1. TITOLO DELLA INFRASTRUTTURA DI RICERCA (titolo esteso e acronimo)

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1 Page 1 of 10 Scheda per la segnalazione di Infrastrutture di Ricerca (IR) per la Roadmap Italiana 1. TITOLO DELLA INFRASTRUTTURA DI RICERCA (titolo esteso e acronimo) TITOLO ESTESO ACRONIMO Centro di Ricerca per lo studio degli effetti dell'inquinamento atmosferico sugli Ecosistemi vegetali. CRINES 1.1 PROPONENTE (Ente di Ricerca, Consorzio Universitario, Associazione di scopo pubblico/privato) Università Cattolica del Sacro Cuore - Sede di Brescia 1.2 IDENTIFICAZIONE DEL BACINO DI UTENZA (Campo di attivita, dimensione e carattere dell utenza prevalente nazionale/internazionale)il CRINES è un centro di ricerca costituito nel 2006 da Regione Lombardia, Fondazione lombardia per l'ambiente (ente di carattere scientifico costituita da cinque università della Lombardia - tra cui l'università Cattolica del Sacro Cuore - e la Regione lombardia) e ERSAF (Ente Regionale per i Servizi all'agricoltura e alle Foreste) per studiare gli impatti dell'inquinamento atmosferico (ed in particolare dell'ozono) sugli ecosistemi vegetali. Il centro è localizzato all'interno del Centro Vivaistico Regionale E.R.S.A.F. di Curno (BG, Lombardia). Gli impianti del Centro hanno consentito negli ultimi 5 anni lo svolgimento di una serie di ricerche di ecofisiologia vegetale. L'impianto sperimentale è costituito da 16 Open-Top Chambers (OTC, serre a cielo aperto) in cui è possibile far crescere le specie vegetali in condizioni di campo oppure in aria filtrata dagli inquinanti atmosferici. Le sperimentazioni finora svolte sono state mirate alla valutazione dell'impatto dell'ozono su specie agricole e forestali attraverso studi ed approcci multidisciplinari (dal livello biologico ultrastrutturale, al livello ecofisiologico ed agronomico). Studi condotti da programmi internazionali hanno evidenziato danni economici, ecologici e genetici su colture agrarie, foreste e vegetazione naturale in quasi tutti i paesi europei e nordamericani. Tuttavia l'uso delle OTC introduce delle perturbazioni microclimatiche (variazioni di radiazione luminosa, di temperatura e umidità relativa) che possono alterare la risposta delle piante all'ozono e che possono essere superate solo con un parallelo sistema di fumigazione attiva di ozono in condizioni di campo. La presente proposta mira al potenziamento della facility mediante la progettazione e realizzazione di sistemi ad anello per la fumigazione con ozono in campo aperto (F.A.O.S. - Free Air Ozone-enrichment System), allo scopo di valutare differenti scenari di innalzamento dei livelli ambientali di ozono ed il loro effetto sulle principali specie vegetali e sulle dinamiche di competitività fra le specie a livello di ecosistema. Tale potenziamento dovrebbe permettere anche un allargamento del bacino di utenza dall'attuale livello nazionale, al livello internazionale (tendenzialmente europeo) con la possibilità di coinvolgere università ed enti di ricerca, che già svolgono indagini in tale campo, e di inserire questo impianto in una rete europea di valutazione quantitativa

2 Page 2 of 10 dell'impatto degli inquinanti atmosferici sulla vegetazione. Ciò fornirebbe anche un valido supporto logistico e scientifico alle amministrazioni pubbliche coinvolte nei processi decisionali e nelle politiche di contenimento dei livelli di inquinamento atmosferico per la protezione degli ecosistemi. 