SFIDE
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01.
Adattamento ai cambiamenti climatici
Valutazione dei rischi geologici in scenari mutevoli
Sistemi geotecnici in condizioni di eventi estremi
Evoluzione a lungo termine dei danni nei materiali del patrimonio storico soggetti a invecchiamento, ambiente aggressivo ed eventi catastrofici, valutazione delle strutture e delle infrastrutture
Tecnologie innovative e biotecnologie per la mitigazione dei cambiamenti climatici
Ingegneria costiera e marittima e interazioni fluviali
Scarsità d’acqua e siccità, sistemi di irrigazione e nesso tra cibo/acqua ed energia
Modellizzazione del paesaggio urbano per mitigare l’impatto delle ondate di calore
L’obiettivo è individuare soluzioni innovative per mitigare gli impatti del cambiamento climatico su ecosistemi, infrastrutture e società. Le principali aree di interesse includono la valutazione dei rischi per aria, suolo, acqua e ambiente costruito in relazione a eventi estremi e all’invecchiamento delle strutture.
02.
Progettazione sostenibile di materiali, strutture e infrastrutture
Si promuovono soluzioni sostenibili per materiali, strutture e infrastrutture attraverso valutazioni del ciclo di vita e dell’impatto ambientale, con particolare attenzione alle tecnologie per la prevenzione dell’inquinamento, la mitigazione dei cambiamenti climatici e la transizione energetica, inclusa l’ottimizzazione della progettazione basata su BIM. Le aree principali comprendono materiali a basso impatto di carbonio, progettazione sostenibile di sistemi di trasporto e idraulici e gestione efficace dei rischi. Viene inoltre affrontato il retrofit sostenibile, materiali innovativi a base di cemento e progettazione orientata al ciclo di vita per garantire la resilienza futura.
03.
Sicurezza e resilienza dei sistemi naturali e antropici
Analisi di scenario e modellizzazione del destino degli inquinanti nell’ambiente naturale e nei sistemi antropici per uno sviluppo sostenibile
(Bio)tecnologie innovative basate sui principi di circolarità, one-health e zero-discharge
Laboratori viventi per la valutazione e il ripristino della qualità del suolo e dell’acqua
Rischio di inquinamento delle acque sotterranee: dalla caratterizzazione alla bonifica
Analisi della vulnerabilità sismica, diagnostica e conservazione delle strutture in muratura e del patrimonio architettonico
Valutazione multicriteriale delle soluzioni di mitigazione dei rischi
Mappatura dei rischi naturali basata su GIS ed EO
Rischio di frane e valutazione della vulnerabilità idrogeologica – Valutazione multirischio dell’ambiente costruito
Impatto territoriale del trasporto dei sedimenti fluviali e delle variazioni morfologiche
Valutazione del ciclo di vita, manutenzione e ripristino di ponti e strutture
Strutture e infrastrutture idrauliche sostenibili e loro comportamento residuo di rischio
Valutazione, prevenzione e mitigazione dei rischi naturali e antropici per le strutture e le infrastrutture civili e industriali
Affidabilità del ciclo di vita, rischio, robustezza e resilienza dei ponti e delle reti infrastrutturali in presenza di pericoli multipli
Valutazione e ristrutturazione sostenibile del patrimonio edilizio
Il tema si concentra sulla comprensione, il monitoraggio e il miglioramento della resilienza degli ecosistemi naturali e delle infrastrutture civili sotto crescenti pressioni ambientali. Integra tecnologie avanzate di monitoraggio, modellazione e valutazione del rischio per affrontare la qualità ambientale e l’affidabilità delle strutture lungo tutto il loro ciclo di vita. Le aree principali comprendono il retrofit sostenibile, la resilienza multi-rischio e strategie olistiche volte a migliorare sicurezza e durabilità tramite approcci innovativi di prevenzione, monitoraggio e mitigazione.
04.
Transizione energetica
Gestione dell’energia nei processi idraulici
Potenziale idroelettrico in un clima che cambia
Valutazione delle strutture e delle infrastrutture on-shore e off-shore per la produzione di energia rinnovabile
Gestione e trattamento dei flussi di rifiuti per la produzione di vettori energetici innovativi
Soluzioni innovative per lo stoccaggio dell’idrogeno e del carbonio a sostegno della transizione energetica
Sistemi geotermici a bassa entalpia
Sviluppo di sistemi energetici sostenibili e rinnovabili attraverso tecnologie innovative e biotecnologie, in linea con i principi di circolarità e di azzeramento delle emissioni.
Il lavoro comprende l’esplorazione di diverse fonti rinnovabili, dal geotermico e idroelettrico al solare ed eolico, fino al recupero energetico dai rifiuti, includendo inoltre soluzioni emergenti come il power-to-gas biologico e le pavimentazioni elettrificate, con lo stoccaggio dell’idrogeno quale elemento chiave della transizione energetica. L’approccio integra la prevenzione dell’inquinamento e lo sviluppo di infrastrutture resilienti on-shore e off-shore, con l’obiettivo di promuovere un futuro energetico pulito nel rispetto dell’ambiente.
