https://www.inail.it/portale/ricerca-e-tecnologia/it/come-fare-per/bandi-di-ricerca-in-collaborazione--bric-/bando-bric-2024.html

Nano-SaNE

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Paola Russo

TITOLO: Safety evaluation of nanomaterials in Novel EES materials and LIBs (Nano-SaNE)

ENTE FINANZIATORE: INAIL (in collaborazione con INERIS Francia e BAM Germania)

DATA INIZIO PROGETTO: 2023

DATA FINE PROGETTO: 2025

RIASSUNTO:

L'aumento globale della domanda di sistemi di accumulo energetico (EES), in particolare delle batterie agli ioni di litio (LIBs), sta spingendo lo sviluppo di elettrodi composti da materiali avanzati e nanomateriali per migliorare le prestazioni in termini di conversione e stoccaggio dell’energia. Tuttavia, i nanomateriali possono rappresentare un rischio per la salute umana e per l'ambiente, specialmente durante i processi di degrado o eventi termici incontrollati, come incendi o runaway termici.

Il progetto Nano-SaNE si propone di valutare la sicurezza di nanomateriali e nanoparticelle attraverso metodi innovativi di identificazione, analisi e test lungo l'intera catena del valore delle batterie. Le attività includono la caratterizzazione di materiali avanzati, test termici su materiali e celle, analisi di rischio e valutazione della tossicità ed ecotossicità. Verranno studiati materiali innovativi, come nanocarbonio, nanosilicio e nuovi elettroliti solidi, sia a livello di laboratorio che in configurazioni commerciali, per comprendere il loro comportamento durante eventi critici, incluse esplosioni e runaway termici.

I risultati del progetto contribuiranno a migliorare la sicurezza di materiali e batterie di nuova generazione, supportando la transizione verso tecnologie energetiche sostenibili e sicure, con un impatto positivo sulla progettazione e gestione dei sistemi LIBs in diversi ambiti applicativi.

Procedure innovative per la qualifica di attrezzature di lavoro utilizzate per le attività di decommissioning - Studio di modelli matematici e di procedure di validazione

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Luca Di Palma

TITOLO: Procedure innovative per la qualifica di attrezzature di lavoro utilizzate per le attività di decommissioning - Studio di modelli matematici e di procedure di validazione

ENTE FINANZIATORE: INAIL Bando BRiC 2022 - DIAEE

DATA INIZIO PROGETTO: 01/06/2023

DATA FINE PROGETTO: 30/06/2025

RIASSUNTO:

La ricerca, condotta in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Astronautica, Elettrica ed Energetica, prevede la collaborazione alla messa a punto di prove per la valutazione del degrado di materiali utilizzati per la realizzazione di manufatti per il contenimento di fanghi e rifiuti da attività di decommissioning, l'elaborazione dei dati sperimentali, nonché la messa a punto di modelli matematici e di idonee procedure di validazione.

Nel dettaglio, l’attività consiste in:

Definizione dei materiali da utilizzare nella sperimentazione in funzione della tipologia di rifiuto da contenere
Confezionamento di provini di malta (almeno tre tipologie diverse) e sviluppo e interpretazione di curve di resistenza
Messa a punto di prove sperimentali per la simulazione del degrado di manufatti per il contenimento di rifiuti a bassa e media attività
Interpretazione dei dati di prove sperimentali
Messa a punto di un modello per la stima della durabilità dei manufatti in funzione delle condizioni di esercizio e del tipo di malta utilizzati

Pro.G.Brix 14-18

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Giuseppe Bonifazi (Partecipanti: Silvia Serranti, Giuseppe Capobianco) – Il progetto è amministrativamente appoggiato sul Ce.R.S.I.Te.S., Centro di Ricerca e Servizi del Polo Pontino di Sapienza a cui il DICMA afferisce.

