Ambiti tematici

 

 

L’attività di ricerca si sviluppa nel contesto di progetti e programmi nazionali, europei e internazionali, è mirata a coniugare attività sperimentali, modellistiche e sviluppo normativo ed è articolata nei seguenti Ambiti Tematici:

Inquinamento Atmosferico in Aree Urbane e Industriali

Cinzia Perrino

Cinzia Perrino

referente Area di ricerca

Sede: MLIB

E-mail: perrino@@@iia.cnr.it

Focus dell’attività è lo sviluppo e la validazione di metodi e strumenti avanzati per la caratterizzazione degli inquinanti presenti in atmosfera e delle loro sorgenti nonché lo studio dei processi fisico-chimici che ne determinano il lo impatto sugli ecosistemi e sulla salute umana

Per la comprensione dei fenomeni di inquinamento atmosferico, sia acuto che diffuso, vengono valutate sia le variazioni nel tempo della concentrazione degli inquinanti (ad alta risoluzione temporale, giornaliere, stagionali, sul lungo periodo) che la distribuzione spaziale degli inquinanti (realizzazione di mappe di concentrazione).

I risultati sono interpretati alla luce della situazione meteorologica ed in particolare del legame tra qualità dell’aria e condizioni di rimescolamento atmosferico, valutato con l’ausilio di misure di radioattività naturale.

In ambito urbano l’interesse scientifico spazia dalla valutazione del peso relativo delle emissioni da combustione provenienti dal traffico veicolare e dal riscaldamento domestico, alla valutazione della qualità dell’aria negli ambienti confinati (abitazioni, uffici, scuole, mezzi di trasporto) e del legame con la qualità dell’aria esterna; dalla definizione del ruolo delle sorgenti naturali allo studio del contributo dell’inquinamento su scala regionale e del trasporto da lunga distanza.

In ambito industriale vengono indagate le immissioni provenienti da impianti per la produzione di energia (centrali termiche con alimentazione a gas naturale, a biomasse, a carbone), da termovalorizzatori di rifiuti, da raffinerie, acciaierie e stabilimenti di produzione industriale in genere.

Le attività sono ampiamente inserite nel contesto dei programmi di ricerca nazionali ed internazionali e costituiscono un importante supporto alle attività dei decisori a livello sia nazionale che locale (Reti Speciali di monitoraggio della Qualità dell’Aria; prevenzione e riduzione integrate dell’inquinamento proveniente da attività industriali – direttiva IPPC).

Vengono effettuati studi di qualità dell’aria finalizzati alla misura delle specie inquinanti, alla valutazione delle variazioni nel tempo e nello spazio della loro concentrazione ed alla stima delle sorgenti.

Metodologie di monitoraggio dei processi emissivi e analisi di scenari a supporto dell’economia circolare e della decarbonizzazione

L’obiettivo generale è quello di ampliare la conoscenza sui principali processi di emissione degli inquinanti in atmosfera. I risultati permettono di supportare i cittadini, le realtà imprenditoriali e i legislatori nella scelta delle soluzioni più sostenibili per affrontare le diverse criticità ambientali, per mitigare le emissioni climalteranti e per promuovere la transizione verso un nuovo modello di economia circolare.

Gli inquinanti di interesse sono sia gli inquinanti regolamentati che quelli emergenti, ed in particolare composti organici volatili, poliaromatici, alogenati, ritardanti di fiamma, silossani, climalteranti, PMx e nanoparticelle.

I principali settori di interesse sono i seguenti: emissioni dai principali processi industriali per la produzione di energia e di materiali (cemento, acciaio, polimeri ecc); emissioni del comparto trasporti, in particolare non-exhaust emissions, impatto delle nuove politiche di mobilità sostenibile, ambito aereo e portuale; emissioni da riscaldamento domestico, in particolare biomassa legnosa e valutazione delle future strategie comunitarie di decarbonizzazione del settore (heat pumps, idrogeno); emissioni in ambito agricolo, in particolare climalteranti (CH4 e N2O) e precursori di PM secondario (NH3); emissioni diffuse, fuggitive e odorigene; emissioni dalla produzione e utilizzo di biocarburanti ed energie rinnovabili; emissioni dai processi di gestione di rifiuti, recupero di risorse ed economia circolare.

