(*) https://www.istat.it/it/files/2016/11/Ambiente-Urbano.pdf?title=Ambiente+urbano+-+23%2Fnov%2F2016+-+Testo+integrale+e+nota+metodologica.pdf

L’INGEGNERIA DI “SAPIENZA” PER LA CITTÀ E IL TERRITORIO:

PROPOSTE PER UNA NUOVA INTEGRAZIONE Una recente indagine ISTAT(*), pubblicata nel Novembre 2016, ha individuato e pesato alcuni indicatori specifici atti a valutare l’attuale orientamento delle amministrazioni cittadine nella gestione innovativa dell’ambiente urbano, con particolare attenzione all’Eco-sostenibilità e alla Smartness. Gli indicatori sono stati raggruppati in otto tematiche principali (Acqua, Aria, Eco-management, Energia, Mobilità, Rifiuti, Rumore, Verde urbano) e i dati statistici hanno rivelato una grande varietà di risposta delle diverse amministrazioni. La città di Roma si colloca su posizioni di buona innovatività per alcuni specifici temi (infomobilità, uso dello smartphone per l’acquisto di titoli di viaggio, disponibilità di punti di ricarica per veicoli elettrici, accesso Wi-Fi gratuito, car sharing etc) ma mostra ampi margini di possibile miglioramento sulle politiche ambientali ed energetiche (Roma al 2016 non era dotata di PUMS - Piano Urbano della Mobilità Sostenibile e PAES – Piano d’Azione per l’Energia Sostenibile). Le competenze sviluppate presso le due Facoltà e gli otto Dipartimenti di Ingegneria di “Sapienza” sui temi dell’energia sostenibile, della smart mobility, delle reti di comunicazione e dell’ICT in generale, della gestione intelligente del patrimonio edilizio e monumentale, della sicurezza e in generale dell’innovazione tecnologica sono variegate, ampie e consolidate da lunghe esperienze di cooperazione tra gruppi di ricerca e amministrazione pubblica. Il trasferimento di tali conoscenze e degli strumenti tecnologici che ne derivano, già ingegnerizzati e in parte tra essi coordinati, e la loro ottimizzazione per la diretta applicazione all’innovazione della gestione della Città e del Territorio sono in parte già oggi una realtà pienamente operativa. C’è tuttavia certamente un ampio spazio ancora disponibile per una più efficace integrazione tra il territorio e le istituzioni dedicate alla formazione, alla ricerca e all’innovazione che sul territorio insistono e ad esso si rivolgono come utente privilegiato e nello stesso tempo come attore principale nell’individuazione delle esigenze più stringenti di rinnovamento. Questo documento intende far luce sui campi di possibile ulteriore interazione, indicando le competenze specifiche che l’Ingegneria di Sapienza può mettere al servizio di una gestione efficiente dell’ambiente urbano e del territorio della regione. Cinque tematiche principali sono state individuate: 1. Territorio e Ambiente Urbano; 2. Efficientamento energetico e incremento dell’uso di fonti rinnovabili; 3. Mobilità sostenibile; 4. Safety & Security; 5. Il Cittadino, la Salute e il Benessere.

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1. IL TERRITORIO E L’AMBIENTE URBANO 1.1 Edilizia e Pianificazione Territoriale

- Valutazione dei cedimenti e dello stato di danneggiamento di strutture (metodi basati sulla tecnica DInSAR); progettazione e implementazione di reti e sistemi integrati per il monitoraggio geomatico del territorio e delle strutture.

- Prevenzione e mitigazione del danno indotto su strutture esistenti dalla realizzazione di nuove opere in ambiente urbano attraverso analisi contestuale degli aspetti geotecnici e strutturali del sistema struttura-terreno. Esempi di applicazioni: cedimenti indotti da scavi di opere interrate (parcheggi, sottoservizi, gallerie), interventi e realizzazioni di nuove strutture in adiacenza ad opere esistenti.

- Realizzazione di servizi di posizionamento e navigazione su base regionale per mezzo di reti di stazioni permanenti GNSS, utilizzo di UAV per il controllo delle strutture e la realizzazione di cartografia numerica.

- Manutenzione e gestione degli edifici. Dinamiche esigenziali, Housing sociale, Sistemi insediativi a carattere temporaneo, abitazioni per l'emergenza e costruzioni reversibili per fasce sociali deboli, aspetti prestazionali e controlli della qualità architettonica ed ambientale.

