Ambasciata d Italia CANBERRA. Bollettino della Comunità Scientifica in Australasia. Dicembre Anno VI Fascicolo III

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1 Bollettino della Comunità Scientifica in Australasia Anno VI Fascicolo III Ufficio dell Addetto Scientifico

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3 Bollettino della Comunità Scientifica in Australasia Sponsored by: I

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5 Introduzione ALDO GIURGOLA L architettura e il design italiano sono un concentrato di ingegneria, di funzionalita, di estetica e di valori culturali e rappresentano un patrimonio storico e di conoscenza di riferimento in tutto il mondo. Espressione simbolo di tale carattere sono le piazza italiane. Il concetto di piazza e legato inevitabilmente alla evoluzione dell ambiente sociale e culturale italiano. Tale concetto e rimasto nel tempo un modello di effettiva integrazione delle espressioni di vita giornaliera. La seconda conferenza del ciclo organizzato da ARIA-Canbeera, Ambasciata d Italia, Istituto Italiano di Cultura di Sydney, in collaborazione con il National Museum of Australia ha sviluppato tale tema. Cuore della vita pubblica dei comuni italiani, la piazza è stata al centro della conferenza di Aldo Giurgola, architetto del Parliament House di Canberra, che si è tenuta lo scorso 28 settembre presso il National Museum of Australia, all interno del ciclo di conferenze Three Things You Don t Know About Italy: Politics, Culture and Society. L evento ha consentito a quasi duecento partecipanti, tra cui l Ambasciatore d Italia, di lasciarsi affascinare e trasportare nella storia delle piazze italiane, da quelle medioevali della cittadina di Erice in Sicilia, di Massa Marittima e Siena in Toscana, a quelle rinascimentali di Mantova e Pienza (Toscana), per concludere con quelle barocche di Roma (in particolare il Campidoglio) e di Lecce. La piazza nasce in Italia agli albori del Medioevo, come sagrato della cattedrale o come largo antistante la sede dell autorità civile. Da qui due tipi di piazza, l una a carattere religioso, l altra a carattere civile, e secondariamente commerciale. A queste si aggiunge la piazza del mercato, la quale presenta differenti caratteristiche a seconda dalle regioni d Italia. Il nucleo cittadino che si costituì intorno alle piazze rappresentò inevitabilmente il baricentro culturale, sociale ed economico dell intero agglomerato urbano. Dalla piazza principale si generavano le fila delle strade attraverso un reticolo di vicoli e viuzze che collegavano le varie piazza secondarie della stessa città, volutamente tenute separate per consentire a gruppi diversi di incontrarsi, di parlare, di commerciare, di litigare e d innamorarsi. Aldo Giurgola, nato nel 1920, laureatosi all Università di Roma La Sapienza nel 1948, viene sedotto dalla realtà americana grazie ad una borsa di studio Fullbright offerta dal governo statunitense che gli consentì di trasferirsi definitivamente in Pennsylvania e successivamente a NewYork dove dagli anni 60 agli anni 80 progetta grandi edifici pubblici e privati, università, scuole e teatri. Nel 1980 si aggiudica la gara per la costruzione del Nuovo Parlamento Australiano e si trasferisce a Canberra con la famiglia. Dal 1988 (data in cui viene inaugurato il Parlamento) ad oggi ha costruito numerosi edifici in Australia tra cui le chiesa di St. Thomas Aquinas a Charnwood (Canberra) e la Cattedrale di Parramatta a Sydney. Architetto formatosi secondo la tradizione italiana, Giurgola vede l architettura come una continua progressione basata su precedenti storici. Il suo design dà espressione ad una chiara sintesi di vincoli esterni e altri lavori al fine di creare rapporti funzionali e visivi che rientrino nel contesto in cui si inseriscono. I suoi edifici diventano quindi parte dell ambiente sociale oltre che architettonico, rivedendo in questo modo la maniera di intendere il contenuto e le reali motivazioni dell architettura. Giurgola rifugge le mode del momento o quello che definisce eclettismo perenne, nonostante alla base dei suoi edifici ci sia il concetto di progressione architettonica che gli permette di stabilire un senso di proprietà libero da stili o dal tempo. Mentre molti architetti preferiscono creare uno stile istantaneo, Romaldo Giurgola sottolinea l importanza del processo. Un genio che integra la diversità di forme e materiali per l edilizia come pietra, legno e acciaio con materiali più moderni quali vetro o fibre di carbonio. La straordinaria passione per le varie espressioni dell artigianato e dell arte visiva è uno dei fattori fondamentali delle sue creazioni, dove non manca la cura dei dettagli. Il suo background italiano, la sua creatività e il suo amore per l arte del Medioevo, del Rinascimento e del Barocco, tipico di un architetto italiano, caratterizzano la sua attività professionale. Si può senz altro definire Aldo Giurgola un Ambasciatore della cultura e del design italiani nel mondo. Nicola Sasanelli Addetto Scientifico III

