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.

Inquinanti Emergenti nelle Emissioni e in Aria Ambiente

Il focus di questo ambito è quello di individuare la presenza di nuove sostanze inquinanti emergenti sia nelle emissioni che nell’aria che respiriamo a causa dell’uso di nuovi materiali e sostanze chimiche sia nei processi di produzione che in prodotti di largo consumo.

L’obiettivo è quello di fornire alla comunità e ai legislatori il know-how utile per affrontare consapevolmente le diverse criticità ambientali, declinando le attività di ricerca in:

  • sviluppo di tecnologie per il monitoraggio di inquinanti – regolamentati e non –   in aria ambiente e in emissione e loro applicazione in campo;
  • caratterizzazione di inquinanti regolamentati ed emergenti (VOCs, PAHs, OCPs, POPs, EOC, CVM, PMx, HCHO, nanoparticelle) nelle sorgenti naturali e antropiche, con particolare riguardo ai processi industriali e di produzione di energia (combustione di biomassa, biogas, bioetanolo). Valutazione del loro impatto sulla tossicità ambientale;
  • individuazione delle sorgenti di inquinamento sulla base della presenza di markers ambientali e impronte di emissione;
  • caratterizzazione di nuovi inquinanti portatori di effetti a breve e a lungo termine, quali i distruttori endocrini e le sostanze chimiche oggetto del Regolamento REACH (ftalati, alchil-fenoli, solventi clorurati, ritardanti di fiamma, prodotti farmaceutici, prodotti per la cura e l’igiene personale);
  • analisi e monitoraggio di sostanze psicotrope e droghe (nicotina, cocaina, cannabinoidi);
  • studio degli ambienti indoor, siano essi domestici o di lavoro;
  • indagini sulle relazioni tra l’inquinamento e la chimica dell’atmosfera (smog fotochimico, trasformazione dei prodotti di emissione) in ambienti urbani, aree desertiche (Sahara), aree remote marine e montane e nei paesi emergenti.
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

Rosamaria Salvatori

Rosamaria Salvatori

referente Area di ricerca

Sede: MLIB

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

I sistemi per l’Osservazione della Terra (OT) giocano un ruolo fondamentale nello studio delle problematiche ambientali.

La comunità scientifica internazionale ha evidenziato l’esigenza di integrare i dati OT al fine di controllare la qualità del dato, di migliorare i prodotti OT e di massimizzare l’informazione disponibile da remoto, come sottolineato dalle linee guida del Group on Earth Observations Committee on Earth Observation Satellite (GEO/CEOS QA4EO, 2008).

L’area tematica Osservazione della Terra: Sviluppo di Dispositivi e Metodologie per l’analisi ambientale avvalendosi delle competenze maturate negli anni all’interno dell’IIA, si propone di integrare i dati di OT, multipiattaforma e multisensore, per migliorare la conoscenza del territorio e favorire il monitoraggio dei fenomeni di origine naturale e antropica.

L’interesse scientifico è rivolto alle problematiche ambientali in particolare, all’analisi e al monitoraggio del territorio sia nel contesto mediterraneo sia nelle aree polari dove i dati di OT contribuiscono in modo sostanziale agli studi sui cambiamenti climatici.

I dati telerilevati, acquisiti in situ, da piattaforme aeree o satellitari, hanno diverse risoluzioni spaziali e spettrali pertanto, l’interesse dei ricercatori afferenti a questa area tematica è rivolto a sviluppare metodologie per l’interpretazione e l’integrazione di tali dati al fine di ampliare la conoscenza dei fenomeni di origine naturale o antropica che possono modificare il territorio. Particolare attenzione è riservata al monitoraggio delle aree ad alto grado di naturalità, delle aree di interesse archeologico e delle aree limitrofe ai grandi agglomerati urbani.

Notevole interesse è anche rivolto alla componente atmosferica del dato di OT, in particolare allo sviluppo di algoritmi per le correzioni atmosferiche delle immagini.

I ricercatori afferenti all’area tematica hanno inoltre maturato competenze nell’acquisizioni di dati al terreno a supporto e validazione dei dati OT. In tale ambito sono state sviluppate competenze sia sullo studio della risposta radiometrica delle diverse superfici, naturali e non, sia sullo studio del trasferimento radiativo in atmosfera. L’intervallo spettrale di interesse è quello del visibile e dell’infrarosso vicino-termico, maggiormente utilizzato dai sistemi di OT. I dati acquisiti nell’ambito dei diversi programmi di ricerca sono raccolti in appositi geo data base connessi a specifici Geographic Information System (GIS).

L’IIA ha sviluppato negli anni notevole esperienza nell’utilizzo dei dati iperspettrali MIVIS, per la gestione integrata del territorio. In tale ambito l’IIA ha collaborato attivamente con le Pubbliche Amministrazioni realizzando cartografie tematiche a supporto dei sistemi decisionali.

L’Area Tematica ha sviluppato, inoltre, competenze nelle analisi del territorio che, partendo dalle immagini telerilevate, permettono di studiare la distribuzione spaziale degli inquinanti atmosferici, oggetto di studio dei ricercatori dell’IIA.

Le attività di ricerca sono finalizzate a sviluppare metodologie per l’interpretazione e l’integrazione di immagini ottiche multi ed iperspettrali, misure radiometriche di campo e dati ambientali al fine di ampliare la conoscenza dei fenomeni di origine naturale o antropica che possono modificare il territorio.

