Smart City

Da anni gli scienziati sono impegnati nel tentativo di dar vita a una nuova generazione di dispositivi che superino i limiti di efficienza del fotovoltaico nel convertire la luce solare in energia elettrica.
Ci sono due tecnologie che promettono, almeno sulla carta, un salto in avanti non da poco. La prima è la tecnologia detta termo-fotovoltaica: in questi sitemi la luce concentrata del sole viene utilizzata per rendere incandescente una superficie, la cui radiazione termica viene poi convertita in elettricità da un particolare tipo di cella fotovoltaica. E qui c'è una notizia che arriva dal MIT di Boston, dove è stato messo a punto e sperimentato un dispositivo con un'efficienza da record, pari a circa il 40%, contro il 20-25% di un dispositivo fotovoltaico tradizionale.
Seppure questa efficienza così elevata sia stata raggiunta in condizioni operative estreme, impraticabili in dispositivi commerciali, il risultato segna un punto a favore di questa tecnologia.

Ospite Daniele Trucchi, Primo ricercatore del CNR - ISM (Istituto di Struttura della Materia) e direttore del Diatema Lab

Solo da poche settimane è stato inaugurato il primo impianto eolico off-shore del Mediterraneo, al largo di Taranto, un lieto evento che segnala però come il Mare Nostrum sia, ancora oggi, del tutto ai margini nel processo di transizione energetica.
Tuttavia proprio la transizione energetica risulterebbe assai più difficile se dovessimo rinunciare a una buona fetta della superficie terrestre e a un insieme di fonti rinnovabili (vento, onde, correnti marine, gradienti salini) complementari per stagionalità e disponibilità oraria a quelle terrestri.
Per questo l'Europa si è attivata negli ultimi anni e ora la cassetta degli attrezzi per avviare il settore sembra finalmente completa.

Ospite Gianmaria Sannino, responsabile del Laboratorio di Modellistica Climatica e Impatti dell'ENEA e direttore dell'Implementation Working Group dell'UE per lo sviluppo delle energie marine.

Possiamo affrontare la transizione energetica lasciando fuori il mare?
È la domanda retorica con cui si apre l'annuncio della conferenza finale del progetto BLUE DEAL, un progetto europeo coordinato dall'Università di Siena finalizzato a mettere a punto criteri e strumenti di progettazione per sviluppare le fonti rinnovabili nel Mediterrano: parliamo di vento, onde, maree, correnti marine e gradienti salini, oggi ancora ai margini dei piani energetici nazionali ed europei.
Tra i risultati del progetto un nuovo strumento per identificare le aree di mare più adatte tenendo conto di tutti i vincoli esistenti, e un software di visualizzazione 3D per la verifica dell'impatto visivo degli impianti off-shore.

Ospite Simone Bastianoni, Prof di Università di Siena e Delegato del Rettore alla Sostenibilità

Avete mai fatto caso al vapore che, in certe mattine fredde, si solleva dai mucchi di erba tagliata o di compost (e sì, anche di letame) in un giardino o in un campo agricolo?
È segno che al suo interno un incredibile numero di microorganismi sono in attività; e mentre decompongono la materia organica, producono calore che riscalda il cumulo al suo interno, fino a temperature di 70°C.
Da questa semplice constatazione è nata Biologik, start-up con sede al NOI-Techpark di Bolzano, che ha sviluppato un sistema per produrre calore a partire da scarti di biomassa come le potature. Queste vengono inserite in una grande compostiera realizzata in pietra a secco, che viene ricaricata una volta all'anno e che per buona parte dei successivi 12 mesi, mentre i residui vegetali si trasformano progressivamente in compost, può fornire acqua calda e riscaldamento a strutture come per esempio aziende agricole e agriturismo.

Ospite Luca Gamba, Biologik

Nonostante nella transizione energetica l'enfasi sia oggi soprattutto sull'energia elettrica, consumiamo energia soprattutto per produrre calore. Nell'industria, in particolare, il rapporto del 2020 dell'International Energy Agency indica che il 74% della domanda di energia è destinato a produrre calore e vapore.
Tra le tecnologie più promettenti per rendere sostenibile questo tipo di fornitura c'è il solare a concentrazione, in grado di raggiungere temperature di centinaia di gradi grazie a sofisticati sistemi di specchi orientabili che concentrano la luce del sole. Come il nuovo impianto solare sperimentale inaugurato presso il Centro della Casaccia dell'ENEA: pensato per applicazioni industriali di piccola/media taglia, è composto da 425 specchi per un totale di circa 330 m2 di superficie riflettente, con una temperatura operativa massima di 320 °C e una potenza termica di circa 200 kW.

