Smart City

Prevedere le traiettorie delle maree nere è uno di quei problemi di calcolo che chiede agli scienziati di dare risposte rapide e con pochi dati a disposizione. Molte variabili sono ignote, perché non esistono ancora dati sul campo e devono essere stimate o ipotizzate. Eseguire delle simulazioni al computer in queste condizioni è quindi un'impresa quasi impossibile. Ma un team di ricercatori del CMCC ha mostrato come, integrando i modelli fisici oceanici con un pizzico di IA, a cui si affidano proprio queste valutazioni "a naso", si ottengano miglioramenti fino al 25% nell'accuratezza delle previsioni. È uno dei numerosi esempi di come, miscelando sapientemente calcolo tradizionale e Intelligenza Artificiale, la ricerca scientifica stia facendo passi avanti in molti settori. Ne parliamo con Gabriele Accarino, ricercatore del CMCC e della Columbia University.

È ora sulla buona strada il primo cemento prodotto in Italia che, non solo non emette CO² in atmosfera, ma la cattura e la stocca in vecchi giacimenti di gas esauriti. Tra i candidati all'Innovation Fund dell'Unione Europea, vi è infatti il progetto DREAM di decarbonizzazione della cementeria di proprietà di Heidelberg Materials, a Rezzato-Mazzano in provincia di Brescia. DREAM punta a catturare un milione di tonnellate all'anno di CO², che - in collaborazione con il progetto Ravenna CCS sviluppato da ENI e SNAM - sarà trasportata tramite pipeline verso siti di stoccaggio geologico sicuro e permanente nei giacimenti di gas esauriti al largo della costa di Ravenna. Ne parliamo con Agostino Rizzo, direttore tecnico di Heidelberg Materials.

Quale ruolo per le amministrazioni comunali nell'affrontare la crisi abitativa che oggi colpisce numerose città in tutto il mondo, in particolare quelle in crescita? Quasi sempre all'avanguardia in tutti i fenomeni sociali, positivi e negativi, e laboratorio sempre di grande interesse di nuovi modelli e nuove esperienze, la Città di New York ha sperimentato il problema della crisi abitativa già tempo fa, al punto di entrare nella campagna elettorale, poi vinta da Bill De Blasio, già nel 2014. Di alcune delle più interessanti esperienze, portate avanti dall'amministrazione della Grande Mela per cercare di affrontare la crisi abitativa, parliamo con Gianluca Galletto, presidente di I³NYC (I-cube NYC) e già consigliere dell'ex Sindaco De Blasio per l'innovazione, gli investimenti e le start up.

Siamo nella settimana di Ecomondo, la Fiera della Green Economy, e noi cogliamo l'occasione per fare il punto sul riciclo degli imballaggi in acciaio, un settore dell'economia circolare ben avviato, dove tuttavia non mancano le opportunità per aumentare ancora il volume e la qualità della raccolta di imballaggi. Questi, d'altronde, sono vitali per l'industria dell'acciaio italiana, caratterizzata ormai da una fortissima predominanza di acciaio prodotto con ciclo elettrico, che ha emissioni molto basse ma implica un elevato fabbisogno di rottame di ferro. Sul riciclo degli imballaggi in acciaio il paese può migliorare, adottando, come già sta facendo la Turchia, tecnologie avanzate per la selezione e l'affinazione del rottame ferroso, e chiedendo ai fornitori di rottame uno sforzo in più per offrire partite di materiale più omogenee. Anche su questi dettagli si gioca l'economia circolare. Ce ne parla Federico Fusari, direttore generale del consorzio Ricrea.

Sostituire le terre rare e altre materie prime critiche, elaborando nuovi materiali ottenuti dalla combinazione di elementi comuni e di facile reperibilità. Questo è l'obiettivo di RARA Factory, spin-off deep-tech dell'Università Ca' Foscari di Venezia, costruito intorno a un modello proprietario di Intelligenza Artificiale capace di elaborare ricette di nuovi materiali, individuandone la composizione e i dosaggi sulla base delle proprietà fisiche e funzionali richieste. Dopotutto la vita sulla terra si è evoluta imparando a fare di tutto con pochi elementi molto comuni e abbondanti: nessuna proteina, nessun enzima nel corpo umano ha bisogno, per funzionare, di terre rare o elementi troppo esotici. Ma la natura ha impiegato miliardi di anni prima di arrivare alle ricette giuste; l'obiettivo di RARA factory è andare decisamente più veloci. Ce ne parla Stefano Bonetti, professore di Fisica Sperimentale della Materia e Applicazioni a Ca' Foscari e fondatore e direttore scientifico di RARA Factory.

