Ricerca interna

Ad oggi, la comunità scientifica internazionale ha prestato sempre più attenzione allo studio della qualità degli ambienti indoor, identificando una serie di agenti inquinanti che possono essere potenzialmente dannosi per la salute umana.

Vista l’importanza di questi fattori per la sicurezza e il benessere della salute, l’Istituto Italiano Ricerca e Sviluppo ha avviato una attività di Ricerca, che mira all’adozione di una nuova tecnologia per il monitoraggio continuo, wireless e online che al momento consente la lettura ed il controllo di 26 diversi parametri ambientali tra i quali temperatura, umidità, presenza di gas radon o di formaldeide nell’aria e inquinamento acustico.

L’obiettivo del Progetto è quello di comprendere la natura della composizione dell’ambiente indoor studiato grazie alla puntuale e costante raccolta delle misurazioni in modo tale da poter analizzare i dati così da rilevare inquinanti e criticità per intervenire con eventuali soluzioni correttive volte al miglioramento della qualità ambientale.

Una volta raggiunta la bontà delle analisi, sarà quindi possibile replicare ed applicare questo Modello di studio in altri diversi contesti indoor.

 

Nell’ambito del Progetto Digital Environment è stato sviluppato un prototipo funzionante, risultato di anni di ricerca.

ArCOON₂ è il nuovo Analizzatore ambientale professionale, interamente progettato e sviluppato dall’Istituto, per industria e laboratori, con sensori portatili remotizzabili, sviluppato per un utilizzo professionale indoor e outdoor, facilmente sanificabile anche con normali spray a base alcolica.

ArCOON₂ è costituito da un’unita compatta da banco con un comodo display industriale da 8 pollici e di unità portatili antiurto del peso di 500g, che integra sensori certificati, i quali permettono la rilevazione e memorizzazione dei dati campionati in mobilità.

Ogni rilevatore portatile può essere configurato con 5 sensori a scelta tra oltre 25, in base al tipo di rilevazioni richiesta tra gas, composti aeriformi, VOC, PMI ecc., e offre autonomia operativa fino a 8 ore, per rilevazioni continue durante un’intera giornata, anche per campionamento in continuo fino a 1” di precisione.

Insieme al sistema di analisi ambientale nasce anche un servizio di certificazione dei sensori, attraverso uno specifico set di taratura nel tempo, per garantirne la precisione nella rilevazione dei parametri aeriformi offerti e garantiti da un ente esterno.

Tutto il sistema è stato concepito per offrire estrema flessibilità di raccolta dati, utilizzo semplificato in fase di analisi dei dati, certificabilità delle rilevazioni effettuate anche da un ente esterno, costi molto bassi di implementazione ed esercizio in rapporto a tutte le soluzioni professionali oggi disponibile sul mercato.

ArCOON₂ è oggi un prototipo con grado T.R.L. (Technology Readiness Level) pari a 4 (Quattro) ed ha già subito una validazione tecnologica in ambiente di laboratorio, pronto alla produzione in serie e distribuzione.

Il sistema è stato sviluppato in oltre tre anni di ricerca ISIRES, insieme ad un Team di trasferitori tecnologici.

Per curiosità, il nome ArCO₂O₂N₂ è derivato dalla combinazione delle componenti atomiche dell’aria: Argon, Anidride Carbonica, Ossigeno e Azoto.

 

ISIRES ha presentato la seconda versione del prototipo ARCOON2 frutto del Progetto di Ricerca Digital Environment.
La nuova versione del prototipo si differenzia dalla precedente in quanto presenta un minore peso ed ingombro ma allo stesso tempo è stato possibile incrementare il numero di parametri ambientali che è possibile monitorare. Oltre alla temperature ed all’umidità sarà possibile osservare la concentrazione di altre 8 sostanze chimiche scelte dall’utente in funzione del contesto da osservare.
Il prototipo è dotato di un PC portatile con schermo touch che funge da interfaccia grafica uomo-macchina di semplice utilizzo. Tramite il touchscreen è possibile visualizzare la dashboard con il riepilogo dei dati monitorati in real-time. Le due unità mobili di misurazione proiettano i dati su un piccolo schermo che viene interpretato tramite un software OCR mediante una rete neurale. Il prototipo è equipaggiato con un microprocessore single-board che permette di svolgere automazioni tramite la connessione con sensori ed attuatori IoT.
Il TLR del prototipo attuale è pari a 5 (la versione precedente aveva TLR 3). Il nuovo prototipo si presta per essere impiegato comodamente sia in contesti civili che industriali.