2. DESCRIZIONE GENERALE (barrare la casella che interessa) Potenziamento di Facility esistente con rilevanza pan-europea iscrivibile alla Roadmap ESFRI PROFILO SCIENTIFICO-STRATEGICO 3.1 L IR risponde ad una domanda qualitativamente o quantitativamente nuova di utenza da parte della comunità scientifica/tecnologica/di servizio all industria/di servizio civile? I principali scenari ipotizzati nell ambito delle ricerche sui cambiamenti climatici a livello globale prevedono oltre al sensibile aumento della CO2 atmosferica e della temperatura media del pianeta anche un importante innalzamento dei livelli di background dell'ozono troposferico. La presenza contestuale delle Open-Top Chambers e di sistemi di fumigazione controllata con ozono in pieno campo (F.A.O.S. - Free Air Ozone-enrichment System), oltre alla possibilità di effettuare misure in campo aperto mediante tecniche agronomiche tradizionali e mediante strumentazione analitica di fisiologia vegetale, permetterà al C.R.IN.E.S. di presentarsi sul panorama scientifico internazionale come un impianto sperimentale complesso e molto avanzato dal punto di vista progettuale e tecnologico, in grado di entrare in una rete di eccellenza di analoghi centri europei. Si offrirà così la possibilità alla comunità scientifica di attivare collaborazioni permanenti in ambito internazionale finalizzate al monitoraggio degli impatti della qualità dell aria sugli ecosistemi e alle politiche di controllo dell inquinamento per la loro protezione. 3.2 L IR offre reali prospettive di avanzamento nello sviluppo di nuove metodiche per la produzione di scienza di frontiera di alta qualità? I sistemi sperimentali attualmente impiegati per studi sugli inquinanti atmosferici fitotossici prevedono l'impiego di tecniche di misura diretta dei flussi degli inquinanti con tecniche di micrometeorologia (quali la eddy correlation) accoppiate a rilevazioni del danno biologico svolte generalmente in serre a cielo aperto (Open-Top Chambers), strutture che possono essere alimentate da aria ambiente e da aria filtrata. Le Open- Top Chambers, tuttavia, introducono delle distorsioni microclimatiche che possono alterare la risposta dei vegetali. Per superare questo inconveniente si propone perciò il potenziamento dell'attuale sito sperimentale attraverso la realizzazione di sistemi ad anello per la fumigazione controllata con ozono in campo aperto, denominato F.A.O.S. (Free Air Ozone-enrichment System). La realizzazione e la messa a punto di un sistema controllato di fumigazione con ozono in campo aperto facilmente replicabile permetterà di condurre nuove sperimentazioni basate sulla simulazione di scenari futuri di aumento delle concentrazioni di ozono basandosi sul normale profilo diurno delle concentrazioni.

3 Page 3 of Qual è il grado di rilevanza della proposta scientifica (Nazionale, Europeo, Globale) La rilevanza della proposta scientifica deve essere considerata sicuramente di livello europeo. Le politiche volte a contrastare l inquinamento atmosferico rappresentano infatti uno degli obiettivi della Convenzione internazionale sull inquinamento transfrontaliero a lunga distanza (CLRTAP Convention on Long Range Transboundary Air Pollution) sottoscritta a Ginevra nel 1979 da una quarantina di paesi per lo più europei, tra cui l Italia e che impegna i paesi aderenti a cooperare sia per la raccolta di dati e informazioni scientifiche che per l attivazione di specifiche politiche di controllo delle emissioni in atmosfera degli inquinanti (tra cui i precursori dell ozono). La Convenzione di Ginevra ha dato vita a diversi accordi attuativi tra cui il protocollo di Göteborg (Svezia) del 1999, relativo all ozono troposferico e ratificato dal nostro paese come da tutti i membri dell Unione Europea, il cui processo di revisione è tuttora in atto. La proposta scientifica illustrata potrà così contribuire con nuove sperimentazioni e dati alla elaborazione di nuove politiche regolatorie in sede europea tali da poter meglio valutare le condizioni ambientali e climatiche dell'europa meridionale. 