Progetti AIM - Attrazione e Mobilità Internazionale dei Ricercatori
Premessa
Nell'ambito del Programma Operativo Nazionale (PON) Ricerca e Innovazione 2014-2020 – Asse I "Capitale umano" – azioni volte a favorire la mobilità e l'attrazione di ricercatori in ambito universitario – a valere sull’ Avviso “Attrazione e Mobilità Internazionale dei Ricercatori (AIM)” sono state attivate presso il Dipartimento n. 10 posizioni di RTDa in 6 aree della strategia nazionale di specializzazione intelligente (SNSI):
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Progetto – AIM Codice |
Attività |
Area SNSI |
Ricercatore |
Linea dell’Avviso |
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AIM1851228 |
1 |
Energia |
1 |
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2.1 |
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2 |
Smart, Secure and Inclusive Communities |
1 |
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AIM1813040 |
1 |
Fabbrica |
1 |
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2.1 |
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2 |
Chimica verde |
2.1 |
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AIM1845825 |
1 |
Chimica verde |
1 |
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1 |
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2 |
Cultural Heritage |
1 |
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3 |
Energia |
1 |
Elenco dei progetti
9. Chimica verde - Marco Saccone
10. Sviluppo di moduli innovativi di Fuel Cell polimeriche - Andrea Zaffora
Breve descrizione dei progetti
1. Ingegnerizzazione di soluzioni tecnologiche destinate ad ottimizzare i processi produttivi - Davide Campanella
Il presente progetto si propone di ingegnerizzare soluzioni tecnologiche destinate ad ottimizzare i processi produttivi, basati sulla meccanica del Solid Bonding, come il Friction Stir Welding (FSW), Linear Friction Welding (LFW) e FrictionStir Extrusion (FSE), processi coerenti con gli aspetti delle "tecnologieper un manifatturiero sostenibile", per la realizzazione di componenti avanzati. La ricerca prevede l'implementazionedi un approccio olistico di progettazione in grado di individuare configurazioni ottimali dei parametri di processo sia per quanto riguardaobiettivi di progettazione prettamente tecnologici sia riguardo metriche di impatto ambientale. Tale approccio prevede l'integrazione di diversi"metodi e strumenti di modellazione e supporto", come: tecniche ComputerAided Design (CAD), tecniche Finite Element Method (FEM), tecniche Design of Experiment(DoE), metodi di approssimazione tramite Superfici di Risposta, tecniche Life Cycle Assessement (LCA) e campagne sperimentali.
2. Ottimizzazione dei processi di depurazione dei rifiuti liquidi di industrie agro-alimentari ai fini della produzione di fanghi arricchiti in PHA - Santo Fabio Corsino
L’attività di ricerca è basata sull’analisi del processo di depurazione di reflui agrumari unitamente a quello di selezione di ceppi batterici specializzati nella produzione di PHA.
L’attività sperimentale prevedel’analisi e l’ottimizzazione dei processi che si realizzano in:
- una linea di pretrattamento dei reflui nella quale gli stessi sono sottoposti a processi di fermentazione con lo scopo di produrre acidi grassi volatili necessari alla produzione di PHA (Fase 1 - completata);
- una linea di trattamento principale (main-stream), costituita da reattori biologici a tecnologia avanzata (MBR – Membrane BioReactor e SBR – Sequencing Batch Reactor) nella quale contestualmente al trattamento dei reflui, si ottiene la selezione della biomassa PHA accumulante attraverso l’imposizione di opportune condizioni operative (Fase 2 – in corso);
- una linea di trattamento secondaria (side-stream) nella quale i fanghi di supero prodotti nella linea di trattamento principali saranno arricchiti in PHA (Fase 2-3).