ISIRES annuncia l'imminente test sul campo del dispositivo di controllo ambientale Arcoon 2, prototipo nato dal Progetto di Ricerca Digital Environment (DE).
Un innovativo strumento di analisi ambientale multifunzionale per i locali indoor in grado di fornire report sulla qualità dell’aria, monitorare e segnalare i valori oltre la soglia d’allarme, misurare concentrazioni di sostanze “in remoto” e molto altro ancora...
Il prototipo nella sua versione più recente è dotato di 10 sensori ed è ideale per l'installazione in uffici, ambienti residenziali, stalle e cantine.

 

Il percorso della attività di ricerca interna dell’Istituto Italiano Ricerca e Sviluppo ha portato alla nascita del terzo prototipo della seconda generazione di ARCOON2, il sistema di rilevazione e misurazione dei componenti aeriformi ideata e progettata dai ricercatori dell’Istituto.
Tutte le unità sono al momento conservate presso la sede principale dell’Istituto a Torino in attesa di essere trasferite presso l’altra sede dell’Istituto nei laboratori del Parco Scientifico Tecnologico d’Abruzzo.
Gli aggiornamenti hanno interessato soprattutto la maggior precisione nella lettura dei valori tramite OCR, la gestione di eventuali sovraccarichi delle batterie del sistema sensori e altri problemi minori.
 Attraverso uno studio mirato per la risoluzione di tali criticità si è approdati all’ultima versione, molto più precisa nella lettura e alimentata direttamente dalla rete elettrica.
Le attività di test hanno interessato soprattutto le verifiche sugli apparati fotocamera interni al prototipo ARCOON2 per migliorarne la sensibilità mentre è stato riadattato l’assetto del box aggiungendo sulla scocca delle prese per garantire l’alimentazione continua. Nonostante i soddisfacenti risultati raggiunti, il reparto interno dei ricercatori di ISIRES pensa di voler dedicare un ulteriore periodo al potenziamento dello strumento di misurazione ideato e progettato tra le mura del nostro Istituto.

 

Oggi il settore Energy & Utilities sta cambiando velocemente e i player energetici tradizionali devono affrontare importanti sfide per sopravvivere ai grandi cambiamenti in atto. La continua crescita della generazione di energia di fonti di tipo rinnovabili ha portato a profonde trasformazioni della rete.

Nell’ambito della Digital Disruption del settore energetico (Digital Energy) l’Istituto Italiano Ricerca e Sviluppo, lavorando in sinergia con ricercatori e professionisti del settore, sta svolgendo un'attività di Ricerca che mira alla realizzazione di un nuovo sistema di gestione energetica per gli edifici ad uso abitativo e produttivo basata sui processi di Big Data Analytics e sulla creazione di algoritmi intelligenti.

Il Progetto di Ricerca DEEP GREEN si pone l’obiettivo di riuscire a sfruttare le potenzialità offerte dalle scoperte sull’intelligenza artificiale per ampliare gli orizzonti della Green Economy. Gli obiettivi del Progetto sono quelli di raggiungere un alto grado di automatizzazione e digitalizzazione nella gestione energetica di Smart Building.

Nell’ambito del Progetto di Ricerca DEEP GREEN è stato sviluppato un prototipo funzionante e testato di Energy Data Binder (EDB).
Il dispositivo è in grado di effettuare un monitoraggio costante di una Centrale Termica ottimizzandone i cicli di funzionamento al fine di apportare un risparmio in termini di energia con importanti ricadute di tipo economico ed ambientale legate alla minore emissione di particelle inquinanti nell’ambiente esterno.
L’EDB è stato interamente ideato e progettato presso i laboratori dell’Istituto attraverso i suoi Ricercatori e la supervisione di un Responsabile Scientifico del Politecnico di Torino.
La sua funzione specifica è quella di poter essere impiegato negli impianti di riscaldamento centralizzati presenti in edifici condominiali o in strutture quali scuole, uffici pubblici, caserme, ospedali, RSA ecc.
Il dispositivo è costituito da un Case dotato di un set di attuatori e relativi sensori per la misurazione dei principali parametri di funzionamento di un impianto termico.
I parametri rilevati dai sensori vengono inviati ad un processore al quale sono stati implementati algoritmi di Machine Learning in grado di elaborare le migliori strategie di gestione dell’impianto di riscaldamento.
Il dispositivo, quindi, è in grado di perseguire un’attività di efficienza energetica e di mantenimento del comfort ambientale mediante il monitoraggio in tempo reale dell’impianto termico.
Gli sviluppi apportati in laboratorio ed in alcuni ambienti rilevanti per le attività di test, hanno permesso di raggiungere un Livello di Maturità Tecnologica quantificabile in un TLR di livello 6.