Le attività consistono nell’affrontare in maniera multidisciplinare le specifiche criticità ambientali, combinando i seguenti approcci: sviluppo e validazione di nuove tecnologie di monitoraggio delle emissioni, in particolare: nuovi materiali per il campionamento di composti volatili e semivolatili, nuove metodologie cromatografiche, spettrometria di massa ad altissima risoluzione (FT-Orbitrap), nuove metodologie di campionamento e caratterizzazione del particolato; monitoraggio e determinazione dei fattori di emissione dei diversi comparti, in particolare: nuovi processi industriali e di conversione end-of-waste, effetto di parametri operativi e tipologia di alimentazione, efficienza di specifici sistemi di abbattimento; sviluppo di nuove tecnologie e analisi di scenari a supporto dell’economia circolare e della decarbonizzazione, tramite modelli di dispersione degli inquinanti a scala locale, analisi del ciclo di vita (LCA) e sviluppo di decision support systems (DSS).

Mauro Rotatori

Mauro Rotatori

referente Area di ricerca

Sede: MLIB

E-mail: rotatori@iia.cnr.it

Ciclo degli inquinanti a diverse scale spaziali e in aree polari

Francesca Sprovieri

Francesca Sprovieri

referente Area di ricerca

Sede: Rende

E-mail: f.sprovieri@@@iia.cnr.it

Comprendere i meccanismi di impatto delle emissioni degli inquinanti in atmosfera da sorgenti antropiche e naturali sulla qualità e sostenibilità degli ecosistemi, nonché sulla salute dei cittadini, significa conoscere il ciclo degli inquinanti che si ripartiscono tra vari ecosistemi. Nel quadro delle normative europee e dei trattati internazionali, un importante priorità è lo studio del ciclo degli inquinati persistenti (elevati tempi di residenza in atmosfera) e tossici presenti in atmosfera. Tra questi rientrano i POPs (inquinanti organici persistenti) e il Hg (mercurio), i quali si possono ripartire tra vari ecosistemi al variare delle condizioni meteoclimatiche e delle pressioni antropiche ambientali.

L’obiettivo generale è quello di studiare le variabilità spazio-temporali dei vari meccanismi che maggiormente influenzano il ciclo degli inquinanti tra vari ecosistemi,e in particolare:

  • la variabilità dei tempi di residenza in atmosfera di inquinanti inorganici e organici (e., Hg, O3, BVOC, NOx, HONO, alogeni) e relativi processi (foto)chimico-fisici che influenzano le proprietà ossidative della troposfera e fenomeni di deplezione;
  • i flussi di scambio in fase gassosa e bilanciamenti di massa alle interfacce (aria-acqua, aria-neve, aria-ghiaccio);

i processi di deposizione atmosferica secca ed umida e la variabilità dei profili verticali delle concentrazioni dei maggiori inquinanti nella troposfera a diverse latitudini La conoscenza di questi processi è indispensabile per sviluppare e validare i modelli numerici atmosferici impiegati nell’analisi di scenari socio-economici-ambientali adottati per mitigare i rischi derivanti dalle emissioni di inquinanti sulle popolazioni e sulla qualità degli ecosistemi acquatici e terrestri. Inoltre nell’ambito di programmi e progetti europei e internazionali, si sviluppano sistemi innovativi di campionamento e sistemi osservativi a scala globale per inquinanti persistenti come il Hg, nonché banche dati e sistemi interoperabili a supporto di convenzioni e programmi internazionali.

Studio delle dinamiche degli inquinanti presenti nei diversi ecosistemi ambientali e trasferimento di massa degli stessi alle interfacce atmosfera-acqua-suolo-neve-ghiaccio su scala regionale e globale.