4. OPPORTUNITÀ NEL PANORAMA SCIENTIFICO-STRATEGICO 4.1 L IR risponde a reali specifiche necessità nel settore e su quale scala di sviluppo temporale? L'IR risponde alle principali necessità della comunità scientifica coinvolta nello studio degli impatti dell'ozono troposferico sulla vegetazione. Su una scala temporale relativamente breve (da 1 a 2 anni) potrà cominciare a fornire nuovi dati ed elaborazioni su alcune delle specie vegetali di maggior interesse ecologico ed economico, ancora poco studiate nelle condizioni climatiche del Sud Europa. Tali dati potranno così contribuire all'individuazione di nuovi livelli critici per la protezione della vegetazione dall'ozono basati sulla dose di inquinante realmente assorbita e non più solo sull'esposizione all'inquinante. 4.2 L IR permetterà un significativo progresso scientifico in confronto ad altre esistenti infrastrutture dello stesso tipo e quale grado di unicità avrà a livello Nazionale/Europeo/Globale? Le infrastrutture già esistenti del centro CRINES, integrate con quelle proposte, costituiranno una facility unica a livello nazionale per estensione e completezza impiantistica, e del resto interfacciabile con altre strutture analoghe esistenti in alcuni paesi europei (Regno Unito, Germania, Svizzera, Finlandia, Svezia). 4.3 Lo sviluppo dell IR avrà impatto e importanza per stimolare altre esistenti o future installazioni? Il potenziamento e le innovazioni impiantistiche proposte per la facility del CRINES renderanno più agevole la creazione di una rete europea omogenea dal punto di vista strumentale e tale da fornire un adeguato supporto a monitoraggi continui ed intensivi per lo studio dell'impatto del cambiamento climatico e dell'inquinamento atmosferico sulla vegetazione naturale e coltivata. 4.4 Qual è il livello di collaborazione che ha portato alla formulazione della proposta (nazionale,

4 Page 4 of 10 europeo, globale)? I proponenti sono da anni inseriti in una rete europea di collaborazione scientifica che ha finora prodotto una serie qualificata di studi e pubblicazioni. Questa rete si è inoltre impegnata a sostenere il progetto proposto anche nel corso di un congresso internazionale tenutosi presso la facility di Curno nel maggio PROSPETTIVE DI SVILUPPO TECNICO E TECNOLOGICO 5.1 Grado di maturità della proposta (barrare la casella che interessa) Fase D: pronto per costruzione e/o utilizzazione. 5.2 La scala temporale per le fasi di progettazione, costruzione e funzionamento è definita? 5.3 L analisi dei rischi e dei vantaggi è sviluppata? 5.4 Il progetto della IR è basato su contenuti fortemente innovativi sul piano strumentale o metodologico? 5.5 E già disponibile personale addestrato per le fasi di sviluppo e funzionamento della IR? 5.6 In caso di IR localizzata all estero e possibile prevedere un forte contributo in-kind ad alto contenuto scientifico/tecnico e industriale (parti della infrastruttura principale)? 5.7 La IR si interfaccerà/integrerà con e-infrastructures internazionali? (ad. es. Geant, grid, banche dati ). 6.VALUTAZIONE DELL UTENZA 6.1 Quale sarà il bacino di utenza della IR a livello nazionale/europeo/globale? europeo

5 Page 5 of Quantificare l utenza potenziale L'utenza potenziale è costituita da tutti gli enti di ricerca - pubblici e privati - e le istituzioni preposte al controllo ambientale che intendano utilizzare l'ir per progetti e sperimentazioni di base e/o applicative, mirate allo studio degli effetti dell'ozono e dei cambiamenti climatici sulla vegetazione agricola, forestale e seminaturale. Nel dettaglio si possono citare: 1)Università ed enti di ricerca (pubblici o privati) 2) Amministrazioni pubbliche (Regione, Province, Comuni, Comunità montane) 3) agenzie ambientali 6.3 Qual è il grado di coinvolgimento e di internazionalità dell utenza nell elaborazione del progetto (caso scientifico, proposta, caso tecnico)? caso scientifico Spiegazioni/chiarimenti: Il centro CRINES è già operante con il coinvolgimento e supporto finanzario dell'ammninistrazione Regionale (Direzione Generale Qualità dell'ambiente) e di altri soggetti istituzionali interessati sia ai risultati scientifici ottenibili sia alle possibili ricadute su programmi di monitoraggio intensivo dell'inquinamento atmosferico e della valutazione dei suoi impatti sugli ecosistemi (inclusi i risk assessment integrati). 