05.
Gestione sostenibile delle risorse
Scarsità idrica e siccità, sistemi di irrigazione e nesso tra cibo, acqua ed energia
Strumenti di supporto decisionale per l’implementazione della circolarità
Caratterizzazione e riutilizzo di cave e miniere
Riutilizzo dei rifiuti industriali per materiali da costruzione e stabilizzazione del suolo
Modellizzazione, previsione e gestione del destino e del trasporto dei contaminanti emergenti nei suoli e nelle falde acquifere
Integrazione di materiali riciclati/rigenerati nelle pavimentazioni stradali e aeroportuali
Gestione delle risorse idriche sotterranee
(Bio)tecnologie innovative per una gestione sostenibile delle risorse
L’attenzione è rivolta all’ottimizzazione dell’uso e della conservazione delle risorse naturali, integrando valutazioni di impatto ambientale, rischio e ciclo di vita all’interno di un modello di economia circolare.
L’ambito comprende il monitoraggio ad alta risoluzione di suolo e acqua, la gestione sostenibile delle risorse idriche nel contesto del nexus cibo-acqua-energia e strategie circolari sui materiali, come la manifattura additiva, il riutilizzo dei rifiuti e il recupero delle risorse. Le aree principali includono la riqualificazione di siti degradati e lo sviluppo di biotecnologie per la mitigazione dei cambiamenti climatici, a garanzia della sostenibilità ambientale e industriale a lungo termine.
06.
Innovazione tecnologica
Tecniche di modellazione basate sulla fisica per rappresentazioni digitali accurate dei sistemi strutturali
Progettazione di strumenti computazionali innovativi per lo sviluppo di scenari di danni sismici basati sulla fisica
Soluzioni tecnologiche per il monitoraggio di strutture idrauliche (argini, ponti, dighe)
Dalla prova di concetto alla scala di laboratorio fino alla scala reale delle tecnologie di bonifica
Comunicazione R2V (Road to Vehicle) per scopi di sicurezza
Integrazione di 5G, LEO e GNSS per un posizionamento preciso
Gravimetria quantistica
Modelli geospaziali di riferimento
Soluzioni tecnologiche per la progettazione e il monitoraggio delle reti idriche
Leganti, strutture composite e tecnologie di fissaggio per nuove costruzioni e ristrutturazioni
Applicazioni strutturali e tecnologiche del vetro
Progettazione di materiali innovativi per strutture e infrastrutture
Linee guida per le migliori pratiche nella valutazione del rischio di alluvioni e della vulnerabilità dei ponti
Progettazione di sensori innovativi per la diagnostica e il monitoraggio dello stato di salute nell’ingegneria strutturale e geotecnica
L’approccio promuove soluzioni all’avanguardia integrando tecnologie ambientali, innovazioni nell’ingegneria strutturale e sistemi di osservazione della Terra di nuova generazione.
Si sviluppano biotecnologie per la prevenzione dell’inquinamento, gravimetria quantistica, modelli geospaziali, materiali intelligenti, metodi avanzati di costruzione e retrofit, e nuovi sensori per il monitoraggio strutturale e idraulico. Questo favorisce infrastrutture sostenibili e resilienti, combinando l’ingegneria tradizionale con le capacità digitali emergenti.
METODI & STRUMENTI
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01.
Rilevamento e monitoraggio
Tecniche di inversione e strumenti di apprendimento automatico.
Monitoraggio degli indicatori di prestazione dei sistemi di distribuzione idrica
Tecnologie Digital Twin per l’efficienza e l’ottimizzazione dei processi idraulici in ambito civile, industriale e agricolo
Utilizzo di satelliti, UAV, ecc. per la valutazione della copertura di ghiaccio e delle dinamiche
Indagini e previsioni meteorologiche, con modelli e dati radar/satellitari
Monitoraggio qualitativo-quantitativo delle acque sotterranee
Previsione delle alluvioni in tempo reale
Analisi di immagini ottiche satellitari e SAR
Nuovi sistemi e standard di monitoraggio delle strade e degli aeroporti
Indagini di laboratorio e in loco, prove non distruttive per i beni culturali
Metodi sismici per indagini in prossimità della superficie e monitoraggio con georadar/geoelettrico
Indicatori di prestazione per il monitoraggio dei sistemi di distribuzione idrica
Integrazione di strumenti avanzati per il monitoraggio ambientale, il rilievo strutturale e la gestione sostenibile di acqua e suolo, sfruttando i laboratori interdipartimentali.
Si combinano tecniche geospaziali, valutazioni del ciclo di vita e del rischio, e prove non distruttive per monitorare aria, suolo, acqua, edifici e infrastrutture. Il sistema supporta la previsione dei rischi, la resilienza delle infrastrutture e la tutela del patrimonio culturale, consentendo analisi precise e soluzioni di gestione sostenibile.
02.