Sensori e sistemi sensoristici ad elevate prestazioni per il monitoraggio della qualità dell’aria e dell’ambiente

Antonella Macagnano

Antonella Macagnano

referente Area di Ricerca

Sede: MLIB

E-mail: a.macagnano@@@iia.cnr.it

La necessità di disporre di dati a supporto delle direttive europee, dei trattati e programmi internazionali sull’inquinamento atmosferico e ambientale (i.e., UNECE-LRTAP, Minamata Convention, UNEP, GEOSS, Earth Cube) insieme alla necessità di ridurre i costi di investimento e di funzionamento dei siti osservativi posti anche in località remote e difficilmente accessibili, hanno reso indispensabili studi finalizzati allo sviluppo di dispositivi sensoristici basati su materiali compositi e nanostrutturati a basso consumo energetico per il monitoraggio multiparametrico di ambienti complessi.

Le attività di ricerca innovative sono:

  • Lo sviluppo e l’ applicazione di nanotecnologie per la fabbricazione controllata di materiali nanostrutturati per sensori ad elevata sensibilità (e.g., electrospinning, dipping, self-assembling, electrochemical growth and immobilisation) e sistemi di funzionalizzazione in situ;
  • La progettazione e fabbricazione di sensori chimici e biologici, sviluppati sia su substrati convenzionali che su substrati flessibili ;
  • La progettazione e sviluppo di sensori in piattaforme e networks ispirati ai sistemi sensoriali naturali (bioinspired) per il monitoraggio di matrici ambientali complesse e definizione di indici qualitativi;
  • La progettazione e sviluppo di interfacce elettroniche per sensori.

 

I progressi raggiunti grazie agli sviluppi della nanotecnologia e della microelettronica hanno permesso di studiare e sviluppare sensori dalle performances elevate in termini di sensibilità, tempi di risposta e selettività per il monitoraggio della qualità dell’aria (gas quali ossidi di azoto e di zolfo, ozono, GHGs composti volatili e semivolatili, polveri), del suolo e dell’acqua (mercurio, pesticidi, IPA, POPs microrganismi ecc.). Le principali attività della presente tematica sono comprese in attività internazionali (i.e. European Cooperation in Science and Technology MP1206, MP1205, TD1105, Horizon 2020, ESA, UNEP, etc.) e nazionali.

Progettazione e sviluppo di sensori nanostrutturati e dispositivi sensoristici multiparametrici per il monitoraggio real time and in-situ di inquinanti atmosferici tossici gassosi e di particolato.

Modellistica atmosferica a scala regionale e globale

Antonello Pasini

Antonello Pasini

referente Area di ricerca

Sede: MLIB

E-mail: pasini@@@iia.cnr.it

Il gruppo tematico impiega strumenti software di modellazione al computer per aiutare nella interpretazione, interpolazione e previsione dei parametri di qualità dell’aria in atmosfera, e utilizza anche questi metodi per indagare scenari futuri sulla qualità dell’aria, che possono derivare da cambiamenti nel clima o nei pattern di emissione degli inquinanti.

Le tecniche di modellazione utilizzati variano nella loro applicazione temporale e spaziale. Si va da modelli che vengono utilizzati per studiare processi chimici che si verificano in aerosol o goccioline nelle nubi e comprendono descrizioni molto dettagliate nella chimica dei gas o in quella in fase acquosa, fino a modelli a scala globale che vengono utilizzati per studiare il trasporto di inquinanti e loro precursori a lungo raggio (intercontinentale). Tra questi due estremi abbiamo modelli che simulano scale regionali (dal singolo Paese al continente), così come modelli che possono essere applicati ad aree specifiche, come i modelli a scala urbana.

Oltre a questi modelli dinamici, vi è un’attività di sviluppo e applicazione di modelli data-driven per l’attribuzione climatici e gli impatti, come modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Con i modelli a rete neurale si effettuano anche downscaling (abbassamento di scala) – anche per l’ottenimento di scenari futuri locali – e le previsioni di parametri fisici nello strato limite.