È il titolo (un po' criptico) di un approfondito report che Motus-e ha pubblicato a inizio ottobre e che analizza il "Total Cost of Ownership" dei veicoli nel settore della logistica e del trasporto pubblico locale, comparando le varie motorizzazioni. Dal report emerge un segnale importante: ovvero che almeno per certe categorie di mezzi, e a certe condizioni, una flotta di veicoli elettrici risulta già oggi economicamente vincente anche in assenza di incentivi o agevolazioni. E questo è un dato interessante, visto che l'evoluzione tecnologica non potrà che allargare sempre di più, nei prossimi anni, questa platea di situazioni favorevoli all'elettrico. Ne parliamo con Francesco Naso Segretario Generale di Motus-E.

Questa sera vi riporteremo a "Città nel Futuro 2030-2050". Nel corso della manifestazione, organizzata a Roma da ANCE due settimane fa, si è discusso anche del mondo del calcestruzzo e degli sforzi che sta facendo per ridurre il proprio impatto ambientale. Un tema che rappresenta una delle sfide più complesse in ottica di decarbonizzazione, visto che il processo di produzione di cemento emette intrinsecamente CO2, anche qualora si utilizzassero combustibili decarbonizzati. L'utilizzo dei CSS (combustibili solidi secondari) nella produzione del cemento, soluzione considerata best practice ambientale in tutta Europa, non è atterrato in Italia. Ospite Stefano Gallini, Presidente di Federbeton.

Magneti superconduttori che sembrano sculture tridimensionali, grandi come autobus ma costruiti con una precisione da orologeria svizzera. Sono il cuore degli Stellarator, macchine per la fusione nucleare capaci di contenere il plasma di idrogeno a 200 milioni di gradi in modo molto più naturale, semplice e stabile dei Tokamak oggi sperimentati in tutto il mondo, ma molto più difficili da costruire. Ed è qui che punta a inserirsi Renaissance Fusion, start-up in rapida crescita grazie a un pacchetto di idee brevettate mirate a semplificare drasticamente la realizzazione di queste macchine concepite già negli anni '50, ma molto meno studiate nella pratica per l'estrema difficoltà di realizzazione. Tra i brevetti più importanti, un concept radicalmente innovativo per realizzare magneti superconduttori sofisticati in modo molto più semplice, con un processo che ricorda la serigrafia. Ne parliamo ancora con Francesco Volpe, fisico e fondatore e CTO di Renaissance Fusion.

Si prevede che verranno estratti 37 milioni di metri cubi di roccia, per realizzare il tunnel di base della Torino Lione. Potete immaginarli come un cubo di più di 330 metri di lato. Ma che fine farà questo materiale? Almeno il 50% verrà riutilizzato all'interno dell'opera stessa: la roccia di prima qualità verrà utilizzata per realizzare i conci, gli anelli in cemento che servono a rivestire le pareti della galleria e a consolidarla. La roccia con prestazioni meccaniche inferiori, invece, verrà utilizzata per le opere accessorie, come le massicciate e i rilevati del tracciato ferroviario. Infine, il materiale che non potrà essere usato sul posto, verrà utilizzato per opere di rinaturalizzazione, come il riempimento delle cave dismesse, sebbene inevitabilmente una frazione finirà in discarica. Le attività di riciclo sono rese ulteriormente complicate dalla presenza fisica, in mezzo al cantiere, di un confine nazionale, che ha richiesto l'introduzione di innovazioni giuridiche ad hoc per poter gestire in modo integrato i materiali di scavo sui due lati del cantiere. Ne parliamo con Manuela Rocca, Direttrice Generale aggiunta Italia di TELT.

Come la composizione del sangue per il mondo animale, così quella della linfa per le piante è indicativa dello stato di salute. Plantbit, start-up nata come Spin-off del CNR IMEM di Parma, ha creato un nuovo tipo di sensore in grado di monitorare in tempo reale lo stato fisiologico delle piante tramite misurazioni elettrochimiche della linfa vegetale. Il sensore, chiamato "bioristor", si inserisce come un ago nel fusto di una pianta, dove rimane per fornire da lì in avanti informazioni precise sui fabbisogni idrici e nutrizionali, oltre a segnali di stress o malattie. Ce lo racconta Filippo Vurro, ex ricercatore, cofondatore e CEO della start-up.

Alcune settimane fa FIRE, la Federazione Italiana per gli Usi Razionali dell'Energia, ha pubblicato un report intitolato "Intelligenza artificiale per la gestione dell'energia", che restituisce una fotografia di quali siano oggi le tecnologie di IA più usate in questo settore, per fare cosa e con quali risultati. A prevalere sono, da un lato, le tecnologie volte a ottimizzare la conduzione e la manutenzione di impianti industriali, edifici e reti elettriche, e dall'altra quelle dedicate a formulare previsioni di mercato, per ottimizzare la gestione economica. Si tratta in entrambi i casi di applicazioni "classiche" dell'IA, con una forte enfasi sull'analisi dei dati e sui processi di apprendimento automatico. Meno diffuso invece è l'uso di soluzioni di intelligenza artificiale generativa e ancora meno sono i casi in cui si è fatto ricorso a soluzioni di IA personalizzate. Ne parliamo con Dario di Santo, Direttore FIRE

