Smart City

25 milioni è ciò che ha raccolto la start-up CamGraPhIC nell’ultimo round di finanziamento, appena chiuso. Capitale grazie al quale proseguirà le proprie attività di ricerca e sviluppo a Pisa e, soprattutto, stabilirà una linea di produzione pilota in Italia. Di cosa stiamo parlando? Parliamo di una tecnologia per ridurre drasticamente il consumo di energia nei data-center per le reti mobili e l’intelligenza artificiale, tanto da aver attirato l’attenzione di grandi aziende come Sony e Bosch, nonché della NATO. Più precisamente, CamGraPhIC ha sviluppato dei ricetrasmettitori basati sul grafene, capaci di abbattere dell’80% il consumo di energia del processo più energivoro nei data center: il trasferimento di grandi volumi di dati tra le unità di elaborazione (le CPU) e i banchi di memoria. Ce ne parla Andrea Ferrari, professore di Nanotecnologie alla Cambridge University e direttore del Cambridge Graphene Center.

Bioetanolo e biodiesel, biometano e dimetiletere (DME) sostituiscono egregiamente gasolio e benzina nei motori a combustione e con emissioni di CO2 drasticamente ridotte. Ma a una condizione: che siano prodotti da matrici biologiche, quindi da materie prime vegetali, che non entrino in competizione con le materie prime alimentari e le relative colture e terreni agricoli. Quindi sì all’utilizzo di terreni marginali, alle colture lignocellulosiche (come la canna palustre) e agli scarti delle attività agricole: bene quindi fare l’etanolo con il fusto della pianta di mais, ma non con la granella di mais, che deve andare al mercato alimentare. Ma a che punto lo sviluppo di questi biocarburanti? E fino a che punto possono rappresentare una risposta per decarbonizzare il mondo degli autotrasporti? Ne parliamo con Paola Giudicianni Ricercatrice del CNR STEMS.

Dalle risonanze magnetiche alla fusione nucleare, dagli acceleratori di particelle alle reti elettriche, i materiali superconduttori hanno un ruolo cruciale in molte tecnologie di oggi e di domani. E se i superconduttori di prima generazione richiedono complicati sistemi di raffreddamento all’elio liquido per funzionare, oggi ha iniziato a diffondersi una nuova generazione di superconduttori detti “ad alta temperatura”, che funzionano col semplice azoto liquido, promettendo di rendere la superconduzione molto più abbordabile. Ma come si fabbricano questi nuovi superconduttori?La fabbricazione di questi materiali, che vengono prodotti sotto forma di sottilissimi nastri di materiale ceramico, è completamente diversa e molto più sofisticata di quella dei classici superconduttori metallici. Ne parliamo con Andrea Augieri, Cofondatore e AD di Suprema.

Con un contributo di Cassa Depositi e Prestiti da 900 mila euro, nasce Suprema, spin-off dell’ENEA che ha l’obiettivo di realizzare il più grande impianto al mondo per la produzione di nastri superconduttori ad alta temperatura critica. L’Italia ha una grande expertise nel campo dei materiali superconduttori di prima generazione, come quelli che già oggi fanno funzionare le macchine per la risonanza magnetica e gli acceleratori di particelle di tutto il mondo. Ma negli ultimi anni, una nuova famiglia di materiali superconduttori detti “ad alta temperatura” ha visto la luce. Ed è probabile che nei prossimi anni li vedremo sostituire i materiali tradizionali, nonché aprire nuovi campi applicativi, grazie al fatto che non richiedono temperature criogeniche estreme per funzionare, ma il semplice azoto liquido. E qui la partita è ancora tutta da giocare. Ce ne parla Andrea Augieri, Cofondatore e AD di Suprema.

Il 26 settembre 2022 la sonda Dart lanciata verso l’asterode Dimorphos gli si scaraventò contro nella prima dimostrazione pratica di difesa planetaria. L’idea di base è semplice: nel malaugurato caso che uno di questi oggetti possa puntare sulla Terra, si tratta di deviarne la traiettoria con un impatto. Tuttavia, nella pratica non si tratta solo di colpire un corpo che sfreccia ad altissima velocità, ma anche di prenderlo col giusto angolo, considerando inoltre che esistono asteroidi con “consistenze” che impongono strategie di impatto diversificate. L’esperimento DART ci ha insegnato molto da questo punto di vista e sembra suggerire che la strategia migliore sia quella di colpire il bersaglio non con un solo forte impatto, ma con tanti impatti, seppure di entità più llieve. Ne parliamo con Fabio Ferrari, professore del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali del Politecnico di Milano.