TITOLO: Pro.G.Brix 14-18 - Progettazione di un protocollo di coltivazione che permetta la produzione di cocomero con grado Brix garantito 14-18

ENTE FINANZIATORE:Società Agricola Borgo Livi di Livi Davide Maria & C. S.S. - MISURA 16 “COOPERAZIONE” (Art.35 del Regolamento (UE) N. 1305/2013) SOTTOMISURA 16.2 - 16.2 - Sostegno a progetti pilota e allo sviluppo di nuovi prodotti, pratiche, processi e tecnologie - Tipologia di operazione: 16.2.1- Sostegno a progetti pilota e allo sviluppo di nuovi prodotti, pratiche, processi e tecnologie

DATA INIZIO PROGETTO: 31/05/2023

DATA FINE PROGETTO: 01/06/2026

RIASSUNTO:

Utilizzazione di tecniche di monitoraggio innovative di tipo non distruttivo e non invasivo finalizzate alla predisposizione di protocolli di coltivazione di un frutto di cocomero con grado zuccherino garantito. Tali tecniche saranno impiegate con riferimento allo studio ed alla valutazione dei vari cambiamenti registrati durante la coltivazione e alle varie pratiche colturali portando la produzione in un possibile aumento tramite un sistema coerente con l'agricoltura biologica. Sviluppo, messa a punto, implementazione e verifica di tecniche, basate su spettrofotometria digitale iperspettrale operante nel VIS (400-1000nm), NIR (1000-1700 nm) e SWIR (1000-2500 nm), in grado di poter operare un monitoraggio rapido, semplice ed efficiente della progressione culturale in relazione alle diverse pratiche di coltivazione.

Pro.Ru.N

TITOLO: Pro.Ru.N - Progettazione di un protocollo in grado di garantire la produzione di rucola a basso contenuto di nitrati.

ENTE FINANZIATORE (no progetti di Ateneo): Cortese Societa' Cooperativa Agricola - MISURA 16 “COOPERAZIONE” (Art.35 del Regolamento (UE) N. 1305/2013) SOTTOMISURA 16.2 - 16.2 - Sostegno a progetti pilota e allo sviluppo di nuovi prodotti, pratiche, processi e tecnologie - Tipologia di operazione: 16.2.1- Sostegno a progetti pilota e allo sviluppo di nuovi prodotti, pratiche, processi e tecnologie.

DATA INIZIO PROGETTO: 01/07/2023

DATA FINE PROGETTO: 31/05/2025

RIASSUNTO:

Utilizzazione di tecniche di monitoraggio innovative di tipo non distruttivo e non invasivo finalizzate alla predisposizione di protocolli di coltivazione di rucola a basso contenuto di nitrati. Tali tecniche saranno impiegate con riferimento allo studio ed alla valutazione dei vari cambiamenti registrati durante la coltivazione e alle varie pratiche colturali portando la produzione in un possibile aumento tramite un sistema coerente con l'agricoltura biologica. Sviluppo, messa a punto, implementazione e verifica di tecniche, basate su spettrofotometria digitale iperspettrale operante nel VIS (400-1000nm), NIR (1000-1700 nm) e SWIR (1000-2500 nm), in grado di poter operare un monitoraggio rapido, semplice ed efficiente della progressione culturale in relazione alle diverse pratiche di coltivazione.

Pro.Val.ZeroClo

TITOLO: Pro.Val.ZeroClo - Progettazione di un protocollo in grado di garantire la produzione di valeriana a contenuto zero di clorati e perclorati

ENTE FINANZIATORE: Fontanella Francesco Paolo – Ditta individuale - MISURA 16 “COOPERAZIONE” (Art.35 del Regolamento (UE) N. 1305/2013) SOTTOMISURA 16.2 - 16.2 - Sostegno a progetti pilota e allo sviluppo di nuovi prodotti, pratiche, processi e tecnologie - Tipologia di operazione: 16.2.1- Sostegno a progetti pilota e allo sviluppo di nuovi prodotti, pratiche, processi e tecnologie.