- Creazione e gestione di progetti di edifici e infrastrutture mediante il Building Information Modeling (BIM)

- Progetto, costruzione e riuso del patrimonio edilizio: patrimonio industriale dismesso, costruire nel costruito storico, lacune urbane, trasformazione di spazi pubblici ed edifici abbandonati.

- Analisi di Problemi di sostenibilità, abitabilità e governo del territorio.

- Riduzione della vulnerabilità sismica urbana e integrazione degli strumenti di pianificazione; Valutazione del rischio sismico di edifici strategici (scuole, ospedali, etc.); valutazione degli effetti di risposta sismica locale su aree urbanizzate; analisi del comportamento di strutture di rilevanza storica e monumentale in presenza di sisma; valutazione della risposta sismica di edifici in muratura e in calcestruzzo armato.

- Pratiche di occupazione/riqualificazione informale del territorio; riqualificazione sostenibile della città pubblica. Sistemi Informativi Territoriali Interattivi per lo sviluppo locale autosostenibile. Studi territoriali e costruzione di processi di pianificazione per le aree protette. Analisi e progetti di territorio per l'integrazione tra pianificazione territoriale e pianificazione dei trasporti.

- Tecnologie innovative per edifici multipiano in calcestruzzo o legno open-space a basso danneggiamento. Ricerca e sviluppo di sistemi sismo-resistenti di nuova generazione con connessioni a duttilità concentrata e a basso danneggiamento. Sistemi ricentranti e dissipativi con moto di rocking controllato. Implementazione su edifici in calcestruzzo armato e/o legno lamellare con tecniche di post-tensione non aderente. Tecnologie PRESSS (PREcast Seismic Structural Systems) and Pres-Lam (Prestressed Laminated TImber). Dissipatori Plug&Play sostituibili. Combinazione sicurezza sismica, e sostenibilità.

- Identificazione dei danni da terremoto in area urbana da immagini satellitari ad altissima risoluzione: metodologie per la rivelazione dei danni da terremoto in area urbana, basate su

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algoritmi applicati a immagini acquisite prima e dopo il sisma sia da Radar ad Apertura Sintetica (SAR) che da sensori ottici ad elevatissima risoluzione.

- Mappatura delle aree inondate da immagini radar satellitari: metodologie per la mappatura accurata delle aree inondate da dati SAR da satellite e tecniche per la delimitazione dell'area inondata in aree vegetate ed in aree urbane.

1.2 Conservazione del Patrimonio Monumentale e Strategico

- Restauro e Beni Culturali: ricerche finalizzate al recupero e alla conservazione dei materiali e delle strutture (si vedano i lavori già sviluppati per la conservazione del Colosseo, della Domus Aurea, del Foro Romano e del Campidoglio nell’ambito delle attività del Centro di Ricerca interdipartimentale CISTeC per la Ricerca in Scienza e Tecnica per la Conservazione del Patrimonio Storico-Architettonico).

- Diagnostica per i materiali nei Beni Culturali: diagnostica non distruttiva/non invasiva per la caratterizzazione dei materiali lapidei, metallici ceramici e organici, del loro stato di degrado e del loro contenuto d’acqua.

- Messa a punto di materiali e tecniche per gli interventi di restauro (protettivi, rivestimenti, consolidanti, sistemi di prevenzione del degrado).

- Sistemi di monitoraggio innovativi per la caratterizzazione sperimentale e la diagnostica delle strutture: progetto di reti di sensori per il monitoraggio strutturale, ricorrendo a soluzioni intelligenti per la sensoristica, la trasmissione dei dati e l’alimentazione. Metodologie efficienti di elaborazione dei dati sperimentali per la caratterizzazione sperimentale e la diagnostica.

- Telerilevamento per rilievi e indagini archeologiche: tecnologie di rilievo fotogrammetrico, LiDAR, infrarosso, laser scanning, telerilevamento satellitare e da droni, anche con l’impiego di robot per l’esecuzione di compiti automatizzabili in contesti di limitata accessibilità. Realizzazione modelli 3D renderizzati, ortofoto, ambienti di realtà virtuale ed aumentata. Ricerche sull’uso di immagini termografiche per l’individuazione di oggetti e strutture sepolte

- Uso del Ground Penetrating Radar (GPR), metodi basati sullo scattering di onde elettromagnetiche, per rilievi, indagini archeologiche, individuazione di oggetti e strutture sepolte e per la caratterizzazione di scenari di interesse per l’Ingegneria Civile.

