Smart City

Unire la resistenza meccanica della fibra di carbonio con la tolleranza al calore dei materiali ceramici, per dar vita a un super materiale con cui realizzare i velivoli spaziali del futuro: è questa la scommessa del progetto AMACA, coordinato dal politecnico di Milano. Il futuro dell’industria spaziale è indissolubilmente legato allo sviluppo di velivoli spaziali riutilizzabili, dove la sfida principale è tollerare le enormi sollecitazioni termiche e meccaniche del rientro in atmosfera, quando si raggiungono temperature fino a 2000°C. L'azienda SpaceX ha adottato un approccio tradizionale, basato su una struttura d’acciaio ricoperta da piastrelle di ceramica che agiscono da scudo termico. Un compromesso tra peso, effettiva riutilizzabilità e resistenza, che in prospettiva si vorrebbe superare grazie a nuovi materiali. Ne parliamo con Alessandro Airoldi, professore di Strutture Aerospaziali al Politecnico di Milano.

Solo 28 metri quadri, la superficie di una stanza: è così che per la prima volta dopo vent’anni, in Italia, si torna a sperimentare in campo aperto una specie agricola ingegnerizzata. Si tratta di una nuova varietà di riso Arborio in cui sono stati disattivati tre geni che lo rendono suscettibile al Brusone, una malattia causata da un fungo che rappresenta il principale patogeno del riso in tutto il mondo. È la prima sperimentazione di riso ottenuto con le cosiddette TEA - Tecniche di Evoluzione Assistita - con cui si inducono nel patrimonio genetico delle piante delle modifiche puntuali del tutto simili a quelle che si verificano spontaneamente in natura, senza l’inserimento di materiale genetico estraneo come avviene coi cosiddetti OGM, che rimangono vietati. Ce ne parla Vittoria Brambilla, professoressa di Botanica Generale presso il Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali dell’Università Statale di Milano.

L’arsenico è noto fin dall’antichità per essere un veleno potentissimo. Il motivo di tanta pericolosità è dovuto alla sua somiglianza chimica col fosforo, un elemento chiave della vita, col quale è in grado di confondersi e di prenderne il posto, causando tumori o, in dosi elevate, sindromi ancora più acute e letali. Tra le possibili fonti di avvelenamento c’è anche l’acqua. Infatti l’arsenico può contaminare le acque di falde, fiumi e laghi, sia per cause antropiche che per cause naturali. Dunque è di grande interesse lo studio dell’Università di Pisa, in collaborazione con l’Università della Calabria e l’Istituto per la Tecnologia delle Membrane del CNR, che è stato pubblicato sulla rivista Nature Water: lo studio descrive infatti un nuovo tipo di membrana capace di eliminare selettivamente l’arsenico dall’acqua, senza privarla di altri sali fondamentali. Ce lo racconta Christian Silvio Pomelli, professore del Dipartimento di Farmacia dell’Università di Pisa e principale autore, insieme al collega Lorenzo Guazzelli, di questo lavoro.

Continuiamo a parlare di borofene. Infatti, la forma bidimensionale dell’atomo di boro è una delle grandi speranze del mondo dei materiali; perfino in grado di insidiare il grafene, il primo materiale bidimensionale mai scoperto, al centro di una infinità di ricerche e applicazioni. Caratteristica distintiva del borofene è avere numerosi varianti con proprietà chimiche e fisiche diverse. Per esempio, in uno studio pubblicato su ASC Nano, ricercatori della Pennsylvania State University hanno dimostrato che al borofene può essere impartita una precisa chiralità, una caratteristica presente in tutte le molecole appartenenti agli organismi viventi, che gli permetterebbe di interagire in modo mirato con elementi biologici. Ne parliamo ancora con Camilla Coletti, coordinatrice del centro IIT di Pisa e dei Graphene Lab dell’IIT di Genova.

Il Grafene, la versione bidimensionale del carbonio che da anni si è guadagnato l’attenzione dei ricercatori grazie alle sue straordinarie proprietà, ha ora un temibile concorrente: il borofene. Sintetizzato per la prima volta nel 2015, il borofene è ancora più conduttivo, più leggero, più sottile, più resistente e più flessibile. Inoltre, mentre il grafene è un foglio di atomi di carbonio disposti a nido d’ape e non può avere altre strutture, il borofene può formare fogli di spessore mono-atomico con strutture differenti. Così come un pavimento può essere ricoperto con piastrelle di forma diversa, l’atomo di boro può dare origine a reticoli composti da triangoli, esagoni e combinazioni dei due, ognuna delle quali con proprietà fisiche e chimiche diverse. Ciò spiega alcune delle sue proprietà straordinarie, ma è anche il motivo per cui è molto più difficile da sintetizzare e produrre in modo controllato. Ce ne parla Camilla Coletti, coordinatrice del centro IIT di Pisa e dei Graphene Lab dell’IIT di Genova.