6.4 L impiego e l impatto della IR hanno natura multidisciplinare o specifica? multidisciplinare Spiegazioni/chiarimenti: L'IR permette di far convergere in progetti integrati gruppi di ricerca nelle discipline della biologia vegetale, ecofisiologia, chimica del suolo, analisi spettrale radiometrica, chimica e fisica dell'atmosfera, agrometeorologia. Inoltre sarà disponibile un laboratorio biologico per analisi di carattere microscopico ed ultrastrutturale sul materiale vegetale indagato. 6.5 Ci si attende un utenza più ampia rispetto a quella di riferimento? Spiegazioni/chiarimenti: Oltre agli enti di ricerca e alle istituzioni deputate al controllo e monitoraggio ambientale, potrebbero utilmente accedere al centro aziende e consorzi e altri operatori economici attivi nel settore della produzione agricola, vivaistica, forestale. 6.6 Come sono trattati gli aspetti della formazione di nuovi e giovani utenti? Nuovi e giovani utenti dell'ir potranno essere seguiti nella loro attività di training da un Responsabile Scientifico (ricercatore di ruolo e docente presso l'università cattolica di Brescia) ed un Responsabile Tecnico (PhD in ecologia agraria e collaboratore dello stesso dipartimento universitario). In questo modo sarà garantito il corretto uso della strumentazione e delle infrastrutture fino al conseguimento di un buon grado di autonomia nella conduzione degli esperimenti. 6.7 La proposta prevede le modalità di open access a tutti i potenziali utenti internazionali sulla sola base della qualità scientifica dei progetti sottomessi? 6 8 Come si valuta (previsione) l impatto che l IR avrà sulla qualità e quantità di

6 Page 6 of 10 progetti nazionali e sulla loro competitività internazionale? L'impianto è già stato valutato positivamente e il suo impiego richiesto in alcune proposte di progetti di ricerca europee nell'ambito del 7 Programma Quadro. 6.9 In caso di IR localizzata all estero e previsto un contributo in kind rivolto all utenza scientifica? (strumentazione, stazioni sperimentali, outstations italiane) (annulla) NOTE: 7. ASPETTI SOCIO-ECONOMICI 7.1 La proposta di IR prevede opportunità di addestramento e trasferimento tecnologico verso il territorio? Spiegazioni/commenti: Uno degli enti promotori del centro (la Fondazione Lombardia per l'ambiente), costituita dai 5 principali atenei della Lombardia, bandisce annualmente borse di studio per giovani ricercatori, e all'interno dei progetti che promuove, contributi per borse di dottorato ed assegni di ricerca. Alcuni di questi giovani ricercatori potranno essere addestrati e svolgere progetti di ricerca in questa IR, senza dover uscire dall'ambito regionale per svolgere la propria attività. La strumentazione impiegata e i protocolli sperimentali messi a punto nella facility potranno costituire "know how" trasferibile alle agenzie e istituzioni preposte al monitoraggio ambientale, e operanti sul territorio lombardo, quali ad esempio l'a.r.p.a. (Agenzia Regionale per la Protezione dell'ambiente) e l'e.r.s.a.f. (Ente Regionale per i Servizi all'agricoltura e alle Foreste) 7.2 La proposta prevede partenariati nazionali/internazionali per le diverse fasi di realizzazione e conduzione della IR? NO Spiegazioni/commenti: I proponenti sono in grado, per competenza scientifica e per le qualificate risorse umane disponibili, di gestire autonomamente gli impianti pur restando aperti ogni utile collaborazione scientifica a livello nazionale ed europeo. 7.3 Sono previsti meccanismi di associazione di altri potenziali partner in una fase successiva? Spiegazioni/commenti: il comitato scientifico che verrà costituito nell'ambito del centro CRINES prevede la cooptazione di scienziati provenienti anche da altri paesi europei. 7.4 La IR individua ulteriori obiettivi di tipo socio-economico?