I modelli vengono utilizzati essenzialmente per gli scopi seguenti:

Interpretazione

I modelli sono utilizzati in combinazione con osservazioni al fine di individuare i fenomeni (chimici e / o meteorologici) che influenzano la qualità dell’aria.

Interpolazione

I modelli che riproducono con successo i parametri di qualità dell’aria osservati possono essere utilizzati per prevedere gli stessi parametri in aree non coperte dalle misure.

Previsione

Una volta che un modello è stato verificato mediante un’ampia (temporalmente, anche se non necessariamente spazialmente) serie di dati, può essere usato per predire la qualità dell’aria futura (previsioni meteo-chimiche), di solito per periodi associati a normali previsioni meteorologiche.

Scenario

Un modello che ha dimostrato di essere affidabile può essere impiegato per studiare la qualità dell’aria per gli scenari in cui i parametri climatologici sono cambiati, o in cui le emissioni di inquinanti (e precursori) sono aumentate o diminuite.

In un sistema complesso come l’atmosfera i modelli ci consentono di compiere “esperimenti” che nella realtà non potremmo fare e ci permettono di accrescere le nostre conoscenze.

Osservazione della Terra: sviluppo di dispositivi e metodologie per l’analisi ambientale

Palma Blonda

Palma Blonda

referente Area di ricerca

Sede: Rende – Bari

E-mail: palma.blonda@@@iia.cnr.it

L’Osservazione della Terra (OT) consiste nella raccolta di dati, sia da remoto che in situ, da sorgenti multiple e nella loro elaborazione al fine di estrarne d’informazione utile a generare conoscenza  riguardo ai processi fisici, chimici e biologici della Terra (variabili, indici, indicatori), con l’obiettivo di monitorarne lo stato e i cambiamenti, sia di origine naturale che antropica. Gli ambiti applicativi delle tecniche di OT ricadono nelle scienze climatiche, nella definizione e valutazione di nuove politiche per la gestione sostenibile delle risorse naturali, nella protezione degli ecosistemi, nella mitigazione dei rischi e la salvaguardia della salute umana, nonché nella promozione della crescita ecostenibile in campo economico e sociale.

Le attività scientifiche del Gruppo OT del CNR-IIA ricadono all’interno di una più ampia comunità come il  Group on Earth Observations Committee on Earth Observation Satellite (GEO) il quale rappresenta una partnership intergovernativa che punta a incrementare la disponibilità, l’accesso e l’uso di dati e tecniche OT per migliorare lo stato di salute del Pianeta. GEO promuove quindi una condivisione aperta, gratuita e coordinata di dati e infrastrutture OT al fine del miglioramento della ricerca, nonché dei processi decisionali e attuativi di numerose discipline. A tale scopo, la comunità GEO è impegnata nello sviluppo del Global Earth Observation System of Systems (GEOSS) a beneficio dell’intera umanità. In questo ambito si inserisce Copernicus, il Programma di Osservazione della Terra dell’Unione Europea, che guarda al nostro pianeta e al suo ambiente per il massimo beneficio di tutti i cittadini europei.

L’attività dei ricercatori afferenti all’area tematica Osservazione della Terra: Sviluppo di Dispositivi e Metodologie per l’analisi ambientale dell’IIA, si propone di integrare i dati multi-sorgente mediante l’utilizzo di tecniche di intelligenza artificiale e di sistemi data cube e di cloud computing su piattaforme europee che forniscono accesso ai dati Copernicus (note col nome di Data and Information Access Services, DIAS) e di estrarne tutte le informazioni utili a generare nuova conoscenza .