- Monitoraggio statico e dinamico di ponti storici o monumentali presenti nel territorio del Comune di Roma (passata esperienza su Ponte Cestio, Ponte Fabricio, Ponte Milvio, Ponte Nomentano, Ponte salario, Ponte Sisto, Ponte Vittorio Emanuele II).

- Problemi geotecnici del Comune di Roma: analisi del comportamento di strutture storiche e monumentali nella loro interazione con l’ambiente (vibrazioni, sisma, stabilità del territorio) e con gli interventi antropici (interventi strutturali, nuove opere in area adiacente, scavi, manutenzioni, vibrazioni). Studio della evoluzione dei cedimenti e delle condizioni di stabilità di strutture realizzate in aree geotecnicamente non favorevoli (es: quartieri interessati da subsidenza; edifici in zone acclivi potenzialmente instabili; danni indotti dall’ammaloramento di sottoservizi quali rete acquedottistica o fognaria).

- Studio degli effetti della realizzazione di opere in sotterraneo (gallerie, parcheggi, etc.) sul patrimonio edilizio esistente.

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1.3 Gestione Sostenibile delle Risorse e Tutela della Qualità Ambientale: Aria, Acqua e Suolo

- Pianificazione, progettazione, costruzione ed esercizio delle opere, dei Sistemi e degli impianti di approvvigionamento delle acque, e in particolare per la Razionalizzazione degli usi dell’acqua.

- Reti di monitoraggio intelligenti per la gestione della risorsa idrica, al fine di preservare e razionalizzare l’uso di acqua ed energia.

- Valutazione della qualità di aria atmosferica, acque superficiali e sotterranee, suolo e sottosuolo sviluppo di modelli lagrangiani stocastici.

- Classificazione delle particelle di polvere nell’aria: classificazione delle particelle di polveri tramite l’utilizzo di immagini catturate da un sensore fotografico nudo esposto all'ambiente polveroso. Le particelle vengono rilevate e classificate per misurarne la densità e analizzarne la composizione.

- Applicazione di metodi geofisici e geomatici per lo studio di problematiche ingegneristiche in siti d'interesse ambientale, a dissesto strutturale ed a rischio sismico.

- Analisi e progetto di interventi ingegneristici per la mitigazione del rischio da frana, attraverso specifiche analisi geotecniche effettuate a valle di indagini in sito ed in laboratorio sui depositi costituenti i pendii potenzialmente instabili.

- Definizione di interventi per la Protezione del territorio da piogge intense, piene fluviali, frane, mareggiate, erosione generalizzata e costiera.

- Sviluppo di tecnologie innovative per il Trattamento di acque destinate al consumo umano, con particolare riferimento alla rimozione dell’arsenico negli impianti di potabilizzazione di reflui di origine civile e industriale, di fanghi di depurazione e di rifiuti urbani e (agro)industriali. (province di Viterbo e Latina).

- Agricoltura di precisione e monitoraggio forestale: elaborazione di dati telerilevati in agricoltura di precisione ed in ambito forestale attraverso fotogrammetria e sensori multispettrali.

- Sviluppo di tecnologie innovative per il Trattamento di acque destinate al consumo umano, di reflui di origine civile e industriale, di fanghi di depurazione e di rifiuti urbani e speciali; Trattamento delle emissioni gassose inquinanti.

- Strumenti per la valutazione della qualità di suolo e falde acquifere, e interventi per il Recupero e la salvaguardia dell'ambiente e il risanamento di siti contaminati basati su metodi fisici, chimici, fotochimici, elettrochimici e biologici.

- Studi numerici e sperimentali del Surriscaldamento in ambiente urbano (isola di calore), della diffusione e della dispersione degli inquinanti in aria, acqua e suolo, delle interazioni fluido/strutture.

- Sviluppo di sistemi per la distribuzione delle merci e per la raccolta dei rifiuti (logistica inversa).

- Sviluppo di tecnologie per l’ottenimento di prodotti ad alto valore aggiunto (es., estratti fenolici per la produzione di alimenti o cosmetici ad alto potere antiossidante, bioplastiche) e/o biocombustibili da scarti agro-industriali e rifiuti organici (frazione organica dei rifiuti urbani e

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fondi di caffè, scarti della lavorazione del pomodoro, di carciofi e frutti di bosco, del siero di latte).