7 Page 7 of 10 Spiegazioni/commenti: L'attuale configurazione della facility del CRINES e le eventuali integrazioni ad essa proposte, permetterranno di fornire indicatori di carattere fisico ed ecofisiologico utili a valutazioni economiche quantitative sui danni prodotti dall'inquinamento atmosferico alla produttività agraria e alla biodiversità degli ecosistemi vegetali. Inoltre sono previste forme di divulgazione culturale dei risultati ottenuti e dei sottostanti problemi scientifici nell'ambito delle scuole secondarie e delle associazioni agricole e ambientaliste. Ciò rappresenterà un notevole beneficio sociale ai fini di una corretta politica di formazione ed informazione ambientale. NOTE: 8. ASPETTI FINANZIARI E TERRITORIALI 8.1 Indicare la valutazione dei costi della IR inclusivi di costruzione, funzionamento e decommissioning. Si propone di realizzare 8 parcelle di terreno dal diametro di 4m ciascuna, da equipaggiare con un sistema di fumigazione con ozono. Il costo per la costruzione di tale impianto è stato valutato in euro e comprende sia l'acquisto del materiale necessario che il suo assemblaggio. Il costo di funzionamento comprende le spese di manutenzione delle strutture all'aperto, le spese annuali per i consumi elettrici del centro di ricerca, le spese per il materiale di consumo, le spese per l'attività lavorativa annuale di due persone che forniranno il supporto agli utenti della IR. Esso è stato valutato in euro all'anno. Il costo per lo smantellamento di tutte le infrastrutture è stato valutato in euro. 8.2 I costi dichiarati della IR riguardano la configurazione massima oppure un suo sotto-insieme iniziale da incrementare successivamente? (investimento iniziale e successivi costi di sviluppo e completamento) I costi riguardano il potenziamento dell'attuale facility (già operativa con un costo complessivo di investimento di oltre euro) mediante la costruzione di impianti addizionali per la fumigazione con ozono in campo aperto (sistemi F.A.O.S.), in tal modo si otterrà una configurazione ottimale per completezza ed affidabilità dell'impianto. 8.3 La proposta contiene un piano finanziario con copertura realistica delle spese? C è già un piano di supporto finanziario espresso a livello istituzionale? Per gli anni 2006, 2007 e 2008 gli enti istitutori del centro CRINES hanno già messo a disposizione finanziamenti per la copertura dei costi di gestione dell'impianto nella sua configurazione attuale. La presente proposta richiede oltre all'investimento necessario al potenziamento dell'impianto, la copertura dei costi di gestione per almeno 5 anni ( ). 8.4 Quali fasi del progetto sono eventualmente già finanziate e con quale schema di contribuzione in presenza di più partners?

8 Page 8 of 10 I 3 enti hanno erogato negli anni oltre euro di finanziamento per la creazione dell'impianto di base (OTC e facility) e per lo svolgimento del primo progetto di ricerca. Con la presente proposta si chiede l'integrazione dell'attuale impianto con i sistemi F.A.O.S. per la fumigazione con ozono. In particolare i finanziamenti sono stati erogati dalla Direzione Generale della Qualità Ambiente della Regione Lombardia, dalla Fondazione Lombardia per l'ambiente e dall'istituto Nazionale di Ricerca della Montagna. Con tali finanziamenti inoltre sono stati coperti i costi della fase di progettazione per l'ampliamento ed il potenziamento della facility. 8.5 La valorizzazione del sito (per es. IR preesistenti) è rilevante ai fini della realizzazione della nuova IR? 8.6 La dimensione dei costi del progetto merita o necessita di supporto finanziario a livello EU? Se sì, è necessario un approccio Pan-Europeo? Spiegazioni: Il sito per la sua collocazione strategica nell'ambito di possibili reti di eccellenza europee è meritevole di un finanziamento comunitario. 8.7 Esiste la possibilità di un recupero finanziario se la IR va a sostituirne o a migliorarne una già esistente, della stessa tipologia? NO Spiegazioni: 8.8 È stata esplorata la possibilità di utilizzare Fondi Strutturali? NO 8.9 È stata valutata la possibilità di proporre la nuova IR per la roadmap ESFRI (impatto pan-europeo)? NO 8.10 La IR è già prevista nella strategia di un Ente o Consorzio o ATI italiani o internazionali? Se Sì, indicare l'ente o il Consorzio o l'ati: L'IR è stata costituita nell'ambito delle attività di ricerca finanziate dall'ente Regione Lombardia (D.G. Qualità dell'ambiente) ed il suo potenziamento è stato approvato attraverso una Convenzione che ha visto coinvolti anche E.R.S.A.F. (Ente Regionale per i Servizi all'agricoltura e alle Foreste) e F.L.A. (Fondazione Lombardia per l'ambiente) È stata esplorata la possibilità di concorso finanziario regionale?