L’analisi delle variabili essenziali, dei principali indicatori e dei trend temporali di cambiamento avrà il duplice obiettivo di:

– dare supporto trasversale alle altre aree tematiche dell’Istituto, ad esempio attraverso lo studio della distribuzione spaziale degli inquinanti atmosferici, principale oggetto di studio dei ricercatori dell’IIA;

– rendere disponibili i dati, i modelli e le conoscenze, attraverso l’utilizzo di  sistemi GIS (Geographical Information Systems) e dei Virtual Laboratories sviluppati dall’area tematica relativa alla condivisione delle informazioni geospaziali, a supporto delle attività del programma Copernicus e delle politiche ambientali che vedono il principale coinvolgimento del gruppo GEO, come ad esempio l’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite, gli Accordi di Parigi sul Clima, a il Framework Sendai per la Riduzione del Rischio di Catastrofi.

In questo contesto, è utile sottolineare alcuni aspetti dell’attività svolta dai ricercatori afferenti a questa area tematica. La prima è relativa all’importanza dell’attività di acquisizione di dati in-situ, ai fini delle della calibrazione e validazione dei dati telerilevati e dei prodotti derivati (core and downstream services). Notevole interesse è anche rivolto alla componente atmosferica del dato di OT e allo sviluppo di algoritmi per la correzione atmosferica delle immagini. In tale ambito, sono state sviluppate competenze sia nello studio della risposta radiometrica delle diverse superfici, naturali e non, sia sullo studio del trasferimento radiativo in atmosfera. Inoltre, l’uso di dati da satelliti di nuova generazione (es., SENTINEL-5P) e dati a terra verrà finalizzato al monitoraggio della qualità dell’aria in contesti urbani e rurali.

L’intervallo spettrale di interesse è quello del VIS, NIR, SWIR e TIR, offerto sia da missioni multi-spettrali che iper-spettrali. L’IIA infatti ha sviluppato negli ultimi anni una notevole esperienza nell’analisi dei dati iper-spettrali sia aviotrasportati (MIVIS) che da campo/laboratorio, fondamentali per l’analisi dei dati della nuova missione PRISMA dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) per la gestione integrata del territorio. Tali conoscenze sono state utilizzate negli anni per lo sviluppo di metodiche innovative utili allo studio di particolari problematiche ambientali quali la detection e la valutazione dell’usura delle coperture in cemento-amianto e il monitoraggio area soggette a discariche controllate e non. Inoltre, l’applicazione di flussi complessi di dati multi sorgente consente l’applicabilità di tali tecniche a contesti eterogenei quali l’agricoltura di precisone, la separazione di polimeri plastici, il retrieval della above ground biomass e l’usura dei conglomerati bituminosi.

Altre rilevanti conoscenze ed esperienze sono state acquisite nell’analisi di dati da sistemi attivi Radar ad Apertura Sintetica (SAR), aviotrasportati o montati su piattaforme satellitari. Le più recenti e future applicazioni SAR riguardano in particolare:

  1. a) l’estrazione ad alta risoluzione dei campi di vento, considerati una variabile essenziale per il monitoraggio del clima e degli ecosistemi in aree marino-costiere;
  2. b) il monitoraggio di infrastrutture in ecosistemi urbani;
  3. c) l’integrazione con i dati ottici, per la classificazione della copertura del suolo in aree affette da copertura nuvolosa.

Nell’ambito di progetti finanziati dalla Comunità Europea (HORIZON 2020) e dagli Enti nazionali e regionali, le applicazioni di dati e tecniche OT riguardano principalmente il monitoraggio della biodiversità e degli ecosistemi naturali ed urbani, il monitoraggio di aree di interesse archeologico, di aree a particolari criticità ambientali e lo sviluppo tecnologico inerente l’agricoltura di precisione. In tale ambito, l’IIA ha collaborato attivamente con le Pubbliche Amministrazioni, realizzando cartografie tematiche a supporto dei sistemi decisionali.

In tali domini applicativi, i dati OT possono contribuire in modo sostanziale all’analisi dei trend temporali degli indicatori  fondamentali per lo studio dei cambiamenti climatici e dei relativi impatti sugli ecosistemi oltre che a rispondere alle sfide sociali più recenti, come il rapporto tra inquinamento e salute ed il raggiungimento   della land degradation neutrality.