6 Introduction ROMALDO GIURGOLA Italian architecture and design are the synthesis of engineering, functionality, aesthetics and cultural values and represent an historical and knowledge heritage point of reference all over the world, its symbol being the Italian piazza (square). The concept of piazza is strictly linked to the evolution of the Italian social and cultural environment; a concept which is still a model of integration of expression of day to day lifeover the time. The second conference of the cycle organised by ARIA-Canberra, Embassy of Italy, Italian Institute of Culture, in conjunction with the National Museum of Australia developed this topic. The heart of public life for all Italian towns the piazza, was the main topic of the conference held on 28th September by Romaldo Giurgola, architect of the Australian Parliament House, at the National Museum of Australia, as part of the cycle of conferences: Three Things You Don t Know About Italy: Politics, Culture and Society. This event allowed the nearly two hundred guests attending, including the Ambassador of Italy, to immerse themselves in the history of the Italian piazze, from the Medieval style in Erice, Sicily, to Massa Marittima and Siena in Tuscany, to the Renaissance style in Mantova and Pienza (Tuscany), and finally the Baroque styles in Rome (in particular Capitol Hill), and Lecce. The piazza exists from the beginning of the Middle Ages, as a church-square of the Cathedral or as a location opposite the headquarters of the civil authorities. Two piazzas emerge, one in a religious nature, and the other in a civil nature, and secondarily a commercial one. In addition there is also the market piazza, which varies according to the region in Italy. The core of the city that grew around the piazze inevitably represented, the cultural, social and economic barycentre of all the urban area. From the main piazza a network of alleyways and lanes connected the other secondary piazze of the city, purposely kept apart in order to allow different groups to meet, talk, trade and fall in love. Romaldo Giurgola was born in 1920 and graduated from the University of Rome La Sapienza in He was seduced by the American dream and thanks to a Fullbright scholarship offered by the American government, he was able to move permanently to Pennsylvania and later to New York where during the 60s until the 80s he planned and built big public and private buildings, universities, schools and theatres. In 1980 he won the competition to build the new Australian Parliament House and subsequently moved to Canberra with his family. Since 1988 (date of official inauguration of Parliament) until today he has built numerous buildings in Australia, including St Thomas Aquinas in Charnwood (Canberra) and the Parramatta Cathedral in Sydney. An academic trained in the Italian tradition, Giurgola sees architecture as a continuous progression based on historical precedents. In his design process, he develops a clear synthesis of external constraints and works to create functional and visual relationships that remain in context. His building becomes part of both a social and an architectural environment and reconsiders the understanding of the content, the real motivation in architecture. Giurgola shies away from fashion or what he calls "perennial eclecticism", although he bases his buildings on the idea of architectural progression, Romaldo establishes a sense of propriety free from style or time. While many architects enjoy creating an instant style, Romaldo Giurgola stresses the importance of the process. A genius with the integration of diversity of forms and the presence of building materials such as stone, timber and steel, to the more contemporary glass and carbonium fibres. He has an extraordinary passion for the various forms of handcraft and expressions of artworks, which become the predominant factor in his creations as well as his attention to detail. His Italian background, his creativity and his devotion to Middle Ages, Renaissance and Baroque arts, typical of an Italian architect, characterized the development of his profession. We can certainly consider him an Ambassador of the Italian culture and design in the world. Nicola Sasanelli Scientific Attache IV