- Riconoscimento di polimeri con metodo spettrometrico e apprendimento automatico, con applicazione ad impianto di riciclaggio: classificazione di diversi polimeri presenti su una linea di selezione per riciclaggio attraverso la classificazione automatica di spettri riflessi nel vicino infrarosso.

- Urban Mining: valorizzazione degli “e-waste” (rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche) ai fini del recupero di materie prime pregiate (metalli rari e preziosi, terre rare). Applicazione di metodi di analisi e caratterizzazione tradizionali ed innovativi (Imaging iperspettrale) e utilizzo di processi fisici, meccanici e chimici avanzati per la separazione e il trattamento dei circuiti stampati.

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2. EFFICIENTAMENTO ENERGETICO E INCREMENTO DELL’USO DI FONTI RINNOVABILI

2.1 Risparmio di Acqua ed Energia - Progettazione ambientale e progettazione sostenibile degli edifici e degli ospedali,

comprensiva della loro efficienza energetica. Uso sostenibile dell'acqua negli ospedali mediante valutazione rischi-benefici del riuso di acque grigie e piovane.

- Efficientamento energetico nel settore degli impianti di climatizzazione riguardante interventi

attuabili nel breve termine e caratterizzati da impegni economici contenuti rispetto ai risparmi

conseguibili, quali:

1) Adozione di sistemi innovativi di recupero energetico nei trattamenti dell’aria, ad alta efficienza;

2) Nuovi criteri di regolazione per il controllo termo-igrometrico e di qualità dell’aria ambiente, finalizzati al contenimento dei consumi energetici;

3) Distribuzione dell’aria immessa negli ambienti e dei fluidi vettori del “caldo” e del “freddo” del tipo a portata variabile: sistemi e logiche di gestione e controllo computerizzate, in grado di garantire in ogni momento la riduzione al minimo dei consumi energetici di distribuzione.

- Gestione intelligente delle risorse energetiche basata su avanzate tecniche di gestione ed

analisi dei Big Data derivanti da social network analysis ed implementate nell'ambito delle

Smart Cities.

- Gestione in tempo reale di reti di sensori per la previsione della domanda (forecast), la

manutenzione predittiva ed il riconoscimento di guasto e anomalie (nowcast) di reti

energetiche e usi energetici.

2.2 Produzione di Energia da Fonti Rinnovabili

- Aerogeneratori eolici terrestri: valutazione della risorsa eolica disponibile, progettazione della geometria delle pale. Studio numerico di geometrie innovative di aerogeneratori. Ottimizzazione della progettazione delle strutture, con particolare riferimento alle fondazioni, al fine di assicurarne la prestazione minimizzandone i costi.

Eolico e Fotovoltaico: generatori elettrici di grossa taglia per accoppiamento diretto a turbine eoliche. Apparati statici di conversione per l’integrazione di sorgenti eoliche e fotovoltaiche e per l’immissione di energia in rete. (anticipato dal punto successivo).

- Sistemi energetici alimentati da fonte solare: progettazione, simulazione e valutazione di impianti PV-hybrid accoppiati a HP per la climatizzazione di ambienti domestici e commerciali.

- Sistemi per la generazione e cogenerazione di energia elettrica e termica a basso impatto ambientale.

- Sistemi di movimentazione per eco-edifici e serre bioclimatiche e lo studio di turbine eoliche per la produzione di energia elettrica. condition monitoring, progettazione di sistemi di sensori per il monitoraggio continuo dei sistemi.

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- Gassificazione e pirolisi di biomasse e rifiuti (residui potature, sansa di olive): sfruttamento di fonti energetiche rinnovabili per la produzione di energia, con la produzione di gas combustibili formati principalmente da monossido di carbonio e idrogeno o di liquidi impiegabili come carburante.

- Impiego delle risorse e delle capacità termiche del sottosuolo: progettazione di sistemi di heating/cooling per edifici a partire da energia geotermica, anche integrabili in reti smart. L’uso di pompe di calore e la possibilità di centralizzare i prelievi idrici/termici consentono di ottenere delle reti di teleriscaldamento anche ibridabili con diversi sistemi.

- Orti urbani, roof gardens e facciate verdi come fonte di biomassa da scarti agroalimentari e da potatura a fini energetici.