DATA INIZIO PROGETTO: 13/06/2023

DATA FINE PROGETTO: 01/06/2026

RIASSUNTO:

Utilizzazione di tecniche di monitoraggio innovative di tipo non distruttivo e non invasivo finalizzate alla predisposizione di protocolli di coltivazione di valeriana a contenuto zero di clorati e perclorati. Tali tecniche saranno impiegate con riferimento allo studio ed alla valutazione dei vari cambiamenti registrati durante la coltivazione e alle varie pratiche colturali portando la produzione in un possibile aumento tramite un sistema coerente con l'agricoltura biologica. Sviluppo, messa a punto, implementazione e verifica di tecniche, basate su spettrofotometria digitale iperspettrale operante nel VIS (400-1000nm), NIR (1000-1700 nm) e SWIR (1000-2500 nm), in grado di poter operare un monitoraggio rapido, semplice ed efficiente della progressione culturale in relazione alle diverse pratiche di coltivazione.

Rilievo e analisi degli attributi iperspettrali per molteplici polimeri provenienti da rifiuto solido urbano selezionato su scala laboratorio. I dati provenienti dai sensori verranno processati da algoritmi di per Machine Learning (ML) specificatamente progettati

RESPONSABILI SCIENTIFICI: Silvia Serranti e Giuseppe Bonifazi (Partecipanti: Giuseppe Capobianco, Paola Cucuzza) – Il progetto è amministrativamente appoggiato sul Ce.R.S.I.Te.S., Centro di Ricerca e Servizi del Polo Pontino di Sapienza a cui il DICMA afferisce.

TITOLO: Rilievo e analisi degli attributi iperspettrali per molteplici polimeri provenienti da rifiuto solido urbano selezionato su scala laboratorio. I dati provenienti dai sensori verranno processati da algoritmi di per Machine Learning (ML) specificatamente progettati.

ENTE FINANZIATORE: SIRMAX SpA - ACCORDI DI INNOVAZIONE - DM_31.12.21 – “PROGETTO UPCYCLING DI POLIPROPILENE DA RACCOLTA DIFFERENZIATA URBANA IN UNA NUOVA GENERAZIONE DI COMPOUND AD ALTE PRESTAZIONI ATTRAVERSO LO SVILUPPO DI UN SISTEMA AVANZATO DI PRODUZIONE” - F/310013/00/X56

DATA INIZIO PROGETTO: 20/05/2023

DATA FINE PROGETTO: 31/12/2026

RIASSUNTO:

Sviluppo, l’implementazione e la verifica di procedure e logiche basate su tecniche di analisi iperspettrale, sia d’immagine (HyperSpectral Imaging: HSI) che di tipo puntuale (HS), operanti nelle regioni del VIS-NIR (400-1000 nm) e dello SWIR (1000-2500 nm), al fine di identificare e classificare i materiali di scarto costituiti da film da imballaggio alimentare (FIA) per il recupero del polipropilene (PP), e più specificatamente del BOPP; tutto ciò è volto a sperimentare e implementare tali logiche in ambiente operativo per la separazione delle suddette tipologie di materiali. Tutti campioni saranno forniti dal committente. Le informazioni acquisite mediante gli approcci HSI e HS verranno utilizzate per la costruzione di librerie iperspettrali caratteristiche delle diverse tipologie di materiali di scarto di FIA. A partire da tali librerie il Centro fornirà al committente il supporto metodologico per sviluppare, implementare, mettere a punto e validare logiche di analisi, basate su algoritmi di tipo chemiometrico e/o di deep learning al fine di effettuare il riconoscimento e la classificazione delle diverse tipologie di scarto di FIA a partire dagli attributi spettrali rilevati.

SISFO-AP

TITOLO: SISFO-AP - Sistema Integrato Smart per l’utilizzo di Fertilizzante Organico per l’Agricoltura di Precisione

ENTE FINANZIATORE: Friuli Costruzioni srl - Contratto per servizi di consulenza valorizzati a corpo relativi ad attività di Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale per il progetto SISFO-AP “Programma FESR Lazio 2021-2027 Avviso Riposizionamento Competitivo RSI - Protocollo n. A0613-2023-077606 CUP: F69J23000300007”

DATA INIZIO PROGETTO: 01/02/2024

DATA FINE PROGETTO: 31/12/2025

RIASSUNTO:

ATTIVITA’ di RICERCA INDUSTRIALE: individuazione e validazione a scala industriale (i.e. applicazioni in campo e/o in serra) di sensori VIS-NIR, e delle elative logiche di acquisizione, elaborazione e restituzione dei dati, per poter valutare gli effetti dell’utilizzo del fertilizzante organico su diverse culture in diverse condizioni ambientali. I sensori saranno selezionati e validati, in termini di efficienza, affidabilità e robustezza di utilizzo, in relazione agli obiettivi del progetto, sia con riferimento ad un loro uso puntuale che 2D (i.e. immagine iperspettrale a diversa scala e con riferimento a diverse lunghezze d’onda nell’intervallo VIS-SWIR).