Ospite Luca Turchetti, Ricercatore della Divisione Solare Termico, Termodinamico e Smart Network dell'ENEA

Gli algoritmi di intelligenza artificiale non sono infallibili. Al contrario, possono commettere errori madornali in modo ostinato. Sono noti diversi casi che hanno creato imbarazzo, come algoritmi di riconoscimento facciale che non riconoscevano i volti delle persone di colore, o che favorivano le assunzioni di uomini a discapito delle donne.
Ecco perché riscuotono sempre più successo i corsi specialistici di "Controllo predittivo", con cui in gergo ci si riferisce allo sviluppo di algoritmi specializzati nel mettere in luce le lacune dei sistemi di intelligenza artificiale, facendo in modo, per esempio, che queste richiedano più dati del tipo di cui sono carenti, come quando uno studente chiede di ripetere un concetto che non ha capito bene.

Ospite Alberto Bemporad, Professore di Automatica della Scuola Università IMT Alti Studi Lucca e docente dei corsi di controllo predittivo e Machine Learning

Lo sviluppo di una filiera dell'idrogeno verde, cioè prodotto scindendo la molecola d'acqua con elettricità da fonti rinnovabili, è considerato cruciale per completare la de-carbonizzazione dell'economia. Infatti l'idrogeno così prodotto potrebbe alimentare il trasporto pesante, sostituire i fossili in vari processi industriali e, opportunamente stoccato, fungere da sistema di stoccaggio dell'energia.
A che punto siamo? Con l'aiuto del Prof. Vittorio Chiesa, Direttore dell'Energy & Strategy Group del Politecnico di Milano, due puntate per fare il punto della situazione, iniziando dal gap tecnologico ed economico ancora da superare per portare l'idrogeno verde ad essere competitivo con l'idrogeno prodotto da fonti fossili, che rappresenta oltre il 90% dell'idrogeno già oggi usato nel mondo.

Ospite: Prof. Vittorio Chiesa, Direttore dell'Energy & Strategy Group del Politecnico di Milano

Da sempre operatori sanitari e volontari del soccorso si esercitano su dei manichini prima di intervenire su delle persone in carne e ossa. A Pisa, Università, Scuola Superiore Sant'anna e Azienda Ospedaliera stanno lavorando per trasportare questo approccio anche nel campo della chirurgia robotica.
Sempre più interventi chirurgici si svolgono per mezzo di robot tele-operati, che permettono di operare con un approccio mini-invasivo (pochi buchi attraverso cui inserire delle sonde, invece che ampi tagli come si fa nella chirurgia aperta) e con una precisione molto più elevata. Questi robot sono intuitivi, ma richiedono comunque un periodo di addestramento per imparare a manipolarli, e qui veniamo al progetto OPERATION 2.0 che ha come obiettivo lo sviluppo di un simulatore fisico - una sorta di manichino altamente sofisticato dal punto di vista anatomico - per permettere ai futuri chirurghi robotici di fare pratica in modo realistico.

Ospite Andrea Mariani, Scuola Superiore Sant'anna di Pisa

I depuratori italiani rilasciano ogni anno circa 6 miliardi di metri cubi di acque depurate, che tuttavia conservano ancora un certo potere fertilizzante, e come tali potrebbero essere utilizzare per per irrigare i campi.
In una puntata recente abbiamo parlato della sperimentazione che si è svolta a Cesena, presso un impianto di depurazione del Gruppo Hera, dove questo scenario è stato messo alla prova con successo all'interno di in un progetto guidato dall'Università di Bologna. Come abbiamo visto i risultati sono incoraggianti, basti considerare il risparmio di fertilizzanti che è stato conseguito, compreso tra il 30 e il 50%.
Quali, dunque, le potenzialità di una applicazione su vasta scala?

Ospite Attilio Toscano, professore di idraulica agraria dell'Università di Bologna