2.3 Sistemi di Conversione dell’Energia

- Impianti cogenerativi “a basso impatto ambientale”: valutazione sistematica e studio della loro effettiva sostenibilità. Reti di scambiatori di calore. Heat transformers. Uso di codici simulativi strutturali e termo-fluidodinamici nei processi di progettazione delle PMI del settore manufatturiero, meccanico e di conversione energia.

- Produzione di biogas e biocombustibili da rifiuti organici biodegradabili (frazione organica dei rifiuti, residui agroindustriali);

- Gestione della generazione distribuita da fonte rinnovabile connessa alle reti di bassa e media tensione

- Fondazioni su pali e rivestimenti di gallerie energetici: elementi strutturali di fondazione o rivestimento arricchiti con scambiatori di calore, in modo da svolgere sia la funzione meccanica che quella termica.

- Studio e sperimentazione dei sistemi di accumulo dell’energia elettrica mediante tecnologia al Litio e degli sviluppi tecnologici ad essi collegati, in particolar modo connessi alla produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili (eolica e fotovoltaica).

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3. MOBILITÀ SOSTENIBILE

3.1 Metodi e Modelli - Analisi quali-quantitativa della Domanda di trasporto.

- Studio delle Prestazioni di componenti ed impianti dei sistemi di trasporto, quali infrastrutture, veicoli e servizi ferroviari, stradali, marittimi, aerei e loro interazione nel sistema intermodale complessivo, ivi comprese le modalità non motorizzate pedonali e ciclabili.

- Programmazione del sistema dei trasporti alle varie scale territoriali e dai diversi punti di vista della Collettività, del gestore delle infrastrutture, del gestore dei servizi e dell'utente.

- Metodologie per la realizzazione di Servizi di posizionamento e navigazione su base regionale per mezzo di reti di stazioni permanenti GNSS.

- Assegnazione statica e dinamica alle reti stradali, Simulazione e gestione dei sistemi di trasporto collettivo, modelli di domanda e di scelta del percorso, city logistica e progetto di rete, infomobilità, sistemi di trasporto intelligenti, mobility management.

- Sistemi di ricarica dei veicoli elettrici: Impatto dei sistemi di ricarica dei veicoli elettrici (soprattutto di ricarica rapida) sulla rete di distribuzione; individuazione dei provvedimenti tecnici da attuarsi per una gestione ottimale delle ricariche.

- Protocolli di disseminazione per VANET: definizione, simulazione, realizzazione e sperimentazione di protocolli distribuiti e autonomi per la diffusione efficiente di messaggi tra veicoli o da infrastruttura verso i veicoli. Il protocollo è compatibile con gli standard esistenti

- Simulazione di sistemi embedded per applicazioni automotive: ambiente di simulazione, in collaborazione con Micron Technologies, per la valutazione delle prestazioni di memorie in un sistema di infotainment automobilistico.

- Management del trasporto pubblico locale, con particolare focus sull’introduzione delle gare per l’aggiudicazione del servizio, le nuove modalità del finanziamento pubblico e l’adozione di costi e fabbisogni standard.

3.2 Tecnologie

3.2.1 Il veicolo - Nuove tecnologie per i sistemi di accumulo a bordo dei veicoli - Celle a combustibile. Studio di sistemi cogenerativi di piccola e media potenza che impieghino

celle a combustibile o come fonte ad alta temperatura (SOFC) o come bottoming di processi ad alta temperatura (PEM).

- Progettazione di Veicoli ad alta efficienza alimentati a combustibili fossili. - Climatizzazione ottima a bordo dei veicoli. Identificazione dei provvedimenti di natura

tecnologica che possano comportare, sui sistemi esistenti, un incremento dell’efficienza energetica e possibilità di impiego di nuove tecnologie a bordo dei veicoli destinati al trasporto di massa.

- Azionamenti elettrici ad elevate prestazioni per power train di veicoli elettrici e ibridi. Azionamenti speciali per cambi automatici e per volani attivi.

- Tecniche di accumulo efficiente dell’energia in pile al litio.