Life Cycle Assessment
La Life Cycle Assessment (LCA) supporta il processo decisionale sostenibile valutando e riducendo gli impatti ambientali lungo l’intero ciclo di vita delle infrastrutture, integrando il BIM per migliorare efficienza e accuratezza delle analisi. È applicata a sistemi strutturali, infrastrutture di trasporto e alla manutenzione e riqualificazione di ponti, edifici e patrimoni storici. La LCA guida inoltre lo sviluppo di tecnologie per la prevenzione e il trattamento dell’inquinamento, in linea con i principi di economia circolare e zero emissioni, favorendo una gestione più sostenibile delle risorse e delle infrastrutture.
03.
Metodi sperimentali
Analisi isotopica specifica dei composti e indagini
Processi idrologici, monitoraggio e gestione delle risorse idriche
Scarsità idrica e siccità, sistemi di irrigazione e nesso acqua-cibo-energia
Metodi statistici per l’analisi della deformazione della crosta terrestre e delle strutture
Indagini di laboratorio e in loco, prove non distruttive per strutture esistenti e beni culturali
Test sperimentali e validazione dei modelli di materiali innovativi
Analisi inversa, identificazione e caratterizzazione sperimentale del materiale
Prove sperimentali e convalida dei modelli di componenti e sistemi strutturali in condizioni di carico estreme
Prove sperimentali di adesione, strutture composite e fissaggi
Metodi sperimentali avanzati per la caratterizzazione di fenomeni fluidodinamici critici (cavitazione, rumore, erosione)
Processi reattivi in mezzi porosi: microfluidica e valutazione su scala nanometrica dell’auto-organizzazione delle interfacce minerale-fluido
Progettazione di attrezzature e protocolli di test multifisici sperimentali per materiali porosi sottoposti a carichi ciclici, compreso l’impatto climatico
Modellazione fisica di sistemi geotecnici su scala ridotta (1g) e su scala prototipale (fondazioni, dighe, argini, pendii)
Misurazioni fluidodinamiche basate su immagini
Grande rete di distribuzione idrica su scala di laboratorio per la ricerca e il trasferimento tecnologico
Test sul campo per la gestione dei GW
Tecnologie di produzione additiva e valutazioni sperimentali dei materiali cementizi
Approcci sperimentali dedicati alle sfide legate all’ambiente, alle strutture e alla gestione delle risorse attraverso laboratori interdipartimentali. Supportano lo sviluppo di tecnologie per la prevenzione dell’inquinamento, materiali innovativi, prove strutturali su larga scala e la gestione sostenibile delle infrastrutture idrauliche e idriche. Le tecniche includono monitoraggi sismici, georadar e geoelettrici, oltre a prove non distruttive per la tutela del patrimonio culturale.
04.
Metodi computazionali e modellazione
Processi idrologici, monitoraggio e gestione delle risorse idriche
Calcolo ad alte prestazioni nell’osservazione della Terra e nella geodesia
Modelli e metodi computazionali
Modellazione numerica dei processi morfologici fluviali
Modellazione numerica della dinamica dei pendii e del trasporto dei sedimenti
Simulazioni numeriche del comportamento (idro)meccanico di strutture innovative
Modellizzazione dei danni causati dalle inondazioni
Meccanica delle strutture in muratura
Modelli basati sulle prestazioni per pavimentazioni stradali e aeroportuali
Progettazione leggera ottimale di strutture e componenti per la produzione tradizionale e additiva
Modellazione fluidodinamica avanzata per applicazioni industriali critiche
Modellazione numerica del flusso delle acque sotterranee, dei contaminanti e del trasferimento di calore
Monitoraggio e modellizzazione di strutture e infrastrutture
Sviluppo di sistemi energetici sostenibili e rinnovabili attraverso tecnologie innovative e biotecnologie, in linea con i principi di circolarità e di azzeramento delle emissioni.
Il lavoro comprende l’impiego di diverse fonti rinnovabili, dal geotermico e idroelettrico al solare ed eolico, fino al recupero energetico dai rifiuti, integrando inoltre soluzioni emergenti come il power-to-gas biologico e le pavimentazioni elettrificate. Lo stoccaggio dell’idrogeno rappresenta un elemento chiave della transizione energetica. L’approccio integra la prevenzione dell’inquinamento e lo sviluppo di infrastrutture resilienti on-shore e off-shore, con l’obiettivo di promuovere un futuro energetico pulito nel rispetto dell’ambiente.
05.
Intelligenza Artificiale
IA geospaziale
IA per la mappatura dei rischi geologici
Metodi di intelligenza artificiale nell’ingegneria strutturale e geotecnica
L’intelligenza artificiale (AI) affronta le sfide ambientali, geologiche e strutturali attraverso l’analisi di grandi dataset, l’ottimizzazione dei processi e il supporto decisionale. Il machine learning migliora l’interpretazione delle immagini satellitari, l’analisi geospaziale, la mappatura dei rischi e le soluzioni in meccanica delle strutture. L’AI supporta inoltre la valutazione dei rischi idrologici, la gestione delle risorse idriche e l’adattamento ai cambiamenti climatici, promuovendo soluzioni sostenibili nei diversi settori.