7 Conferenza FEAST 2006, Research without Borders Novembre 2006 Canberra La cooperazione internazionale non rappresenta più un alternativa per la comunità di ricerca australiana, ma piuttosto un elemento fondamentale di ciascuna strategia organizzativa o individuale per la creazione e il mantenimento di una ricerca d eccellenza. La conferenza consiste in un Dialogo tra Scienza e Politica tra l Australia e l Europa unico nel suo genere, in cui verranno affrontate le sfide legate al sistema di ricerca globale in cui la cooperazione internazionale rappresenta la chiave per la competitività. Research without Borders riunisce 250 delegati europei e australiani, tra cui accademici, la comunità della politica di ricerca, rappresentanti del governo e di autorità nazionali, giovani ricercatori e direttori di ricerca. Tra i molti oratori presenti interverranno: Dott. Iain Mattaj, Direttore Generale, EMBL Dott. Martin Grabert, Direttore Esecutivo, COST Prof. Norbert Kroo, Consiglio Europeo della Ricerca Dott. Lloyd Anderson, Direttore del Dipartimento delle Scienze, Consiglio Britannico Prof. Chris Llewellyn-Smith, Direttore Esecutivo, UKAEA On. Julie Bishop, Ministro dell Istruzione e delle Scienze Prof. Jim Peacock, uno dei più importanti scienziati australiani Prof. Warwick Anderson, Direttore Generale, NHMRC Prof. Ron Johnston, Direttore Esecutivo, ACIIC Jane Niall, Sottosegretario, Dipart. per l Innovazione, Vittoria E molti altri. Sulla base dell enorme successo ottenuto dalle precedenti conferenze FEAST, la conferenza del 2006 mirerà in maniera ancora più decisiva a rafforzare le relazioni tra Scienza, Discipline Umanistiche e Scienze Sociali nelle varie comunità di ricerca in Australia e in Europa. Il programma sarà volto a rafforzare i rapporti bilaterali e a stimolare l impegno dei ricercatori australiani nell ambito del Settimo Programma Quadro (FP7). Verranno inoltre affrontate questioni nazionali al fine di identificare soluzioni pratiche. Gli oratori e i delegati europei e australiani faranno in modo che la conferenza Ricerca senza confini possa creare un significativo Dialogo tra Scienza e Politica. Una delle caratteristiche fondamentali della conferenza FEAST è costituita dalle molteplici opportunità di creare nuove reti. I delegati presenti, gli sponsor e gli ospiti sono invitati a partecipare al rinfresco di benvenuto presso la National Gallery of Australia e alla Cena ufficiale che verrà organizzata a Questacon, presso il National Science and Technology Centre. Il Forum per la Cooperazione Scientifica e Tecnologica tra Europa e Australia (FEAST) è un organizzazione fondata e sostenuta dal Governo australiano e dall Unione Europea per dare rilievo, promuovere e favorire la collaborazione nell ambito della ricerca tra le due comunità. L Australian National University ospita la segreteria della FEAST per conto della comunità di ricerca. Research without Borders si svolgerà presso lo Shine Dome di Canberra, Australia. Il programma, che prevede 2 giorni di sessioni il 28/29 novembre, comprende inoltre un rinfresco di benvenuto lunedì 27 novembre e una visita al nuovo reattore nucleare OPAL proposta dalla ANSTO il 30 novembre. Per informazioni contattare o visitare il sito della conferenza V

8 FEAST Conference 2006, Research without Borders November 2006 Canberra International co-operation is no longer an option for the Australian research community. It is an essential component of any organisational or individual strategy for building and maintaining research excellence. The conference is a unique Science-Policy Dialogue between Australia and Europe, addressing common challenges with the global research system where international co-operation is the key to competition. Research without Borders brings together 250 delegates from Europe and Australia, including senior academics, the research policy community, representatives from governments and state authorities, young researchers, and research managers. Speakers include: Dr. Iain Mattaj, Director-General, EMBL Dr. Martin Grabert, Executive Director, COST Prof. Norbert Kroo, European Research Council Dr. Lloyd Anderson, Director of Science, British Council Prof. Chris Llewellyn-Smith, Executive Director, UKAEA Hon. Julie Bishop, Minister for Education, Science, and Training Prof. Jim Peacock, Chief Scientist of Australia Prof. Warwick Anderson, CEO, NHMRC Prof. Ron Johnston, Executive Director, ACIIC Jane Niall, Deputy Secretary, Dept. Innovation, Victoria + many others Building on the outstanding success of previous FEAST conferences, the 2006 conference will engage even more strongly with the different research communities in Australia and Europe - linking Science, Humanities and the Social Sciences. The program will bolster bilateral relationships and kick off the engagement of Australian researchers in the Seventh Framework programme (FP7). National issues will be addressed in the search for practical solutions. Speakers and delegates from Europe and Australia will ensure that Research without borders creates a science - policy dialogue of significance. Networking will be a key feature of the FEAST conference. We invite all the conference delegates, our sponsors and their guests to join us for the Welcome reception cocktail hosted at the National Gallery of Australia and for the official Dinner at Questacon, the National Science and Technology Centre. The Forum for European Australian Science and Technology Cooperation (FEAST) is an organization established and supported by the Australian Government and the European Union to highlight, promote, and facilitate research collaboration between their respective communities. The FEAST Secretariat is hosted by The Australian National University on behalf of the research community. Research without borders will be held at the Shine Dome in Canberra, Australia. The Programme, with 2 days of sessions on the November, includes a welcome reception on Monday 27 November and a visit to the New OPAL research reactor proposed by ANSTO on 30 November. All inquiries to be addressed to Conference website VI