Che cosa sono le potature del verde pubblico? Sottoprodotti o rifiuti? E i materiali da demolizione? Spesso lo sviluppo di intere filiere dell’economia circolare si infrange contro un singolo sostantivo; una parola che fa la differenza tra la possibilità concreta di valorizzare un materiale all’interno di un ciclo produttivo e il suo smaltimento come rifiuto. A stabilire cosa sia sottoprodotto o rifiuto è la legge, che però non sempre è chiara, e soprattutto è ondivaga. Infatti, le risposte del MASE a due interpelli, riguardanti sfalci e potature del verde pubblico, e i successivi chiarimenti chiesti a Bruxelles prospettano un regresso di 15 anni nell’interpretazione della legge sui sottoprodotti che rischiano di mettere in crisi interi pezzi di filiere dell’economia circolare, come quella del biogas e del teleriscaldamento a biomassa. Ma anche delle demolizioni, del lavanolo, e altri settori. Ne parliamo con Vanessa Gallo, Segretario Generale di FIPER.

Realizzare, grazie alla stampa 3D, componenti meccanici capaci di integrare, senza soluzione di continuità, materiali compositi in fibra di carbonio e materiali metallici che prevedono processi industriali profondamente diversi.  È questo l’obiettivo del progetto MIMOSA, coordinato dal Politecnico di Torino e giunto al secondo anno: si tratta di uno dei progetti più innovativi del settore aeronautico, il cui obiettivo è dare vita a strutture più leggere e più resistenti, a partire dalla coda dell’aereo, sul cui caso si stanno esercitando i ricercatori torinesi. Ce ne parla il professor Giorgio De Pasquale, responsabile dello Smart Structures and Systems Lab presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale (DIMEAS) del Politecnico di Torino, e coordinatore scientifico del progetto MIMOSA.

È stata inaugurata lo scorso novembre, a Milano, la prima cabina elettrica secondaria interrata. Si tratta di un unicum con cui si punta a rispondere al bisogno di rafforzare la rete elettrica in media e bassa tensione, che negli ultimi anni, tra ondate di calore e allagamenti, è stata messa a dura prova con numerose interruzioni del servizio nei momenti più caldi dell’anno. Ci chiediamo, quindi, come sia andata con la stagione simil-monsonica che ci stiamo solo ora lasciando alle spalle. Infatti, il cambiamento climatico mette a dura prova questi componenti essenziali del sistema elettrico, il cui compito è convertire l’energia elettrica dalla media tensione (10 o 20 mila volt) alla bassa tensione: i 220 volt che giungono nelle case di tutti noi. Ne parliamo con Renato Mazzoncini, amministratore delegato di A2A.

Questa sera vi portiamo a BI-REX, il Competence Center di Bologna specializzato nei Big Data, il cui obiettivo è portare la piccola e media impresa italiana nell'era dell'Industria 5.0, rendendo accessibili le competenze, risorse e infrastrutture necessarie. Da pochi giorni, infatti, BI-REX ha presentato una nuova Linea Pilota, figlia di un investimento di 3,5 milioni di euro finanziato dal Mimit: un prototipo di linea di fabbricazione digitale, dotata dei sistemi di produzione più all’avanguardia, con un forte focus sulle soluzioni basate su robotica e AI. In particolare, visto anche il momento di eccezionale attenzione, la nuova linea pilota permette di sperimentare l’integrazione nei processi di fabbricazione della cosiddetta Intelligenza artificiale generativa, grazie alla quale diventa possibile dialogare coi macchinari e ricevere da essi informazioni in linguaggio naturale. Ce ne parla Stefano Cattorini, direttore generale di Bi-Rex.

Prendere una decisione in un contesto pieno di incertezze. Questo è il difficile lavoro cui sono chiamate le imprese di trasporto, impegnate a programmare il rinnovo della propria flotta di mezzi pesanti in un contesto che, da un lato, spinge per la transizione energetica e dall’altro offre poche soluzioni e ancora meno certezze su quali soluzioni si affermeranno (carburanti sintetici, biocarburanti, elettricità, idrogeno). Il “problema della sostituzione della flotta” è da tempo oggetto della ricerca matematica ed economica e, di recente, un gruppo di ricercatori della WHU – Otto Beisheim School of Management ha messo a punto un sofisticato algoritmo che promette di aiutare i fleet manager a decidere su quali tecnologie investire. Ne parliamo con Marialisa Nigro, professoressa di Trasporti all’Università degli Studi Roma Tre.