3. Tecniche innovative per il monitoraggio strutturale e lo sviluppo di adeguate strategie di mitigazione delle vibrazioni e di rinforzo strutturale di opere appartenenti al patrimonio culturale - Alberto Di Matteo
La presente linea di ricerca mira alla definizione ed implementazione di tecniche innovative per il monitoraggio strutturale e lo sviluppo di adeguate strategie di mitigazione delle vibrazioni e di rinforzo strutturale, di opere appartenenti al patrimonio culturale (CH), attraverso un approccio interdisciplinare che tenga conto degli stringenti vincoli richiesti in questo ambito.A tal fine, si prevede lo svolgimento di quattro attività principali:implementazione di tecniche avanzate di monitoraggio con prove in vibrazione ambientale idonee per il CH; analisi e valutazione del danno attraverso metodi all’avanguardia della meccanica computazionale; studio di tecnologie innovative di controllo strutturale per la protezione ed il rinforzo di opere di interesse per il CH; estensione di tecniche di modellazione di tipo “Building Information Modelling” (BIM) al CH.
4. Soluzioni progettuali per una riqualificazione in clusters di smart NZEBs a basse emissioni di carbonio - Francesco Guarino
La ricerca ha come finalità l’analisi di un caso-studio di gruppi di edifici rivolta alla definizione di soluzioni progettuali per una riqualificazione in clusters di smart NZEBs a basse emissioni di carbonio. Lo studio prevede l’analisi energetica del sistema fabbricato –impianto con particolare riferimento alle caratteristiche termofisiche dell’involucro e prestazionali degli impianti, usi e generazione di energia in sito. Si prevede inoltre la modellizzazione energetica del cluster di edifici e la definizione di soluzioni di efficientamento energetico, di decarbonizzazione del cluster e di generazione distribuita di energia da fonti energetiche rinnovabili, basati su materiali e tecnologie a basso tenore di carbonio in un’ottica di ecodesign. Lo stato di avanzamento del progetto ha previsto l’analisi dello stato dell’arte sull’argomento, la selezione di un caso studio di cluster di edifici e l’analisi energetica preliminare, lo sviluppo di uno strumento di calcolo per modellizzare l’effetto dei cambiamenti climatici sulle prestazioni energetiche del cluster.
5. Trasformazione di poliidrossialcanoati (PHA) per la produzione di dispositivi monouso - Francesco Lopresti
La ricerca verrà focalizzata sulla trasformazione di poliidrossialcanoati (PHA) da soli o in miscela/combinazione con altri biopolimeri e/o additivi per la produzione di dispositivi monouso, con particolare attenzione alle potenziali applicazioni biomedicali. Per perseguire la minimizzazione dell’impatto ambientale si prediligeranno processi di lavorazione da fuso per la realizzazione di film, schiume, lastre, membrane, fili ma anche processi innovativi e/o derivati dalla combinazione e modifica dei processi già noti.
- Screening dei PHA disponibili in commercio e sintetizzati presso UNIPA per l’individuazione dei candidati idonei.
- Analisi dei protocolli di processo per la realizzazione dei semilavoratiin PHA.
- Caratterizzazione chimico fisica dei semilavorati e della loro biocompatibilità con cellule e fluidi fisiologici.
- Realizzazione di schiume/membrane micro/nano-strutturate come scaffold per l’ingegneria tissutale e come elementi di circuiteria microfluidica.
- Prototipazione di dispositivi microfluidici mediante tecniche di ablazione laser e assemblaggio multistrato.
- Caratterizzazione morfologica, meccanica, fluidodinamica e validazione della funzionalità biologica dei dispositivi a base di PHA e confronto con prodotti equivalenti ottenuti da materiali tradizionali.
6. Approccio olistico per l'integrazione della filiera di progettazione di un componente o prodotto - Giulia Marcon
Il progetto ha come obiettivo quello di implementare un approccio olistico in grado di integrare tutta la filiera della progettazione di un componente o prodotto in accordo alla filosofia Concurrent Enginerring. Verranno ottimizzati tre diversi processi di lavorazione, Friction Stir Welding (FSW), Linear Friction Welding (LFW) e Friction Stir Extrusion (FSE), tramite una metodologia iterativa che prevede: la definizione di parametri di progettazione e di processo, l'analisi di robustezza di processo, l'implementazione di campagne sperimentali o simulazioni numeriche guidate da tecniche Design of Experiment (DoE), l'individuazione di configurazioni ottime dei parametri di processo. Oltre alle performance tecnologiche, saranno ottimizzate anche le performance di impatto ambientale tramite tecniche di Life Cycle Assessment (LCA).