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11 Bollettino della Comunita Scientifica in Australasia Direttore responsabile: ing. Nicola Sasanelli Responsabile e coordinamento editoriale: dott.ssa Alessandra Iero Comitato di Redazione: dott. Giovanni Attolico CNR ISSIA Bari dott. Chiara Bancone - Universita' di Genova dott. Bob Brockie Victoria University dott. Edoardo Calia Istituto Superiore Mario Boella, Italy dott. Elena Caovilla Universita degli Studi dell Insubria, Como dott.ssa Antonietta Cooper Australian National University dott. Liam Carter - Australian National University dott.ssa Anna Maria Fioretti CNR IGG Padova dott. Guido Governatori University of Queensland dott.ssa Lynne Hunter Delegation of the European Commission to Australia and New Zealand dott.ssa Daniela Rubatto Australian National University dott.ssa Marilena Salvo - Australian National University dott. Luigi Tomba - Australian National University dott.ssa Alessandra Warren University of Sydney Traduzioni a cura di: dott.ssa Paola Lucidi IX

12 Ambasciata d Italia in Canberra Ufficio dell Addetto Scientifico Comitato di Redazione 12 Grey Street DEAKIN ACT 2600 Tel. (+61) (2) Fax (+61) (2) ISSN This project is proudly supported by the International Science Linkages programme estabilished under the Australian Government s innovation statement Backing Australia s Ability Il si basa sul libero apporto dei ricercatori. Per tale motivo gli autori se ne assumono interamente la responsabilità. The is based on the free contribution of researchers. For this reason, the authors take on full responsibilities. X

13 Sommario EVENTI Promossi dall Ufficio Scientifico dell Ambasciata d Italia a Canberra pag.1 Indagine Sperimentale e Metodologia Teorica e Numerica per lo Studio di una Innovativa Tecnologia per lo Sfruttamento delle Correnti Marine: la Turbina Kobold An Experimental Investigation and a Theoretical and Computational Methodology to Study an Innovative Technology for Marine Current Exploitation: the Kobold Turbine Guido Calcagno, Francesco Salvatore, Luca Greco, Alberto Moroso, Helena Eriksson pag.2 pag.14 Missione dell Universita degli Studi di Roma La Sapienza in Australia settembre 2006 Mission of the University of Rome La Sapienza in Australia, 6-16 September 2006 Nicola Sasanelli pag.25 pag.27 Mission of the University of Rome La Sapienza - Program pag.29 Fosforo oceanico registrato nello scheletro dei coralli Oceanic phosphorus encoded in coral skeleton Paolo Montagna pag.33 pag.35 Conferenza sul cancro ereditario al seno ed alle ovaie ricerca e pratica clinica Familial Cancer Research and Practice tenutasi a Brisbane dal 16 al 19 agosto Conference on familial breast and ovarian cancer research and clinical practice Familial Cancer Research and Practice - Brisbane, August Daniele Generali, Nicola Sasanelli pag.37 pag.39 Le alghe potrebbero aprire una nuova era bioindustriale per il Western Australia? Could algae lead Western Australia into the bioindustrial age? Steve Halls pag.41 pag.42 Nuove prospettive nella previsione sperimentale delle prestazioni propulsive delle navi New perspectives in experimentally predicting ships power performance Luigi Iannone pag.43 pag.47 XI

14 Cooperazione scientifica fra il Politecnico di Torino e l Australian National University nell ambito della fisica matematica Scientific cooperation between the Politecnico of Turin and the Australian National University on mathematical physics Claudio Tebaldi, Nicola Sasanelli pag.51 pag.53 L acqua, una risorsa importante per l Australia Water, an important resource in Australia Chiara Bancone, Alessandra Iero pag.54 pag.56 XXI Spedizione Italiana in Antartide: la campagna oceanografica e le attivita' di ricerca del progetto CLIMA XXI Italian Expedition in Antarctica: the oceanographic campaign and the research activities within the CLIMA project Serena Massolo pag.57 pag.60 Conferenza Australiana sull idrogeno Science on the way to the hydrogen economy - Canberra 5 maggio 2006 Australian Conference on Hydrogen Science on the way to the hydrogen economy - Canberra, 5 May 2006 Chiara Bancone, Nicola Sasanelli Conferenza Italo-Australiana sulla collaborazione bilaterale economica, commerciale, scientifica e tecnologica Adelaide, 9 agosto 2006 Italo-Australian Conference on bilateral economic, commercial, scientific and technological cooperation Adelaide, 9th August 2006 Matteo Picariello, Nicola Sasanelli Nanostructures for Electronics Energy and Environment (Nano-E3) Una finestra sull Economia A window on Economics Federico Alberto Bettini pag.63 pag.65 pag.67 pag.69 pag.71 pag.73 pag.77 La scienza: una finestra aperta sulla cultura Science: a window open on culture Elena Caovilla Una finestra sull Information Communication Technology A window on Information Communication Technology Edoardo Calia pag.81 pag.83 pag.85 pag.87 XII