 Il Progetto ARTACLIM nasce dall’urgenza e dalla necessità di trovare risposte adeguate e concretamente efficaci agli impatti del cambiamento climatico nelle zone alpine. 

ARTACLIM è un Progetto di ricerca-azione che intende integrare ai bisogni e alle specificità dei territori coinvolti la loro governance nell’ambito della programmazione e pianificazione territoriale delle amministrazioni transfrontaliere, così da intervenire favorendo l’introduzione di misure di adattamento ai cambiamenti climatici.

L’Istituto Italiano Ricerca e Sviluppo si è recentemente aggiudicato insieme alla Fondazione Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici la gara d’appalto indetta dal Politecnico di Torino per l’esternalizzazione dello studio di vulnerabilità, la formazione e la costruzione della strategia per l’adattamento agli effetti del cambiamento climatico per la Zona Omogenea del Pinerolese nell’ambito del Progetto europeo ALCOTRA ARTACLIM.

 

Aggiornamento risultati ALCOTRA-ARTACLIM (30 Luglio 2019)

Lo studio del team di ricercatori della Fondazione CMCC Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici e dell’Istituto Italiano Ricerca e Sviluppo - ISIRES S.r.l., nell’ambito del Progetto Europeo Interreg ALCOTRA-ARTACLIM, ha analizzato come gli effetti dei cambiamenti climatici in atto e attesi per i prossimi decenni potranno influenzare i 45 comuni della Zona Omogenea del Pinerolese (ZOP), a sud-ovest del capoluogo piemontese. L’esito dell’attività di ricerca-azione svolta negli ultimi mesi contiene un’innovativa metodologia per la valutazione della vulnerabilità ai cambiamenti climatici del territorio, utile per identificare possibili soluzioni resilienti per le Valli del pinerolese.

Tra i risultati più interessanti dello studio emergono indubbiamente le variazioni climatiche attuali e future nella zona: oltre a un generale aumento delle temperature, più pronunciato se si considera uno scenario futuro molto energivoro, è anche previsto un incremento delle ondate di calore (giorni con temperatura massima maggiore di 35°C) e delle cosiddette “notti tropicali” (dove la minima non scende al di sotto dei 20°C), soprattutto nell’area pianeggiante pinerolese. In inverno, i giorni di “freddo” tenderanno a ridursi, con tendenze sempre più rare del termometro ad abbassarsi sotto lo zero termico, in particolare nelle aree alpine. Poco confortante anche il trend delle precipitazioni, progressivamente sporadiche nel lungo termine, ma nel contempo caratterizzate da un aumento dell’intensità e dei massimi giornalieri, soprattutto in pianura dove gli effetti di questi eventi estremi e violenti sono spesso già evidenti. Da queste osservazioni, il team ha avviato un lavoro approfondito di analisi che ha condotto all’individuazione delle debolezze e delle ricadute sul territorio, al fine da incoraggiare possibili approcci migliorativi e più consapevoli.

Ne è emerso un quadro articolato e documentato che si concentra in particolare su alcuni impatti di rilievo per la pianificazione del territorio, dell’ambiente e delle risorse locali: dalle variazioni di intensità e distribuzione dei rischi naturali (inondazioni e piene, frane, valanghe e incendi) tra i 45 comuni della ZOP; agli effetti sempre più evidenti su alcuni centri abitati particolarmente esposti e sul funzionamento di certe infrastrutture molto vulnerabili; sino alle ricadute sul turismo, tanto invernale quanto estivo, per via delle variazioni climatiche sempre più distanti dall’immaginario sciistico della zona alpina e progressivamente più caratterizzate da ondate di calore ed eventi estremi.

Per contrastare gli effetti dei cambiamenti climatici, la Zona Omogenea del Pinerolese dovrà quindi lavorare su più livelli, tenendo conto che seppur meno rilevante in alcune fasce, la condizione di rischio climatico per l’intera area oramai non è più considerabile come nulla. L’affidabile valutazione della vulnerabilità e del rischio condotta dagli esperti di CMCC e ISIRES infine individua una serie di raccomandazioni di medio e lungo termine per contenere il rischio, integrare il tema dei cambiamenti climatici nella pianificazione territoriale, accrescere la consapevolezza tra gli attori locali, e garantire una gestione del vasto territorio delle valli pinerolesi resiliente ai cambiamenti e più sostenibile.

La heatmap sotto mette graficamente in evidenza i risultati ottenuti finora.

Aggiornamento risultati ALCOTRA-ARTACLIM (4 ottobre 2019) → LINK