La ricerca di soluzioni ambientalmente più sostenibili apre talvolta nuove strade che si rivelano anche economicamente più convenienti. È il caso di un team internazionale, guidato dall’Università di Padova, che ha messo a punto un nuovo processo chimico capace di trasformare l’acetilene in etilene per mezzo della luce solare. Parliamo di uno dei processi più delicati dell’industria dei polimeri e sicuramente di uno di quelli che registrano i volumi più elevati: se pensate che con una produzione annua pari a circa 200 milioni di tonnellate, l’etilene è probabilmente il più importante intermedio chimico dell’industria moderna, impiegato per la sintesi di moltissimi composti organici e alla base della produzione di più del 60% di tutte le plastiche. Ne parliamo con Francesca Arcudi, Ricercatrice e docente di Chimica all’Università di Padova. 

Arriva da un collaborazione italo-francese un catalizzatore a prova di incrostazioni che ben promette per il futuro dell’idrogeno a biomassa. L’arte di evitare le incrostazioni è, di fatto, al centro di molte ricerche scientifiche in tutto il mondo. Per esempio, decine di processi chimici innovativi falliscono all’atto pratico a causa della formazione di residui sulle superfici su cui avvengono le reazioni chimiche: il caso della biomassa - potenzialmente un’ottima fonte di idrogeno e di syngas a zero emissioni - è un caso da manuale di queste difficoltà. Ma un nuovo catalizzatore privo di metalli preziosi, a base di nichel e indio, potrebbe cambiare le cose. Ce ne parla Filippo Bossola, Ricercatore Cnr-Scitec.

Eliminare batteri, lieviti e muffe negli alimenti freschi, senza alterarne la qualità. Questa è la promessa di una nuova tecnologia messa a punto dall’ENEA insieme all'Università degli studi di Messina, all’origine prima di un brevetto e ora di una Start-up chiamata AR-IOS. La tecnologia alla base di questo sistema di sanificazione - che potrebbe trovare applicazioni in campo alimentare così come in altri ambiti - è completamente diversa da quella utilizzata in tutti i trattamenti oggi esistenti. E’ infatti basata su dei brevi impulsi elettrici modulati opportunamente, in modo da rompere selettivamente le membrane cellulari dei microorganismi, e consentirebbe un risparmio energetico considerevole (tra il 20 e il 40%). Ne parliamo con Francesca Bonfà, Cofondatrice di AR-IOS.

Per morti sul lavoro e usura dei lavoratori, il settore edile è senza dubbio ai primi posti. E’ insomma uno di quegli ambiti nei quali l’avvento della robotica, temuta causa della scomparsa di posti di lavoro, sarebbe tanto utile ma, per ora, non si vede. Quel momento è però sempre più vicino, come dimostra il progetto europeo Concert - finanziato dall’Unione Europea con 3 milioni di euro e coordinato dall’Istituto Italiano di Tecnologia - il cui risultato è un robot da cantiere in grado di eseguire compiti gravosi, come la trapanatura a quote alte, l’applicazione di materiale isolante su ampie superfici e il trasporto e sollevamento di carichi pesanti. Di recente il robot è stato testato con successo in un reale cantiere in Polonia. Ce ne parla Edoardo Romiti, Ricercatore IIT Lab di Humanoid ah Human centered mechatronics.

In questa puntata: sensori acustici per gestire l’illuminazione pubblica in modo estremamente puntuale; una serra fotovoltaica dove i pannelli fotovoltaici non fanno ombra alle piante grazie a un ingegnoso metodo di diffusione della luce; e un fluido per sistemi di riscaldamento che ne aumenta l’efficienza grazie alle nanotecnologie.Ospiti: Sergio De Rinaldis Saponaro, Managing Director di TCT NanotechFabrizio Iozzia, Agronomo e Direttore Tecnico di Serra ArchimedeFabio Cavallari, Cofondatore di TrailsLight