15 Viaggio nel mondo accademico e della ricerca del territorio dell Australasia KConFab: consorzio nazionale per la ricerca su famiglie ad alto rischio di tumore alla mammella Journey in the Academic and Research world of Australasia kconfab: The national consortium for research into families at high risk of breast cancer Alessandra Iero pag.85 pag.87 Viaggio nel mondo accademico e della ricerca del territorio italiano The Microsoft Research - University of Trento Centre for Computational and Systems Biology Journey in the Academic and Research world of Italy The Microsoft Research - University of Trento Centre for Computational and Systems Biology Anna Maria Fioretti pag.89 pag.91 Notizie flash dal mondo delle riviste tecnico-scientifiche Australiane Attualità Adelaide: la prima citta solare Australiana pag.98 Ricerca, Sviluppo e Innovazione Nuovo centro di formazione sulle immagini ottiche Nasce un nuovo gruppo di ricerca nel campo dell'utilizzo dell'idrogeno Nuovi fondi stanziati nel campo della tecnologia a bassa produzione di carbonio e nel solare pag.99 Nuove Tecnologie e Nuovi Materiali Nuovo tensioattivo reversibile pag.101 Information Technology Un rete informatica per ottimizzare i risultati di ricerca nello Stato del Victoria Lancio del network AARNet3 (Australian Academic Research Network) pag.102 Sanità pag.103 Alfa talassemia Scoperta una tossina di origine batterica che può essere la causa di numerosi disturbi gastrointestinali Il "brain scan" può aiutare a prevedere il rischio di schizofrenia XIII

16 Ambiente Emissioni di metano da parte delle attività umane Telerilevamento applicato all individuazione di fonti di calore pag.105 Spazio Inaugurato un nuovo centro press oil Monte Stromlo Le Super-Terre si originano da tempeste di neve cosmiche pag.106 News from the Italian technical-scientific journal Current Affairs Feltrinelli International Prize awarded to Berkeley Lab's Saul Perlmutter TWAS, Illycaffè announce Trieste Science Prize winners pag.110 New Technologies New Materials pag.112 A traceability mark for gold and silver products Green light for the marketing of the first superconductive cyclotron for hadrontherapy Green light for the neutrino beam from Cern to Gran Sasso: it will provide information about the mysterious phenomenon of neutrino oscillation Medicine pag.115 Experimental cancer drugs counter muscle deterioration seen in muscular dystrophy Mirrors in the mind: New studies elucidate how the brain reflects onto itself the actions of others Lost in the labyrinth: decoding the instructions that tell cells how to become blood Alleviating the burden of Multiple Sclerosis Italian public smoking ban leads to fall in hospital heart attack admissions in under 60s Environment and Earth Science Renewed volcanic activity at the Phlegrean Fields tracked by Envisat Climate change was major factor in erosion of Alps 6 million years ago African water authorities receive space tool training pag.120 Space VLT presents evidence for mass transfer as origin of some Blue straggler stars pag.123 Programma delle Conferenze scientifiche in Australasia pag.124 Principali siti Web pag.126 XIV

17 EVENTI Promossi dall Ufficio Scientifico dell Ambasciata d Italia in Canberra April 2007, Grand Pacific Hotel, Lorne Victoria The WISE Group 2007 workshop in Australia The WISE Group (Waves In Shallow Environment) is an informal association of all the best wave modellers who meet once a year to discuss the latest findings and which lines of research to pursue in the future. The group is a follow-up of the former WAM Group (WAve Modelling) who developed the WAM model, the most widely used wave prediction model, presently in use at most of the world meteo-oceanographic centres. When WAM closed his ten year expected period, the WISE Group followed up, with the attention focused on shallow and coastal water applications, but with eyes open both to the most fundamental processes and to practical applications. The group meets once a year, typically in Americas and Europe. In 2006, the meeting has been in Venice, of April, with about 60 participants. In Venice the Steering Committee has decided about the location for next year, Australia, in the person of prof. Ian Young, PO Box 218 Hawthorn, Victoria 3122, has kindly offered to host the meeting. The proposed location is the Grand Pacific Hotel at Lorne which is a nice little town at the Great Ocean Road in Victoria for which the Swinburne University is negotiating a special price. Contact: dr Luigi Cavaleri, Director Institute of Marine Sciences Nat. Res. Council Chairman of the WISE Group, ISMAR S.Polo 1364, Venice, Italy 3-7 September 2007, Stradbroke Island (QLD) Nanostructured Materials for Applications in Energy and Electronics, The rapidly emerging areas of nanoscale science and technology are focussed on the design, fabrication, and characterisation of functional objects having dimensions at the nanometer length scale. New advances in this field are expected to have long range implications in a wide variety of different scientific and engineering disciplines. The importance of nanoscale science is growing worldwide and it is now widely recognised as a critical component to the future growth of the world economy. The NMAEE workshop will allow leading Italian and Australian researchers to present their activities and foster cooperation in the field of nanotechnology, focussing in the areas of electronics and energy. It would be very benefit for both countries to build scientific networks connecting scientists belonging to similar areas of nanotechnology. The respective strengths of the two nations (e.g. Quantum Computing, solar energy and water/air purification in Australia, semiconductors and optoelectronics in Italy) will be brought together, to create new synergies from which leading edge outcomes are expected. The 3 day workshop will be followed by a 2 day school on Nanotechnology, addressed to PhD and graduate students of all over Australia. Key topics will be for example: Materials, Semiconductor Nanostructures, Nanotubes, Conducting Polymers, Molecules, Applications, Quantum Computing, Nanoelectronic devices, Optoelectronics, Solar Cells, Water Purification, Nanoscale Integration, Nanofabrication Tools and Techniques. Contact: Prof Nunzio Motta, 1