ATTIVITA’ di SVILUPPO SPERIMENTALE: Le attività sono indirizzate, a partire dalle informazioni acquisite in campo e/o in serra di dati iperspettrali nell’intervallo VIS-NIR, alla costruzione di librerie iperspettrali, all’analisi chemiometriche e modelli di previsione da utilizzare al fine di poter quantizzare gli effetti legati all’uso del fertilizzante organico, sia in forma liquida che solida, su diverse culture in diverse condizioni ambientali e/o operative. Tutte le informazioni legate alle modalità di coltivazione (i.e. tipologia di fertilizzante, sua somministrazione, modalità irrigue, tempi e criteri di valutazione circa lo stato della piante, dati specifici legati allo stato delle coltivazioni, parametri fenologici, ecc…), necessarie al fine della corretta costruzione delle librerie iperspettrali, della conduzione delle analisi chemiometriche e della definizione dei modelli di previsione saranno fornite dal committente.

Sviluppo di strumentazione innovativa mediante tecniche di rilevamento ed elaborazione ottica e iperspettrale in real-time di fibre aerodisperse e materiali contenenti amianto (MCA)

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Giuseppe Bonifazi (Partecipanti: Silvia Serranti, Giuseppe Capobianco, Riccardo Gasbarrone, Ivano Lonigro, Davide Gattabria) – Il progetto è amministrativamente appoggiato sul Ce.R.S.I.Te.S., Centro di Ricerca e Servizi del Polo Pontino di Sapienza a cui il DICMA afferisce.

TITOLO: Sviluppo di strumentazione innovativa mediante tecniche di rilevamento ed elaborazione ottica e iperspettrale in real-time di fibre aerodisperse e materiali contenenti amianto (MCA)

ENTE FINANZIATORE: INAIL (BRIC ID-71)

DATA INIZIO PROGETTO: 15/04/2024

DATA FINE PROGETTO: 14/10/2026

RIASSUNTO:

L’obiettivo generale di questo progetto è la prevenzione e protezione contro i rischi di esposizione a fibre minerali pericolose per la salute umana. L’obiettivo generale viene declinato con tre obiettivi specifici che concorrono tutti al fine unico del progetto e prevedono (1) l’ideazione di un Dimostratore Tecnologico automatizzato in grado di analizzare, mediante tecniche di rilevamento ed elaborazione ottica e iper-spettrale, diverse matrici potenzialmente contenenti minerali fibrosi; (2) la rilevazione della presenza di minerali fibrosi e la loro caratterizzazione nei siti di estrazione e lavorazione di materiale vulcanico; (3) l’analisi della frazione dispersa in atmosfera mediante la progettazione di sistemi ottici di dimensione ridotta in modo trasportabili e posizionabili nei luoghi di lavoro ottenere dati sulla presenza di amianto nell’aria in tempo reale e di emettere un alert una volta superata una soglia relativa alla presenza di minerali potenzialmente fibrosi nei siti estrattivi. Il punto (1) è quello nel quale è coinvolta l’unità di ricerca del DICMA: tenuto conto che la presenza di materiali contenenti fibre pericolose durante operazioni di scavo e/o la manipolazione di prodotti risultanti da azioni di demolizione e/o scarti da costruzione può rappresentare un importante fattore di rischio per i lavoratori, si vuole sviluppare un sistema prototipale finalizzato a verificare la possibilità di effettuare un rilievo “real-time” della presenza di minerali fibrosi su superfici naturali o antropiche. Ciò verrà realizzato attraverso l’utilizzazione di tecniche chemiometriche basate sul rilievo degli attributi iperspettrali, rilevabili a partire dalla scansione lineare delle loro superfici, nel vicino infrarosso, che saranno poi utilizzati per effettuare il riconoscimento degli elementi fibrosi. Il punto (2) verrà realizzato dalla UO2 (Dipartimento di Scienze Pure e Applicate Università di Urbino). Il punto (3) verrà realizzato dalla UO3 (Dipartimento di Scienze Pure e Applicate Università di Urbino).