9 Page 9 of 10 Sono previste forme di divulgazione culturale dei risultati ottenuti e dei sottostanti problemi scientifici nell'ambito delle scuole secondarie e delle associazioni agricole e ambientaliste. Ciò avrà un notevole beneficio sociale ai fini di una corretta politica di formazione ed informazione ambientale, tuttavia non è possibile fornire una valutazione economica precisa di tale ritorno socio/economico Valutazione del ritorno industriale della IR L'impianto può essere di supporto ai settori produttivi agricoli (cerealicoltura, viticoltura, frutticoltura, vivaistica, silvicoltura). Non si può definire un ritorno industriale in senso stretto 8.14 Valutazione dell impatto formativo di ricercatori/tecnici/ingegneri/gestionali della IR Alcuni giovani ricercatori e neolaureati potranno essere addestrati e svolgere progetti di ricerca in questa IR, senza dover uscire dall'ambito regionale per svolgere la propria attività La proposta prevede la partecipazione a IR localizzate all estero? Sono stati valutati i possibili contributi in-kind, il ritorno industriale, scientifico e formativo? Si prevede la possibilità di attivare nuove collaborazioni scientifiche con le altre IR analoghe esistenti in alcuni paesi europei. Tabella Costi Costi Strategia di finanziamento Costo Fase Preparatoria Costo Fase di Costruzione Costo Operatività Annua (incluso supporto utenti) ,00 Frazione già spesa o impegnata: , , euro verranno impiegati per l'acquisto del materiale necessario alla costruzione di 8 anelli di fumigazione: telai in alluminio, ventilatori industriali, tubi e raccordi in PVC, elettrovalvole e mass-flow controllers per la regolazione del flusso d'aria, cavi per la comunicazione e gestione in remoto euro verranno impiegati per il potenziamento e l'implementazione dell'attuale impianto di alimentazione elettrica euro serviranno per l'acquisto di 3 analizzatori di ozono euro serviranno per l'acquisto di un generatore di ozono e un generatore di ossigeno puro euro serviranno per l'acquisto di strumentazione per analisi ecofisiologiche euro serviranno per i costi di installazione e assemblaggio del materiale , euro saranno impiegati per lavori di manutenzione ordinaria e straordinaria degli impianti euro serviranno per la fornitura di materiale di consumo euro serviranno per l'attività lavorativa di due persone che gestiranno la facility (responsabile scientifico e responsabile tecnico) euro serviranno per i costi di alimentazione elettrica del

10 Page 10 of 10 centro. Costo Chiusura e Smantellamento , euro saranno impiegati per i costi di smantellamento delle infrastrutture e per eventuali lavorazioni sul terreno 9. Scala temporale prevista per la progettazione e la costruzione, inizio attività con utenti, periodo di operatività e chiusura/smantellamento Fase Preparatorio La fase preparatoria relativa alla progettazione dell'impianto ed al suo studio di fattibilità è stata già attivata e conclusa. Fase di Costruzione La fase di costruzione dei nuovi impianti per la fumigazione in campo aperto prevede una fase di assemblaggio e una fase di messa a regime del sistema attraverso una serie di test di funzionamento che ne accertino l'affidabilità. Si prevede che in un anno di lavoro tale fase debba essere conclusa. Periodo di Attività E' previsto un periodo di attività minimo di 5 anni, in cui potranno essere svolti diversi esperimenti annuali, oppure su più larga scala temporale. Inoltre, qualora i finanziamenti lo permettano, è auspicabile un prolungamento dell'attività anche per gli anni successivi. Smantellamento La fase di smantellamento degli impianti dovrebbe essere completata in circa 6 mesi di lavoro. NOTE: 10. Indicare la persona di riferimento del progetto e sue coordinate Cognome BALLARIN DENTI Nome ANTONIO Ente di appartenenza Università Cattolica del Sacro Cuore a.ballarindenti@dmf.unicatt.it Telefono