I porti sono da sempre uno snodo logistico cruciale, ma con la transizione energetica potrebbero assumere un ruolo nuovo, fungendo in qualche misura da hub energetici.Dell’evoluzione dei porti si parla diffusamente in questa edizione di KEY, l’expo della transizione energetica in corso in questi giorni alla fiera di Rimini, dove anche noi di Smart city ci troviamo, che dedica più di un convegno al tema.Come vedremo stasera sono soprattutto due le chiavi di volta di questa trasformazione: la prima consta nell’elettrificazione delle banchine dei porti, che devono essere in grado di fornire energia elettrica alle navi all’ormeggio evitando di costringerle a tenere accesi i motori per i soli servizi di bordo. La secondo vede invece i porti un ruolo di base logistica per il dispiegamento di fonti rinnovabili marine come l’eolico offshore e il fotovoltaico galleggiante.Ospiti Alexio Picco, Managing Director Circle Group; Fulvio Mamone Capria, Presidente di AERO (Associazione per le Energie Rinnovabili Off

Il rapporto di Althesys “Decarbonizzazione e competitività. Strategie per una transizione energetica sostenibile e volta alla crescita” dedicato alla filiera italiana delle tecnologie “verdi” scatta una fotografia che si può forse riassumere così: deboli nelle tecnologie di base, ma ben posizionati nella produzione di componenti, con alcuni ambiti, come quello delle le pompe di calore idroniche, degli inverter, dei componenti per le reti elettriche o degli elettrolizzatori, in cui la presenza industriale del Paese è di assoluto rilievo.È questa la prima immagine di un film tutto da scrivere, quello del futuro del paese in seno alla transizione digitale ed ecologica, di cui ragioniamo, in questa puntata, da KEY, l’expo della transizione energetica in corso alla Fiera di Rimini.Ospite Alessandro Marangoni CEO di Althesys

Anche in questa puntata di Smart City qualche anticipazione su KEY, l’expo della transizione energetica che aprirà il 5 marzo a Rimini. Parliamo dei possibili usi dell’IA per l’energy management, tema al centro di un workshop organizzato organizzato da FIRE, la Federazione Italiana per gli usi Razionali dell’Energia, che per l’occasione presenterà alcuni primi dati, frutto di una indagine sull’utilizzo da parte dei loro soci di tecnologie di intelligenza artificiale. E parliamo di energia e sostenibilità nella filiera delle costruzioni, col mondo dell’edilizia impegnato a discutere di tematiche come l’edilizia off-site, applicata al mondo delle ristrutturazioni, e pratiche di economica circolare avanzata, quali il remanufacturing degli edifici e il riuso in loco di materiali da demolizione. Ospiti della puntata: Dario di Santo, Direttore di FIRE; Gian Marco Revel, Docente di sistemi di misura e sensoristica avanzata dell’Universit&agra

Torna KEY, l’Expo della transizione energetica, dal 5 al 7 marzo alla fiera di Rimini. Anche quest’anno la seguiremo da vicino. In questa puntata partiamo dai numeri della manifestazione e da un breve excursus su alcuni dei temi più dibattuti in oltre un centinaio di incontri, i quali altro non fanno che riflettere i settori più caldi del momento: si va da evergreen come il fotovoltaico, settore ormai maturo e che finalmente marcia a ritmi adeguati; all’eolico offshore, che al contrario è nella fase iniziale ma su cui si ripongono molte speranze; fino al mondo degli accumuli (batterie, idrogeno ecc.) necessari per accompagnare la crescita delle fonti rinnovabili, ma discontinue, come il sole e il vento. Poi ancora agrivoltaico, mobilità elettrica, e, infine, al centro del dibattito di molti appuntamenti di KEY, il futuro incerto del mondo dell’edilizia residenziale. Ospiti della puntata: Corrado Peraboni, CEO di Italian Exhibition Group; Gianni Silvestrini,

Non è il lettino di Star Trek, su cui il paziente si sdraia e che rileva tutto il possibile. Ma la direzione non è così diversa. Parliamo di DIANA. Nata al Centro Nazionale per lo Sviluppo di terapia genica e farmaci con tecnologia a RNA, è una cabina monoposto in cui un paziente può eseguire 60 esami medici in 15 minuti: un dispositivo medico, quindi, pensato per scattare una fotografia del paziente e fare “il punto della situazione” in modo estremamente rapido. Un bisogno già attuale, che diventerà sempre più forte col progressivo sviluppo della medicina personalizzata, dove si mira a terapie, come quella genica, che si basano sulle condizioni e sulle caratteristiche uniche di ogni paziente. Ce ne parla Rosario Rizzuto, professore di Patologia generale ed ex rettore dell’Università di Padova, nonché presidente della Fondazione che coordina l’attività del Centro Nazionale per lo Sviluppo di terapia genica e f