C'è all'orizzonte un nuovo modo per produrre vino novello di qualità superiore e con meno rischi per gli operatori: la macerazione con azoto, in cui, prima di subire la pigiatura e il classico processo di fermentazione che, con innumerevoli varianti, è alla base della produzione di tutti i vini, i grappoli interi vengono lasciati fermentare in ambienti saturi di azoto, anziché che CO2 come si fa tradizionalmente. Un gruppo di ricercatori dell'Università di Pisa ha testato il nuovo processo nella cantina sperimentale del "Podere Cipollini" a San Piero a Grado, col risultato di un vino con un contenuto significativamente più alto di antociani e polifenoli, sostanze fondamentali per la qualità e la stabilità del prodotto finale, e una maggiore sicurezza per gli operatori, che non rischiano l'esposizione a concentrazioni eccessive di CO2. Ospite Alessandro Bianchi, ricercatore del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali dell'Università di Pisa.

A che punto è la refrigerazione a stato solido, il santo Graal della refrigerazione? Immaginate un frigorifero, o un condizionatore, o una pompa di calore senza pompe e compressori: nessuna parte in movimento che possa rompere o usurarsi; nessun liquido refrigerante che possa disperdersi nell'ambiente. Al loro posto, una o più piastre di uno speciale materiale che, quando viene stimolato con il magnetismo, l'elettricità o altre forme di energia, è capace di generare una differenza di temperatura tra un lato e l'altro, più o meno come un pannello fotovoltaico genera una differenza di tensione elettrica quando viene esposto alla luce. Il tentativo di realizzare sistemi di raffreddamento a stato solido è in corso da tempo per i molti vantaggi che potrebbero offrire. A che punto siamo? Ne parliamo con Mario Motta, professore di Fisica Tecnica al Politecnico di Milano e direttore di ReLAB.

Somministrare terapie geniche direttamente in utero, in modo da poter correggere, già durante la gravidanza, patologie genetiche devastanti, come le malattie mitocondriali, che fanno danni irreparabili prima ancora che il bambino nasca. Si parla in questi casi di Terapia Genica Fetale In Utero (IUFGT) e in uno studio coordinato dall’Università degli Studi di Milano e dalla Fondazione IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta, in collaborazione con il Policlinico di Milano e Avantea di Cremona, un gruppo di ricercatori ha descritto una procedura sperimentale per la somministrazione di questo tipo di cura, basata sull’iniezione ecoguidata transaddominale: una tecnica comprovata e sicura, già usata per l’amniocentesi e quindi ben sperimentata nella pratica clinica. I risultati dello studio, ottenuti al momento sui suini, sono pubblicati sulla rivista Gene Therapy del gruppo Nature e sono alquanto incoraggianti. Ne parliamo con Dario Brunetti, coordinatore dello studio, docente del Dipartimento di Scienze Cliniche e di Comunità dell’Università Statale di Milano e primo ricercatore presso l’Istituto Neurologico Carlo Besta.

Lo chiamano Calcestruzzo bio-recettivo ed è un calcestruzzo leggero, una miscela di cemento: fibre vegetali e materiali industriali di scarto che, nelle giuste dosi, favoriscono l’attecchimento di muschi e licheni, di cui si ricopre rapidamente. L’idea è che il calcestruzzo bio-recettivo possa essere utilizzato per realizzare rivestimenti edilizi, che in breve tempo si trasformano in superfici verdeggianti in grado di tenere sotto controllo il fenomeno dell’isola di calore e di fornire numerosi altri vantaggi: isolamento termoacustico, assorbimento di Co2 e inquinanti e una migliore gestione dell’acqua, grazie alla capacità di trattenerne almeno una parte e ritardarne l’afflusso nel sistema fognario. Ce ne parla Antonella Belletti, tesista del Politecnico di Milano, vincitrice del primo premio della call "Ideas for Future” di Kerakoll.

Pannelli fonoassorbenti che fermano le vibrazioni, lasciando passare aria e luce; barriere per ridurre l’inquinamento acustico sottomarino; dispositivi in grado di interagire e ridirigere le onde sismiche. Sono alcune delle applicazioni allo studio nei progetti DREAM e POSEIDON: il primo sostenuto dal MIUR e dedicato alla progettazione di materiali innovativi per l’architettura; il secondo, dallo European Research Council e concentrato sulla lotta all’inquinamento acustico sottomarino. Entrambi puntano a risolvere il problema grazie allo sviluppo di nuovi metamateriali, le cui strutture geometriche presenti al loro interno conferiscono loro proprietà non convenzionali. Ne parliamo ancora con Marco Miniaci, professore di Scienza delle Costruzioni al Politecnico di Torino.