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3.2.2 Gli impianti fissi - Valutazione dell’Efficienza dei sistemi di trasporto (urbano, extraurbano, privato e

commerciale) in termini di consumo equivalente di risorse primarie - Siting and Sizing di sistemi di accumulo stazionario in una rete elettrica di alimentazione di

linee di trasporto urbano. Miglioramento dell’efficienza energetica di sistemi elettrificati di trasporto integrato attraverso l’uso dell’energia di frenatura dei veicoli per la ricarica a terra di sistemi di accumulo e per la Climatizzazione ottima degli abitacoli; individuazione ottima dei Nodi di interscambio energetico tra i differenti modi di trasporto urbano (filovie, tranvie, metropolitane e stazioni di ricarica dei veicoli elettrici).

3.3 Opere Civili

- Verifica prestazionale del livello di sicurezza ed adeguamento progettuale per gallerie ferroviarie in tessuto urbano, in applicazione del DM 28/10/2005.

- Concezione, progettazione, costruzione, adeguamento, gestione, manutenzione e controllo delle infrastrutture per i trasporti (stradali e ferroviarie incluse quelle in sotterraneo, aeroportuali e speciali, intese come un insieme integrato).

- Progettazione di opere in sotterraneo e strutture di superficie in grado di resistere ad eventi estremi, attraverso l’analisi sperimentale e numerica integrata del comportamento delle strutture e dei terreni di fondazione: applicazioni ad infrastrutture di trasporto di superficie o interrate (gallerie), porti e aeroporti.

- Smart composite structures: sviluppo di strutture realizzate con compositi attivi con elettronica imbevuta per realizzare sensing, attuazione, energy harvesting e trasmissione wireless dei dati provenienti dai sensori

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4. SAFETY & SECURITY 4.1 Sicurezza sul Lavoro

- Modelli assicurativi ed indicatori di incidentalità ed infortunistica sul lavoro con riferimento all’utilizzo delle banche dati di settore e alle tecnologie di sicurezza: calcolo preliminare degli indicatori per i diversi settori Ateco ed analisi comparativa dei livelli di sicurezza.

- Sistemi di Policy ed Effetti sulla Sicurezza: le policy adottate nell’ambito delle organizzazioni di lavoro possono costituire misure incentivanti o innovazioni normative. L’obiettivo della ricerca consiste nella normalizzazione delle attività di rivalutazione critica degli output modificabili dalla politica di prevenzione degli infortuni, attraverso la verifica dell’effetto delle politiche incentivanti e degli investimenti ad oggi attivati misurata mediante la quantificazione di indicatori di sicurezza.

- La manutenzione predittiva: Machine Learning vs Fault Tree Analysis (FTA): la manutenzione predittiva basata sull'individuazione di parametri (indicatori dell’efficacia del processo) che vengono misurati utilizzando appropriati modelli matematici allo scopo di individuare il tempo residuo prima del guasto e garantire quindi l’efficacia dell’intervento manutentivo.

- Soluzioni innovative di interazione "fisica" in sicurezza tra robot e operatori umani, non solo nel campo dell’automazione industriale ma anche nel supporto a persone con autonomia ridotta o limitata.

4.2 Sicurezza delle Opere Civili - Fire design: metodi simulativi per la valutazione del rischio incendio in strutture complesse con

riferimento alla resistenza delle strutture e alla sicurezza degli esposti.

- Definizione dei livelli di prestazione antincendio per i materiali da costruzione: verifica prestazionale con approccio ingegneristico della reazione al fuoco dei materiali da costruzione secondo l’inquadramento normativo del Regolamento europeo 305/11.

- Usi innovativi degli strumenti di simulazione dell’esodo nella gestione delle emergenze: Modelli di Esodo controllato per strutture complesse (stazioni interrate, strutture sanitarie, grandi complessi commerciali) e per “grandi eventi: estensione dell’ambito di applicazione di ricerca e sviluppo di modelli di esodo a partire da quella relativa a spazi confinati (stazioni interrate, strutture sanitarie, grandi complessi commerciali) fino alla scala urbana, in risposta a due necessità: (i) consentire di trattare la sicurezza degli eventi di protezione civile o di quelli che coinvolgono grandi numeri di persone (c.d. “grandi eventi”); (ii) disporre di strumenti di supporto alla gestione delle emergenze che riguardano grandi numeri di persone o vaste estensioni territoriali.

- La misura della sicurezza: affidabilità e sostenibilità degli indicatori di rischio per le infrastrutture stradali: revisione critica, sollecitata da PIARC, su metodi di analisi del rischio, criteri di accettabilità e prassi di sicurezza applicate al settore stradale, con l’obiettivo armonizzare i concetti e le migliori prassi di analisi e gestione della sicurezza per tutte le infrastrutture stradali europee di rete TERN.