7. Definizione di soluzioni progettuali per la riqualificazione di gruppi di edifici - Filippo Pellitteri
Scopo dell’attività di ricerca è la definizione di soluzioni progettuali per la riqualificazione di gruppi di edifici, da individuare nel contesto Mediterraneo, in clusters di smart NZEBs (Nearly Zero Energy Buildings), al fine di contribuire alla riduzione delle emissioni di carbonio. Nell’ambito della suddetta attività di ricerca, il focus principale è la progettazione e gestione ottimale dell’architettura di conversione dell’energia elettrica distribuita nel cluster, con particolare riguardo ai seguenti aspetti: dimensionamento di sistemi ibridi di accumulo; progettazione di convertitori dc-dc e dc-ac basati sull’uso di moderne tecnologie di semiconduttori; attivazione di strategie di power management; integrazione di metodi innovativi di trasferimento energetico, come quello wireless a induzione magnetica. L’efficacia delle soluzioni proposte sarà valutata in termini di autosufficienza energetica, riduzione dei consumi energetici e delle emissioni di gas climalteranti.
8. Soluzioni tecnologiche per una migliore integrazione di dispositivi indossabili in ambienti intelligenti - Riccardo Pernice
Il progetto AIM “ID 1851228 - num. attività 2" si propone come obiettivi la definizione di soluzioni tecnologiche che permettano una migliore integrazione di dispositivi indossabili in ambienti intelligenti e la caratterizzazione, a partire dai dati acquisiti, del fattore umano in diversi stati fisiopatologici. L’attività prevede la progettazione di sistemi di monitoraggio multi-sensore e lo sviluppo di algoritmi di elaborazione dei biosegnali acquisiti simultaneamente da diversi distretti fisiologici (es. elettrocardiografici, fotopletismografici, elettroencefalografici, di respiro), con l’obiettivo finale di stimare il livello di stress psico-fisico del soggetto negli scenari di riferimento. Utilizzando l’approccio noto come “Network Physiology”, si estrarranno misure che riflettono la connessione tra vari distretti fisiologici (es. interazioni cuore-cervello) per una migliore quantificazione del fattore umano.
I risultati finora raggiunti consistono nell'elaborazione di segnali elettrocardiografici e fotopletismografici acquisiti in maniera sincrona per l'estrazione di parametri cardiovascolari e respiratori di interesse (pulsazione arteriosa, attività vascolare, frequenza cardiaca e respiratoria) e nell’implementazione di algoritmi di elaborazione dei segnali nel dominio dell'informazione in grado di analizzare l’interazione tra serie temporali ricavate da segnali acquisiti su più distretti fisiologici.
9. Chimica verde - Marco Saccone
Per circa tre decenni, i chimici hanno usato i principi della chimica verde per affrontare le sfide più fondamentali della società in modi nuovi e innovativi. La chimica verde può essere ampiamente definita come un'area della chimica focalizzata sulla progettazione e sulla sintesi di prodotti e processi che minimizzano o eliminano l'uso e la generazione di sostanze pericolose.
Il progetto si occupa di chimica verde in due modi, vale a dire:
1) Nello sviluppo di approcci di chimica verde alla formulazione di rivestimenti per metalli da applicare in campo navale o biomedico;
2) Nel recupero di monomeri e polimeri da biomasse da utilizzare per rivestimenti rispettosi dell'ambiente.
I risultati attesi includono la selezione di rivestimenti con proprietà di adesione adeguate e la progettazione di buone condizioni di reazione.
10. Sviluppo di moduli innovativi di Fuel Cell polimeriche - Andrea Zaffora
Obiettivo del progetto di ricerca è lo sviluppo di moduli innovativi di Fuel Cell (FC) con elettrolita polimerico. Le FC sono dispositivi di produzione di energia elettrica ad alta efficienza e basse emissioni che convertono l’energia chimica di un combustibile e di un comburente tramite un processo elettrochimico. Lo sviluppo di moduli innovativi di FC avverrà tramite l’implementazione di uno strumento per la modellazione multiscala del comportamento dei dispositivi, in termini di interazione fluido-struttura, water management e simulazione dei fenomeni elettrochimici. Tale attività sarà accoppiata ad una di tipo sperimentale per la messa a punto di test di laboratorio che integrino e validino i modelli computazionali.