18 Indagine Sperimentale e Metodologia Teorica e Numerica per lo Studio di una Innovativa Tecnologia per lo Sfruttamento delle Correnti Marine: la Turbina Kobold Guido Calcagno, Francesco Salvatore, Luca Greco, (1) Alberto Moroso, Helena Eriksson, (2) Sommario In questo articolo viene presentata un attività di ricerca congiunta, sperimentale e teorico/numerica, su una innovativa tecnologia per lo sfruttamento delle correnti marine, denominata turbina Kobold. In particolare, verrà descritto un progetto di ricerca svolto dall'insean, la Vasca Navale Italiana, in collaborazione con la Società "Ponte di Archimede International" S.p.A. (PdA). Un prototipo di questa turbina ad asse verticale è stato realizzato dalla PdA ed è attualmente pienamente funzionante nello Stretto di Messina, dove è stato installato nel L'attività sperimentale condotta è principalmente orientata a fornire dati per la validazione della metodologia teorica e numerica. Negli impianti sperimentali dell'insean sono stati testati diversi modelli in scala con differenti configurazioni e condizioni di corrente in un ampio intervallo di condizioni operative. Questi dati verranno usati come riferimento per il confronto con i dati provenienti dai codici di calcolo, basati su modelli matematici, e come una fonte di informazioni per il progetto e l'ottimizzazione dei successivi prototipi. L'attività teorica è stata focalizzata sullo sviluppo di modelli e codici numerici di calcolo per descrivere le caratteristiche globali del flusso e prevedere le prestazioni. La metodologia teorica e numerica è basata su una formulazione idrodinamica generale valida per flussi non-stazionari non-viscosi. La dinamica della vorticità al bordo d'uscita e gli effetti della viscosità sono tenuti in conto con opportuni modelli descrittivi. Introduzione L'attuale richiesta energetica e il suo drammatico tasso di crescita, connessi anche col sempre maggiore impatto dei consumi dei Paesi in via di sviluppo, indicano chiaramente la necessità di considerare le energie rinnovabili come una fonte primaria per soddisfare il fabbisogno energetico di un gran numero di comunità sparse per il mondo. Tra le tipologie di fonti rinnovabili, le correnti marine rappresentano una relativamente nuova e quasi inesplorata frontiera, con una distribuzione di siti ad alta potenzialità produttiva diffusi su base planetaria; da essi potrebbe scaturire un significativo contributo per soddisfare la richiesta energetica mondiale. La possibilità di estrarre potenza sia dall aria sia dall acqua è ben nota fin dall'antichità e le moderne tecnologie rendono lo sfruttamento di queste fonti rinnovabili sempre più affidabile, sicuro e vantaggioso. In questo campo le turbine ad acqua rappresentano un interessante strumento di generazione di potenza. Un grande sforzo di ricerca è stato intrapreso per dimostrare la fattibilità ed i vantaggi di impianti di generazione di potenza basati su questo concetto. Studi recenti si sono indirizzati verso le idro-turbine, sia ad asse orizzontale sia ad asse verticale. Le turbine ad asse orizzontale operano in modo simile agli aero-generatori o mulini a vento. Attualmente alcuni impianti prototipo sono in fase di sperimentazione in Europa. Progetti tipici di turbine ad asse orizzontale presentano dei rotori completamente immersi e sostenuti da grandi piloni infissi nel fondale marino. Il generatore elettrico non è direttamente connesso all'asse del rotore, tranne nel caso in cui sia alloggiato all'interno di una gondola sommersa. A causa della complessità del sistema, questi dispositivi sono convenienti solo per impianti di grandi dimensioni, dove gli alti costi di installazione e manutenzione sono bilanciati dalla grande quantità di energia prodotta. Nel caso di turbine ad asse verticale la coppia è generata dalle pale connesse all'asse attraverso dei bracci a forma di ala rotante. Il generatore elettrico è montato sulla parte superiore dell'asse della turbina ed è alloggiato in un ambiente al di sopra della superficie dell'acqua, ad esempio a bordo di una piattaforma galleggiante che sostiene la turbina stessa. A causa della loro relativa semplicità, le turbine ad asse verticale rappresentano una tecnologia molto promettente per lo sfruttamento delle correnti marine, grazie a piccoli impianti con ridotti costi di installazione e manutenzione, particolarmente adatti per essere impiegati in aree remote. In questo articolo viene presentata una innovativa tecnologia per lo sfruttamento delle correnti marine, la turbina brevettata Kobold. Fondamentalmente, la turbina Kobold è un rotore multi-pala ad asse verticale, completamente immerso sotto una piattaforma galleggiante ormeggiata e che è soggetta ad un flusso originato da una corrente di 2