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- Analisi di affidabilità per la previsione delle condizioni critiche legate a fenomeni naturali agenti sul territorio: l’approccio probabilistico della geostatistica consente di caratterizzare la variabilità dei parametri che definiscono i fenomeni naturali presenti sul territorio (dissesti idrogeologici, instabilità dei versanti). Le verifiche per la validazione dei modelli analitici permettono di individuare le condizioni critiche (limite) mediante analisi di affidabilità e restituiscono mappe probabilizzate di pericolosità, vulnerabilità e rischiosità del territorio.

- Through-wall imaging: caratterizzazione di scenari di interesse per la sicurezza, rilievi, indagini forensiche, individuazione di oggetti e strutture subsuperficiali attraverso metodi basati sullo scattering di onde elettromagnetiche.

- Infrastrutture e applicazioni per sorveglianza video/audio intelligente in ambienti chiusi e aperti.

4.3 Sicurezza nei Trasporti - Trasporto aereo: sistema di controllo del traffico aereo sicurezza nei sistemi di navigazione e

nella gestione del traffico aereo. Sicurezza cibernetica del volo aereo civile.

- Trasporto stradale: Raccolta e analisi dei dati sugli incidenti stradali. Nuove metodologie per l’analisi delle cause dell’incidentalità dei veicoli a due ruote. Analisi approfondita degli incidenti con selezione di contromisure più efficaci. Definizione dei processi di gestione della sicurezza stradale. Pianificazione delle strategie di sicurezza stradale per il breve, medio e lungo periodo. Road safety audit e road safety inspection.

- Trasporto ferroviario: Metodologie di analisi del rischio applicate a sistemi e componenti di terra e di bordo ed a situazioni tipiche d'esercizio, comprendenti: analisi delle problematiche operative inerenti i cantieri di lavoro in linea e l’esercizio dei passaggi a livello (studio di soluzioni di prevenzione e mitigazione del rischio di tipo procedurale e tecnologico); certificazione virtuale di sistemi e componenti critici per la sicurezza di impianti fissi e veicoli.

4.4 Cybersecurity e Gestione Emergenze - Cybersecurity: sicurezza dei dati e dei dispositivi (IoT), framework nazionale di Cybersecurity

per la sicurezza del Paese, sicurezza della supply chain di aziende strategiche. Modelli di analisi del rischio cibernetico. Analisi, mitigazione e previsione di incidenti, svolte anche attraverso algoritmi di pattern analysis e data mining, supportati da opportune tecniche di machine learning e malware analysis. Attività svolte anche in collaborazione con la Presidenza del Consiglio dei Ministri.

- Robot e Droni capaci di intervenire nel caso di danni gravi a impianti industriali, ma anche in caso di disastri dovuti a incidenti o a calamità naturali.

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5. IL CITTADINO, LA SALUTE E IL BENESSSERE

- Analisi dei movimenti del corpo umano e riconoscimento di specifici sintomi di disfunzioni motorie: messa a punto di reti di sensori inerziali wireless per la ricostruzione del movimento umano (sensori posizionati sul corpo e smartphone/PC per l’elaborazione dei segnali). Il sistema costituisce una agenda elettronica per la customizzazione di un’eventuale terapia medica.

- Sinergia ingegneristico-medico per la prevenzione cardiaca: azione combinata di “clinical imaging” (ecocardiografia tridimensionale ) e meccanica dei solidi (Principal Strain Analysis e Modern Shape Analysis) per la definizione di indicatori efficaci della funzione cardiaca capaci di cogliere il disagio cardiaco ad uno stadio precoce. Studio sperimentale e numerico del campo di moto in condizioni sane e patologiche ed in presenza di dispositivi protesici.

- Rilevazione di deficit neurologici attraverso algoritmi di pattern recognition su immagini e video: software per la rilevazione ed il monitoraggio di disturbi di tipo neurologico tramite l’analisi di alterazioni della muscolatura facciale effettuata su immagini del volto del paziente.

- Monitoraggio a distanza di attività vitali (respirazione, battito cardiaco, movimenti della carotide) causati dall’impulso pressorio attraverso sensori radar ad impulsi.

- Nanotecnologie e tecniche di nanocaratterizzazione per la realizzazione e il controllo di nanoparticelle e nanosistemi per Drug delivery e teranostica e per Smart packaging per alimenti.