I progetti attivi di riferimento in HORIZON2020 sono: ERA_PLANET, strand SMURBS e GEOESSENTIAL; e-shape,  pilot ECOSYSTEM; eLTER-PLUS; eLTER-PPP

La ricchezza e la complementarietà delle competenze, che vanno dalla calibrazione, all’analisi ed alla  pubblicazione dei dati, ai prodotti e ai modelli (algoritmi) in ambito GEO ed EuroGEOSS costituisce un punto di forza dell’Istituto nell’affrontare le sfide relative ai prossimi obiettivi di sviluppo sostenibile.

 

Condivisione delle informazioni geospaziali e della conoscenza ambientale (GENS)

Paolo Mazzetti

Paolo Mazzetti

referente Area di ricerca e responsabile ESSI-Lab

Sede: Firenze

E-mail: paolo.mazzetti@@@iia.cnr.it

Sergio Cinnirella

Sergio Cinnirella

responsabile GEO-Lab

Sede: Rende

E-mail: s.cinnirella@@@iia.cnr.it

La condivisione dei dati e della conoscenza, soprattutto a livello interdisciplinare, è oggi riconosciuta come una delle chiavi per il progresso scientifico e l’innovazione tecnologica. L’Istituto affronta alcune delle principali sfide scientifiche e tecnologiche che tale condivisione pone per la realizzazione dei nuovi modelli di ricerca collaborativa e di diffusione dell’informazione verso un’utenza diversificata (ricerca, impresa, pubblica amministrazione, cittadini) e vanta una competenza riconosciuta a livello internazionale sulle tecnologie di condivisione di grandi quantità di dati eterogenei (big data) provenienti da simulazioni e sistemi di telerilevamento o in-situ. E’ stato sviluppato l’approccio di mediazione a broker per la scoperta e l’accesso di dati eterogenei, oggi adottato in importanti iniziative e progetti a livello nazionale, Europeo e globale, quali GEOSS (Global Earth Observation System of Systems).

Un’attenzione particolare è rivolta all’integrazione di reti di sensori, in particolare per la qualità dell’aria, e al supporto alla transizione dal dato alla conoscenza attraverso la verifica della qualità del dato acquisito e lo sviluppo di strumenti semantici quali thesauri (e.g. EARTh), ontologie e rappresentazione/esecuzione di modelli scientifici. L’attività dell’Istituto nel settore è svolta in un contesto internazionale, attraverso la partecipazione ai principali programmi e iniziative sulla condivisione dei dati (e.g., GEOSS, RDA, UNECE-EMEP, TF HTAP, UNEP) e tenendo conto delle direttive europee rilevanti (e.g. Qualità dell’Aria, INSPIRE).

L’attività del Gruppo viene sviluppata nei seguenti tre laboratori:

ESSI-Lab

Attività principale

ESSI-lab opera una linea di ricerca relativa all’approccio inter-disciplinare tra le Scienze dell’Informazione e le Scienze ambientali per la realizzazione di modelli e strumenti informatici per l’Ambiente e l’Osservazione della Terra. In particolare, per applicazioni caratterizzate da una marcata multi-disciplinarità.

Tali applicazioni sono rivolte alla Società (comunità di ricerca, pubbliche amministrazioni, cittadini, ecc.) con particolare riferimento alle “Societal Benefit Areas” e “Community of Practices” identificate dall’iniziativa internazionale GEO (Group on Earth Observation): Disasters, Health, Energy, Climate, Water, Weather, Ecosystems, Agriculture, Biodiversity, etc. L’attività di ricerca si focalizza sulla definizione di modelli e servizi per sistemi distribuiti di generazione, elaborazione e condivisione di risorse ai diversi livelli: dati, informazione, conoscenza. Obiettivi perseguiti in parte anche dalla Direttiva Europea INSPIRE e dalla Comunicazione SEIS della Commissione Europea. L’attività è pertanto pienamente allineata e contribuisce sia a queste iniziative Europee ed internazionali, che ad altre analoghe quali: EGI, GMES, ecc.