19 marea. Le pale sono a pianta rettangolare ed elevato allungamento e sono parzialmente libere di oscillare attorno al loro asse di cerniera. Questo tipo di turbine ha diversi vantaggi rispetto a quelle ad asse orizzontale: semplicità di progetto e costruzione; verso di rotazione indipendente dalla direzione della corrente; una coppia di avvio molto elevata ed un'alta efficienza complessiva. Un prototipo è stato realizzato ed opera con successo nello Stretto di Messina fin dal 2001; per la prima volta al mondo si è passati dalla produzione prototipale di elettricità alla immissione nella rete locale di distribuzione dell'energia elettrica (ENEL), a cui la turbina è collegata attraverso un cavo sottomarino. Tale inedita tecnologia sta suscitando interesse nei Paesi che presentano caratteristiche ideali per la sua applicazione, ossia dove possono riscontrarsi stretti fra isole con forti correnti marine. L UNIDO United Nations Industrial Development Organization ne sta sostenendo la disseminazione con un programma rivolto alla Repubblica Popolare Cinese, all Indonesia ed alle Filippine. Nel corso della 14 Conferenza ONU sullo Sviluppo Sostenibile, lo scorso 8 maggio, ha avuto luogo un work shop, organizzato dall UNIDO, dedicato alle opportunità energetiche offerte dalla turbina Kobold, al quale hanno partecipato i rappresentanti governativi delle Nazioni il cui territorio è costituito da isole. Nel giugno 2006 una joint venture, denominata Kobold Nusa, per la costruzione del prototipo di turbina Kobold in Indonesia, è stata costituita a Giakarta tra la Ponte di Archimede International SpA e la Walinusa Energi, azienda locale operante nel settore delle energie rinnovabili. Una analoga joint venture è nata tra l Azienda italiana ed un impresa cinese: essa punterà alla costruzione del prototipo per il mercato cinese. Il nostro testo contiene la descrizione dell'attività ed i risultati di un progetto svolto in collaborazione con la Ponte di Archimede International S.p.A., la Società italiana che ha sviluppato il brevetto della turbina Kobold, ingegnerizzandolo per la fase pre-produttiva. Obiettivi del progetto sono il raggiungimento di una migliore comprensione degli aspetti idrodinamici del funzionamento della turbina Kobold, nonché lo sviluppo di strumenti di previsione da utilizzare nel progetto di turbine Kobold ad alte prestazioni. Lo studio dell''idrodinamica riveste un ruolo chiave: un progetto efficace di un impianto di generazione di potenza è necessariamente correlato con l esigenza di massimizzare il trasferimento di energia dall'acqua all'asse della turbina attraverso le pale. Per soddisfare queste necessità sono state usate sia metodologie sperimentali che modelli teorici e numerici. Infatti, sebbene l'obiettivo primario fosse lo sviluppo di strumenti software di ausilio alla progettazione, la combinazione con prove sperimentali ha corrisposto all ulteriore risultato di raggiungere una più completa comprensione delle caratteristiche del flusso che influenzano le prestazioni della turbina. Tutto ciò ha, inoltre, fornito dati sperimentali per la validazione degli stessi codici numerici sviluppati. Per determinare le strategie di ottimizzazione del progetto della turbina, sono state testati differenti modelli in scala della turbina Kobold in una delle vasche navali dell'insean. La corrente marina è stata simulata vincolando il modello della turbina sotto un carro dinamometrico che procede ad una certa velocità. Misurando la coppia e la velocità angolare per ciascuna delle velocità della corrente e per differenti configurazioni e numeri di pale, sono state definite le prestazioni complessive in termini di potenza fornita all'asse. Questi dati sono stati confrontati con quelli provenienti dal prototipo operante in mare e raccolti nel corso di tutto l arco di tempo in cui tale prototipo ha funzionato. Dal punto di vista teorico e computazionale, è stato sviluppato un realistico modello di turbina funzionante nelle tipiche condizioni operative, utilizzando un modello idrodinamico molto generico. Si tratta di una caratteristica distintiva del presente progetto di ricerca, laddove gli strumenti idrodinamici tipicamente usati per stimare le prestazioni delle turbine ad asse verticale sono basati su modelli semplificati tipo blade element theory e isolated vortex methods (Pawsey, 2002). La metodologia proposta utilizza un modello completamente tridimensionale non-stazionario non-viscoso, fondato su una formulazione agli elementi di contorno (cfr. Greco et al., 2004, riguardo l'applicazione all'idrodinamica dei propulsori marini). Questo è un metodo universalmente riconosciuto per studiare le prestazioni dei rotori così come quelle dei mezzi marini e degli aerei. Tale metodologia si focalizza sulle pale della turbina in quanto esse sono le componenti responsabili della generazione del momento torcente, proveniente dalle forze idrodinamiche trasmesse dal flusso di acqua sulla superficie delle pale. La vorticità rilasciata dalle pale e la generazione dell'associata forza idrodinamica è descritta anche attraverso un adeguato modello di scia. Il modello di scia consente anche di considerare la perdita di forza causata dall'interazione tra la scia rilasciata da ciascuna pala e la superficie delle altre pale. Il contributo della viscosità viene stimato con opportuni modelli correttivi, utili a calcolare la resistenza da attrito sulla superficie delle pale. La simulazione numerica del funzionamento della turbina può essere usata per determinare la coppia e la potenza fornita come una funzione della velocità della corrente e della velocità di rotazione della turbina. Analogamente, gli effetti tridimensionali così come quelli dovuti alla non-stazionarietà, possono essere studiati per analizzare gli effetti dei parametri di forma delle pale (sezione del profilo, allungamento), del numero di pale, del diametro della turbina. 3