È possibile usare l’acqua come propellente nei satelliti e nei veicoli spaziali? È questa la sfida di Water-based Electric Thrusters (WET), progetto di ricerca Horizon Europe coordinato dall’Università di Bologna. Il progetto ha l'obiettivo di esplorare il comportamento del plasma generato dall’acqua come propellente, in un nuovo tipo di propulsore elettrico da utilizzare sui satelliti spaziali. Il principio di azione-reazione vuole che se lanciamo una massa in una direzione, riceviamo una spinta nella direzione opposta. Su questo principio si basa la propulsione nello spazio, e ciò implica portarsi dietro una massa da espellere. L’acqua non è un carburante, ma nei motori ionici è una massa da espellere buona come un’altra. E ha un vantaggio: si trova quasi ovunque nel sistema solare ed è molto più facile da estrarre di altri possibili propellenti. Parliamone con Fabrizio Ponti, professore al Dipartimento di Ingegneria I

Stoccare in modo permanente la CO2 nell’acqua di mare sotto forma di bicarbonato, senza effetti deleteri per l’ecosistema. L’idea non è solo oggetto di valutazione da parte degli scienziati, ma è già una start-up: Limenet, che oggi dispone del più grande impianto al mondo di questo tipo. La cattura e il sequestro della CO2 è notoriamente una delle alternative nella lotta al cambiamento climatico, e ci sono diversi approcci allo studio. Il processo messo a punto da Limenet ha il vantaggio di richiedere materie prime molto comuni (il carbonato di calcio, cioè in pratica il calcare) e di offrire una forma di stoccaggio estremamente semplice: la dispersione in mare, dove per di più il bicarbonato combatterebbe l’acidificazione delle acque. Ce lo racconta Stefano Caserini, professore di Cambiamenti climatici e di Ingegneria ambientale dell’Università di Parma.

Far fare alla luce il contrario di quello che siamo abituati ad associare al suo comportamento è la specialità dell’ospite di questa puntata. Siamo nel campo delle nanotecnologie, quel campo della ricerca scientifica specializzato nello sminuzzare la materia fino al punto in cui materiali comuni, dalle proprietà comuni, iniziano ad esibire comportamenti inaspettati, sorprendenti, strani. Così, con materiali di questo genere, è possibile per esempio convincere la luce a muoversi a spirale, oppure a scorrere come un liquido senza attrito lungo un condotto. Tutte cose che potrebbero servire alle future tecnologie fotoniche, su cui c’è moltissima ricerca in tutto il mondo: pensiamo, per esempio, al calcolo ottico, su cui si punta per abbattere drasticamente il consumo dei computer e dei data center. Ne parliamo con Antonio Ambrosio, direttore del Vectorial Nano-imaging lab dell’IIT.

La decarbonizzazione dei trasporti pesanti è al palo. Questo, in sintesi, è quanto emerge dall'analisi dell’Energy&Strategy group della School of Management del Politecnico di Milano. Secondo il report - nell’attuale quadro tecnologico, ma anche fiscale, di incentivi e di regole - il cosiddetto total cost of ownership, che tiene conto sia dei costi di acquisto che di gestione e manutenzione di un mezzo, vale circa 0,65 €/km per i mezzi a gasolio, che diventa 1,02 €/km per i veicoli elettrici (BET) e addirittura 2,47 €/km per i veicoli ad idrogeno: costi significativamente più alti, che spiegano perché le motorizzazioni alternative non prendano quota. Da sottolineare invece la sostanziale competitività di biodiesel e biometano, su cui forse sarebbe il caso di puntare in modo più netto per questa categoria degli autotrasporti. Ne parliamo con Davide Chiaroni, professore del Politecnico di Milano e Cofondatore dell’Energy Strategy

Si chiamano batterie a flusso e rappresentano una delle soluzioni più studiate per lo stoccaggio a lungo termine dell’energia. Si tratta forse della principale sfida rimasta sul tavolo per completare la cassetta degli attrezzi della transizione energetica. Le batterie a flusso permettono infatti di accumulare energia sotto forma di un liquido chimicamente reattivo, che al momento opportuno può essere fatto reagire producendo elettricità. Ma ciò richiede enormi quantitativi di questi liquidi, che va contro la necessità di evitare materie prime critiche o pericolose. Tuttavia, un gruppo di ricercatori della Northwestern University negli USA è riuscito a dar vita a una batteria a flusso che utilizza come liquido reattivo uno scarto industriale, abbondante e privo di altri utilizzi. Commentiamo questa notizia con Barbara Mécheri, professoressa di Fondamenti Chimici delle Tecnologie al Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche dell'Università di