- Utilizzo di un Robot per l’assistenza agli anziani affetti da demenza senile: sviluppo del sistema di navigazione indoor e dell’interfaccia web di controllo. (Progetto Elderly people ICT - Assistance and life Renovation and Stimulation sviluppato con la ditta Robotica B.I.A.).

- Studio del tessuto osseo con riferimento al degrado delle caratteristiche di resistenza meccanica (Osteoporosi) finalizzato alla più accurata definizione del rischio di fratture patologiche. Coltivazione in vitro e caratterizzazione di tessuto connettivo e muscolare, anche transgenico, per studi di ingegneria tissutale e applicazioni di biotecnologia.

- Studi numerici e sperimentali di problemi termici e acustici di dispositivi biomedici.

- Sistemi per il monitoraggio della salute in ambienti residenziali: sistema completo per il monitoraggio della salute in ambiente domestico, che include un gateway aggregatore dati dotato di interfacce Bluetooth, Bluetooth Low Energy, WiFi, e di alcuni dispositivi biomedicali indossabili e sensori ambientali. Il gateway può essere controllato da una app per smartphone.

- Messa a punto e validazione di sistemi innovativi di campionamento per rilevare la bio-contaminazione in ambienti confinati.

- Studio sperimentale di sistemi innovativi per la disinfezione dell’aria.

- Messa a punto e validazione di un set d'indicatori per misurare la pedonabilità dei quartieri.

- Contrasto alla contraffazione di prodotti alimentari e valutazione della qualità degli alimenti: messa a punto di tecniche Spettroscopia a infrarosso (IR) per analisi di alimenti per specifici casi esemplari di adulterazioni: olio, dolcificanti, metanolo, aspartame, melammina, agrumi.

- Interfacce acustiche intelligenti: utilizzo di circuiti intelligenti combinati per l’individuazione di una sorgente acustica all’interno di uno scenario in presenza di sorgenti interferenti, e per il miglioramento qualitativo del segnale percepito.

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- Applicazioni biomediche di tecniche acustiche: sviluppo di tecnologie basate su onde acustiche di alta frequenza (ultrasuoni) per la realizzazione sia di dispositivi portatili di tipo point-of-care (POC) per il controllo in tempo reale, in ambito ospedaliero o domestico, di parametri fisiologici di pazienti, sia per l'elaborazione di sensori da utilizzarsi in biomedicina, nella diagnostica clinica e nel monitoraggio ambientale per il controllo degli inquinanti.

- Sviluppo ed applicazione di piattaforme point-of-care e di innovativi bio-chip nanofotonici usa e getta, per la rivelazione precoce di marcatori tumorali in fluidi biologici (plasma umano e lisati cellulari). In test di laboratorio, le piattaforme sviluppate hanno dimostrato sperimentalmente di rilevare concentrazioni d’interesse pre-clinico dei marcatori ERBB2 del carcinoma della mammella e Ang-2 del carcinoma del colon-retto.

- Sviluppo di strumentazione e di modelli per l’ottimizzazione di trattamenti oncologici adroterapici (con fasci di protoni o di ioni carbonio).

- Dispositivi per realtà aumentata e di supporto all’interazione con l’ambiente per persone non autonome.

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Partecipano alle attività descritte nel presente documento:

Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Preside Prof. Antonio D’Andrea

Dipartimento Ingegneria Astronautica Elettrica ed Energetica (DIAEE) Direttore Prof. Maria Sabrina Sarto

Dipartimento di Ingegneria Chimica Materiali Ambiente (DICMA) Direttore Prof. Teodoro Valente

Dipartimento di Ingegneria Civile Edile Ambientale (DICEA) Direttore Prof. Daniela D’Alessandro

Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale (DIMA) Direttore Prof. Paolo Gaudenzi

Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica (DISG) Direttore Prof. Achille Paolone

Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria (SBAI) Direttore Prof. Luigi Palumbo

Facoltà di Ingegneria dell'Informazione Informatica e Statistica Preside Prof. Giancarlo Bongiovanni

Dipartimento di Ingegneria Informatica Automatica e Gestionale “Antonio Ruberti” (DIAG) Direttore Prof. Alberto Marchetti Spaccamela

Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione Elettronica e Telecomunicazioni (DIET) Direttore Prof. Marco Listanti