L’importante ruolo culturale e di ricerca svolto da ESSI-Lab all’interno del CNR e’ stato riconosciuto dal Dipartimento di Terra ed Ambiente che lo ha chiamato a coordinare un Progetto inter-dipartimentale del CNR denominato GIIDA (Gestione Integrata e Interoperativa dei Dati Ambientali del CNR). GIIDA e’ divenuto anche una delle linee di ricerche del Dipartimento di Terra ed Ambiente (DTA) del CNR. Recentemente, ESSI-lab e’ stato coinvolto anche nel Gruppo di Lavoro per la progettazione e la realizzazione di un sistema informatico per la gestione e diffusione dei dati polari del PNRA; gruppo coordinato scientificamente da Stefano Nativi dell’ESSI-Lab.

Il laboratorio ha introdotto e sperimentato un approccio innovativo per l’interoperabilità multidisciplinare, denominato: brokering approach.

Prodotti

ESSI-Lab progetta, sviluppa e mantiene alcuni componenti realizzati secondo l’approccio di Brokering -di cui ESSI-Lab stesso e’ stato ideatore:

GI-cat è una implementazione di un discovery broker in grado di: a) effettuare scoperta e valutazione di risorse geospaziali disponibili in una federazione di fonti informative eterogenee per interfaccia e modelli di dati e metadati; b) pubblicare diverse interfacce di catalogo supportando client diversificati. Attualmente supporta oltre venti specifiche di catalogo/inventory da standard  e Communities-of-Practice per collegare fonti informative, ed è in grado di esporre otto diverse interfacce verso i client. Un Access Development Kit (ADK) è disponibile per estendere GI-cat ad altri tipi di fonti informative attualmente non supportati.

GI-Axe è un’implementazione di un data access broker che consente l’accesso e l’armonizzazione di collezioni di dataset forniti da servizi di download e accesso eterogenei per interfaccia e modello di dati. Le collezioni di dataset accedute mediante GI-Axe sono fornite su un Common Grid Environment (stesso Coordinate Reference System, stessa risoluzione, stesso formato, ecc.) mediante servizi di trasformazione (subsetting, ricampionamento, interpolazione, proiezione, ecc.) implementati localmente o esposti da servizi Web esterni.

GI-Dac è un Discovery Augmentation Component che permette di arricchire le capacità di discovery di dati e servizi geospaziali mediante l’accesso a servizi semantici esterni (thesauri, ontologie, gazetteers, ecc.). Accetta in ingresso un’interrogazione semantica e, accedendo a servizi semantici esterni, è in grado di espanderla in interrogazioni geospaziali tradizionali multiple.

GI-go è un’applicazione Desktop che implementa funzionalità di client verso i servizi geospaziali supportati da GI-cat. Inoltre, implementa tutte le funzionalità aggiuntive dell’interfaccia estesa di GI-cat. Permette inoltre di interagire con GI-axe per l’accesso ai dati armonizzati.

GI-Portal è un’applicazione web che implementa le funzionalità di client per cataloghi utilizzando come interfaccia di servizio OpenSearch. Inoltre, GI-Portal è in grado di interagire con gli altri prodotti di ESSI-Lab (GI-axe, GI-Dac).

La maggior parte di queste componenti sono state utilizzate in un framework sviluppato nell’ambito del progetto Europeo EuroGEOSS, e sono divenute parte integrante della GEOSS Common Infrastructure (GCI).

GEO-Lab

GEO-Lab è impegnato in attività di ricerca volte a studiare e sviluppare metodologie e prodotti nell’ambito della geomatica intesa come studio delle informazioni dotate di componente georiferita. Le fasi dell’attività consistono in immagazzinamento, processamento, trasmissione e condivisione.

In questo contesto, il laboratorio studia l’integrazione dei metodi propri dell’ingegneria del software, spesso usati in ambiti differenti dalla e-Science, al fine di realizzare sistemi orientati alla gestione dei dati georeferenziati.

Tale integrazione consente di ottenere risultati funzionali interessanti attraverso l’uso di tecnologie Web mutuate da settori diversi da quelli accademici.