Condivisione delle informazioni geospaziali e della conoscenza ambientale (GENS)

Stefano Nativi

Stefano Nativi

referente Area di ricerca e responsabile ESSI-Lab

Sede: Firenze

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

Sergio Cinnirella

Sergio Cinnirella

responsabile GEO-Lab

Sede: Rende

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

Paolo Plini

Paolo Plini

responsabile EKO-Lab

Sede: MLIB

E-mail: plini@@@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.

EKO-Lab

Attività principale

EKOLab (Environmental Knowledge Organisation Laboratory) svolge la propria attività di ricerca nel settore dell’organizzazione della conoscenza ambientale e geografica. Le attività riguardano la costruzione e lo sviluppo di thesauri mono- e multilingue e di sistemi per la raccolta, organizzazione e visualizzazione dell’informazione ambientale e geografica. I thesauri sono vocabolari controllati e dinamici di termini, in cui vengono esplicitate le relazioni (gerarchiche, associative e di equivalenza) tra termini. Essi sono strumenti per il controllo semantico del linguaggio e possono essere utilizzati ai fini della indicizzazione, catalogazione, classificazione e per il reperimento dell’informazione nelle basi di dati ambientali.

Il thesaurus bilingue EARTh rappresenta uno strumento in costante aggiornamento sia di struttura che di contenuto; è basato su un sistema a matrice gerarchico/tematico dove le relazioni standard sono state organizzate in sottotipi al fine di migliorare sia il controllo semantico sia le funzioni di indicizzazione e ricerca. Al thesaurus generale si affiancano due thesauri sviluppati per argomenti particolari: SnowTerm, un thesaurus multilingue relativo all’ambiente nivo-glaciale ed EOSTerm un thesaurus bilingue relativo al settore dell’Earth Observation (telerilevamento e GIS).

Integrazione del GdR e supporto a programmi internazionali

Nell’ambito della propria attività, il gruppo contribuisce in modo determinante al Gruppo sull’Osservazione della Terra (GEO), il cui obiettivo è la costruzione di un Sistema di Sistemi di Osservazione Globale della Terra (GEOSS) per consentire il progresso di alcune aree della società.

In particolare, le expertise del gruppo si sono sviluppate nella progettazione e nell’implementazione di una SDI nazionale sulla qualità dell’aria (GIIDA), una SDI relativa all’inquinamento del Mar Mediterraneo (EGIDA e KnowSeas) e derivano dall’attività svolta nell’ambito della task He-09-02d di GEO dedicata allo sviluppo di un sistema globale di monitoraggio del mercurio (GMOS).

Il thesaurus EARTh è utilizzato a livello internazionale nel progetto NatureSDIplus, a livello nazionale da parte dell’Istituto Superiore Protezione e Ricerca Ambientale (ISPRA) e costituisce il riferimento terminologico nel progetto GIIDA. Il know-how del gruppo è comprovato dalle numerose interazioni istituzionali (UNEP, FAO, GBIF, ECOTerm, ISPRA).

Le numerose applicazioni sviluppate supportano l’implementazione di GEOSS mentre 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.

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.

Bioenergie

Francesco Petracchini

Francesco Petracchini

referente Area di ricerca

Sede: MLIB

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

L’attuale modello di sviluppo che fonda le basi sull’utilizzo incontrollato di fonti non rinnovabili genera forti pressioni sull’ecosistema, causa ineguaglianze sociali e condiziona la stabilità politica di numerosi Stati.  Al fine di reagire a tali mutamenti è necessario sviluppare nuovi sistemi di produzione e consumo di energia di minore costo e tali da ridurre gli impatti ambientali e la generazione dei rifiuti.

La necessità di una transizione fondata sull’uso fonti rinnovabili e su tecnologie a ridotto impatto ambientale è particolarmente importante negli ambiti rurali nei quali si assiste ad continuo deterioramento delle risorse ambientali; in tali contesti inoltre, le potenzialità di miglioramento sono davvero importanti visto il basso indice di produttività presente soprattutto nelle zone di convergenza. 

Questa necessaria transizione è realizzabile con una migliore gestione delle risorse energetiche e naturali e soprattutto tramite una produzione di energia basata su biomasse e sui residui delle produzioni agricole. Infatti, tra le varie fonti di energia, l’impiego sostenibile delle biomasse di origine agroforestale insieme agli scarti dell’agricoltura e dell’allevamento rappresentano una risorsa ad altissimo potenziale energetico  e tecnologico. I benefici che l’impiego delle bioenergie può fornire riguardano non solo l’ambiente, ma  anche il tessuto economico e sociale che giova di una riduzione dei costi di produzione  e una riduzione  dei costi di smaltimento dei rifiuti.

Le attività di ricerca del gruppo bioenergia del CNR-IIA si focalizzano proprio sulla progettazione e realizzazione di tecnologie a ridotto impatto ambientale e sul trasferimento delle scoperte al mondo rurale.

Nel dettaglio il gruppo centra la sua attività su:

  •  Sviluppo di prototipi innovativi per la valorizzazione energetica della biomassa
  •  Sviluppo di sistemi innovativi di depurazione del biogas
  •  Analisi ambientale della produzione di energia da biomasse con metodologia Life Cycle Assessment (LCA)
  •  Analisi di caratterizzazione delle biomasse e analisi di impatto ambientale connesso al loro utilizzo
  •  Attività di diffusione e divulgazione presso aziende del settore

Le attività di ricerca del gruppo bioenergie del CNR-IIA si focalizzano sulla progettazione e realizzazione di tecnologie a ridotto impatto ambientale e sul trasferimento delle scoperte al mondo rurale.