20 Turbine ad asse verticale per lo sfruttamento delle correnti marine: l idea Kobold Il termine turbina Kobold denota una turbina dotata di rotore multi-pala ad asse verticale completamente sommerso in mare e soggetto ad una corrente marina. Ogni pala è ad asse rettilineo ed ha una pianta rettangolare e un alto rapporto di allungamento (rapporto tra la lunghezza e corda della pala). Le pale sono connesse all asse della turbina tramite uno o più bracci e sono libere di ruotare attorno all asse della cerniera che le vincola ai bracci stessi tra due posizioni estreme fissate. Un disegno di una tipica turbine a tre pale è mostrato in Fig. 1, mentre in Fig. 2 viene mostrata la cinematica e la composizione delle forze nel piano orizzontale. Fig. 1: Componenti di una tipica turbine a tre Fig. 2: Descrizione della cinematica della turbine e delle forze idrodinamiche agenti nel piano orizzontale Il meccanismo di conversione dell energia cinetica della corrente marina in energia meccanica e successivamente elettrica è molto semplice. Le forze di natura idrodinamica che il fluido esercita sulle pale della turbina generano una coppia che pone in rotazione la turbina attorno al suo asse. Utilizzando un generatore elettrico, la potenza meccanica all asse della turbina viene quindi convertita in potenza elettrica disponibile per l immissione nella rete. Un aspetto importante che caratterizza questo tipo di tecnologia rispetto a tecnologie alternative è che la turbina è in grado di produrre potenza indipendentemente dalla direzione della corrente marina. Inoltre la Kobold è una turbina autoavviante ovvero, partendo da ferma non richiede nessuna coppia di spunto esterna per essere posta in rotazione: ciò è possibile perché le pale sono libere di aggiustarsi al flusso locale grazie al moto di pitch di cui sono dotate. Dalla descrizione della turbina risulta evidente che la produzione di potenza dalle correnti marine è sostanzialmente legata alle forze di natura idrodinamica che l acqua esercita sulle pale. In realtà le prestazioni globali della turbina sono il risultato di una interazione di diverse componenti. In particolare il progetto della piattaforma galleggiante cui è connessa la turbina e degli ormeggi che ancorano la piattaforma al fondo marino sono fondamentali per garantire che il rotore lavori in una posizione stabile ed ottimale per lo sfruttamento della corrente. Non meno importante è l identificazione delle caratteristiche del generatore elettrico che consenta una efficiente conversione di energia meccanica in elettrica. Il progetto di una turbina ad elevata efficienza è dunque il risultato di un lavoro multidisciplinare nel quale lo studio dell idrodinamica delle pale nelle reali condizioni di funzionamento rappresenta necessariamente il primo passo. La profonda conoscenza del meccanismo secondo cui vengono generate le forze idrodinamiche sulle pale e lo sviluppo di strumenti progettuali in grado di affiancare il progettista nelle scelte consente di realizzare turbine ad alta efficienza e dunque di massimizzare la produzione di potenza per una determinata corrente marina. Gli aspetti fisici che entrano in gioco nella valutazione delle prestazioni di questo tipo di turbina sono molto complessi e dunque l approccio più appropriato prevede di coniugare attività sperimentale e studi di natura teorica. Questo tipo di approccio è quello descritto in questo lavoro. In particolare tre fasi dell attività condotta presso l INSEAN possono essere identificate: comprensione dei fenomeni fisici legati alla produzione di energia meccanica tramite sperimentazione su modelli in scala della turbina 4

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