L’attività del Laboratorio, è inoltre orientata a rende fruibili i processi di integrazione del dato nelle piattaforme geomatiche, sviluppando sistemi e prodotti interoperabili che rendono l’uso dei complessi componenti spaziali più approcciabili anche per operatori di diverso skill scientifico.

 Prodotti

 GEOLab sta sviluppando due tipi di prodotti, altamente integrati fra loro.

GeoInt è una piattaforma informativa, sviluppata al fine di realizzare un raccolta di servizi per l’integrazione di dati geografici in una Spatial Data Infrastructure (SDI) e di rendere tali servizi più accessibili, in termini di semplicità d’uso, agli utenti finali. A questo scopo i servizi sono attualmente esposti attraverso un’interfaccia web. E’ in fase di realizzazione l’interfaccia web service. Si tratta quindi di una piattaforma che vuole farsi carico dei compiti propri dell’integrazione dei dati geografici in una SDI. Inoltre, la piattaforma serve come base informatica per altre applicazioni in ambito geomatico che possono essere sviluppate sulla base dei servizi esposti da GeoInt.

Tra tali servizi è stato sviluppato SoSDataLayer, una web application che gestisce dati provenienti da sorgenti SOS, la specifica OGC per i dati provenienti da sistemi SWE (Sensor Web). SosDataLayer permette, attraverso un’interfaccia web, di ricercare e analizzare dati provenienti da sensori e esposti mediante la specifica O&M attraverso servizi SOS. Il sistema è pienamente integrato in GeoInt e ne sfrutta i servizi sia in termini geomatici che di gestione delle risorse computazionali.

Trasferimento di conoscenze tecnico-scientifiche per la produzione e l’attuazione della normativa sull’inquinamento atmosferico ambientale

Antonio Fardelli

Antonio Fardelli

referente Area di ricerca

Sede: Roma

E-mail: fardelli@@@iia.cnr.it

L’obiettivo è il trasferimento di know-how alle Pubbliche amministrazioni e alle Imprese ed il supporto agli Enti preposti al controllo ambientale nella predisposizione ed attuazione della normativa ambientale sia a livello nazionale che comunitario e internazionale, nei seguenti ambiti:

  • Prevenzione e riduzione integrate dell’inquinamento (IPPC) proveniente da attività industriali (Direttiva IED) e in materia di pericoli di incidenti rilevanti (Direttiva Seveso);
  • Qualità dell’aria anche in riferimento alle Reti Speciali di monitoraggio della QA;
  • Analisi e definizione di proposte negoziali internazionali, comunitarie, nazionali e regionali con particolare riferimento alla normativa in materia di gas fluorurati, stoccaggio geologico della CO2, inventario delle emissioni, emissioni di gas serra dei combustibili, qualità dei carburanti e promozione dell’uso di energia da fonti rinnovabili, CO2 da auto, CO2 da veicoli commerciali leggeri, mercurio metallico e inquinanti organici persistenti;
  • Classificazione, etichettatura ed imballaggio delle sostanze chimiche e sulla relativa registrazione, valutazione, autorizzazione e restrizione delle stesse (Regolamenti CLP e REACH); produzione e consumi sostenibili “acquisti pubblici verdi” (GPP);
  • Agenti fisici quali l’inquinamento acustico ed elettromagnetico.

Il perseguimento delle attività consente, di realizzare la promozione, la valorizzazione e l’utilizzazione dei risultati della ricerca, la promozione e la diffusione della conoscenza nella società anche attraverso iniziative editoriali, la fornitura di attività di consulenza e supporto tecnico-scientifico.

L’Istituto assicura una presenza attiva, nelle sedi nazionali e internazionali in cui si sviluppano gli strumenti conoscitivi e si elaborano i documenti, i programmi e le attività in materia di lotta ai cambiamenti climatici, allo sviluppo delle fonti di energie rinnovabili e allo sviluppo sostenibile al fine di promuovere l’attuazione di tali norme.