TIPIC

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Paola Russo

TITOLO: TIPIC

ENTE FINANZIATORE: MASE (Fondi PNRR)

DATA INIZIO PROGETTO: 2022

DATA FINE PROGETTO: 2025

RIASSUNTO:

Nel contesto climatico ed economico che viviamo oggi le azioni relative all'efficienza energetica potrebbero svolgere un ruolo importante nel raggiungimento degli obiettivi di mitigazione del clima e degli obiettivi di sviluppo sostenibile. Tra le varie soluzioni che la ricerca ha messo a disposizione, le energie rinnovabili e la tecnologia dell'idrogeno sono tra i più promettenti sistemi per la produzione di energia green. Infatti, in vista di soluzioni alternative ed atte al superamento dei combustibili fossili, nuovi impianti per la produzione di energia rinnovabile vengono installati in tutto il mondo.

Il progetto TIPIC ha come obiettivo lo sviluppo di diverse tecnologie di processo per la produzione di idrogeno a ridotta (o nulla) ‘life-cycle emission’ di anidride carbonica al fine di valutarne le potenzialità, anche in confronto alle tecnologie tradizionali. Scopo del progetto di ricerca è di esplorare le potenzialità di alcune delle più innovative e promettenti tecnologie presenti nella letteratura scientifica per la produzione di idrogeno a bassissimo impatto ambientale attraverso lo sviluppo di prototipi dimostrativi. In particolare le tecnologie sviluppate e messe a punto in TIPIC sono quella della decomposizione del metano/biometano, con sistemi al plasma a microonde e bagni di metallo fuso; e del dry reforming di biogas con simultanea rimozione della CO2 tramite sorbenti in sistemi innovativi elettrificati.

Valutazione di sostenibilità ambientale tecnica ed economica del processo di idrogassificazione per la conversione di biomasse

RESPONSABILE SCIENTIFICO: Giorgio Vilardi

TITOLO: Valutazione di sostenibilità ambientale tecnica ed economica del processo di idrogassificazione per la conversione di biomasse

ENTE FINANZIATORE: ENEA-POR

DATA INIZIO PROGETTO: 1/01/2023

DATA FINE PROGETTO: 31/12/2025

RIASSUNTO:

L’idrogassificazione è una tecnologia avanzata che sfrutta l’idrogeno come agente gassificante, operando ad alte temperature e pressioni per convertire rifiuti solidi in un gas ricco di idrogeno, noto come syngas. Questo approccio non solo migliora la gestione dei rifiuti, ma crea anche nuove opportunità economiche attraverso la produzione di combustibili alternativi. Il processo di idrogassificazione è stato studiato sperimentalmente in un reattore batch a letto fisso, appositamente progettato per analizzare la conversione dei rifiuti carboniosi in syngas. Il reattore è stato alimentato con campioni di palline da tennis usati, sottoposti a un pretrattamento di macinazione. Le condizioni operative, quali temperatura e rapporto stechiometrico dell’idrogeno, sono state accuratamente controllate per ottimizzare la produzione di gas. In parallelo è stata effettuata la modellazione cinetica delle reazioni e costruita la simulazione del processo di idrogassificazione attraverso software avanzati come Aspen Plus. Questi strumenti permettono di simulare le reazioni chimiche e i flussi energetici, fornendo previsioni accurate sulle prestazioni del processo in diverse condizioni operative. La modellazione è essenziale per ottimizzare i parametri di processo e valutare la fattibilità economica e ambientale della tecnologia proposta. In conclusione, lo studio dimostra che l’idrogassificazione dei rifiuti carboniosi è una tecnologia promettente per affrontare le sfide ambientali ed energetiche contemporanee. Questo processo non solo offre una via sostenibile per la gestione dei rifiuti, ma contribuisce anche allo sviluppo di un’economia più verde e circolare.

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