La Ricerca nei Dipartimenti di Ingegneria

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1 Università di Roma La Sapienza La Ricerca nei Dipartimenti di Ingegneria Triennio Roma, Dicembre 2008

2 Gruppo editoriale Hanno collaborato alla stesura del presente documento: Il Gruppo di Lavoro Ricerca e Immagine della Facoltà di Ingegneria La Giunta di Presidenza della Facoltà di Ingegneria I Direttori dei Dipartimenti Il Preside della Facoltà di Ingegneria 1

3 Indice 1. LA RICERCA IN DIPARTIMENTI DI INGEGNERIA ELENCO DIPARTIMENTI ELENCO CENTRI DI RICERCA AREA INGEGNERIA INDUSTRIALE DIPARTIMENTO INGEGNERIA AEROSPAZIALE E ASTRONAUTICA DIPARTIMENTO INGEGNERIA CHIMICA MATERIALI E AMBIENTE DIPARTIMENTO INGEGNERIA ELETTRICA DIPARTIMENTO FISICA TECNICA DIPARTIMENTO MECCANICA E AERONAUTICA AREA INGEGNERIA DELL INFORMAZIONE DIPARTIMENTO INFORMATICA E SISTEMISTICA ANTONIO RUBERTI DIPARTIMENTO INGEGNERIA ELETTRONICA...25 DIPARTIMENTO SCIENZA E TECNICA DELL'INFORMAZIONE E DELLA COMUNICAZIONE AREA INGEGNERIA CIVILE ED EDILE DIPARTIMENTO ARCHITETTURA E URBANISTICA PER L'INGEGNERIA DIPARTIMENTO IDRAULICA TRASPORTI E STRADE DIPARTIMENTO INGEGNERIA STRUTTURALE E GEOTECNICA DIPARTIMENTO RILIEVO, ANALISI, DISEGNO, DELL AMBIENTE E DELL ARCHITETTURA AREA SCIENZE MATEMATICHE E FISICHE DIPARTIMENTO ENERGETICA DIPARTIMENTO FISICA DIPARTIMENTO METODI E MODELLI MATEMATICI PER LE SCIENZE APPLICATE CENTRI DI RICERCA CISTEC (CENTRO DI RICERCA IN SCIENZA E TECNICA PER LA CONSERVAZIONE DEL PATRIMONIO STORICO-ARCHITETTONICO) CNIS (CENTRO RICERCA PER LE NANOTECNOLOGIE APPLICATE ALL INGEGNERIA DELLA SAPIENZA) CRAS (CENTRO DI RICERCA AEROSPAZIO DELLA SAPIENZA)

4 3 Facoltà Ingegneria

5 1 LA RICERCA IN INGEGNERIA Le attività di ricerca presso la Facoltà di Ingegneria della Sapienza sono sviluppate nell ambito di 15 Dipartimenti e 4 Centri di Ricerca. Scopo di questo rapporto è di offrire una panoramica delle attività di ricerca svolte da Professori e Ricercatori della Facoltà di Ingegneria. La descrizione è articolata illustrando le tematiche di ricerca sviluppate all interno dei diversi Dipartimenti raggruppati secondo quattro aree culturali: Ingegneria industriale Ingegneria dell informazione Ingegneria civile ed edile Scienze matematiche e fisiche. Le tematiche di ricerca di spiccato carattere multidisciplinare, che sono principalmente sviluppate presso i Centri di Ricerca, riguardano i settori: Scienza e tecnica per la conservazione del patrimonio storico-architettonico (CISTEC); Nanotecnologie applicate all ingegneria (Centro di Ricerca per le Nanotecnologie applicate all Ingegneria della Sapienza CNIS); Aerospazio (Centro di Ricerca Aerospazio della Sapienza CRAS); I Dipartimenti e i Centri presiedono al coordinamento ed alla promozione della ricerca nei diversi settori sopraelencati. Le attività svolte in ambito dipartimentale sono tipicamente a carattere settoriale, mentre la ricerca sviluppata presso i centri riguarda tematiche interdisciplinari e richiede una forte integrazione di conoscenze nei diversi settori dell ingegneria e delle scienze. Alcune tra le linee di ricerca di interesse strategico sviluppate all interno dei Dipartimenti e dei Centri di ricerca di Ingegneria riguardano in particolare le tematiche dell Energia, dell Ambiente, della Sicurezza, della Bioingegneria e delle Biotecnologie, della Mobilità Sostenibile, dei Materiali e dei Beni Culturali. 1.1 Elenco Dipartimenti Area Ingegneria Industriale Dipartimento Ingegneria Aerospaziale e Astronautica Dipartimento Ingegneria Chimica Materiali e Ambiente Dipartimento Ingegneria Elettrica Dipartimento Fisica Tecnica Dipartimento Meccanica e Aeronautica Area Ingegneria dell Informazione Dipartimento Informatica e Sistemistica Antonio Ruberti Dipartimento Ingegneria Elettronica Dipartimento Scienza e Tecnica dell'informazione e della Comunicazione Area Ingegneria Civile ed Edile Dipartimento Architettura e Urbanistica per l'ingegneria Dipartimento Idraulica Trasporti e Strade Dipartimento Ingegneria Strutturale e Geotecnica Dipartimento Rilievo, Analisi, Disegno, dell Ambiente e dell Architettura Area Scienze Matematiche e Fisiche Dipartimento Energetica Dipartimento Fisica 4

6 Dipartimento Metodi e Modelli Matematici per le Scienze Applicate 1.2 Elenco Centri di Ricerca CISTEC (Centro di Ricerca in Scienza e Tecnica per la Conservazione del Patrimonio Storico- Architettonico) CNIS (Centro di Ricerca per le Nanotecnologie applicate all Ingegneria della Sapienza) CRAS (Centro di Ricerca Aerospazio della Sapienza) 5

7 2 AREA INGEGNERIA INDUSTRIALE 2.1 Dipartimento Ingegneria Aerospaziale e Astronautica Presentazione Il Dipartimento di Ingegneria aerospaziale e astronautica è costituito da docenti afferenti alla Facoltà di Ingegneria ed alla Scuola di Ingegneria Aerospaziale. La panoramica sulle attività di ricerca di seguito riportata si riferisce esclusivamente al personale del Dipartimento afferente alla Facoltà di Ingegneria, che consiste di tre professori ordinari, due professori associati e due ricercatori. Attività di Ricerca Il Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale e Astronautica articola la sua attività di ricerca nei settori delle costruzioni, strutture, impianti e sistemi aerospaziali. I docenti del dipartimento afferenti alla Facoltà di Ingegneria hanno sviluppato nel corso degli ultimi anni attività di ricerca nel settore delle costruzioni e strutture aerospaziali ed in particolare nelle seguenti tematiche specifiche: Meccanica computazionale dei solidi e delle strutture per problemi statici, dinamici lineari e nonlineari, tramite tecniche ad elementi finiti, boundary elements, metodi perturbativi Strutture (laminati metallici, materiali compositi, compositi in fibra naturale, materiali intelligenti, strutture adattative, protezioni termiche, strutture gonfiabili) Controllo di vibrazioni e sistemi di monitoraggio dell integrità strutturale Ottimizzazione strutturale e ottimizzazione per progetto multidisciplinare (MDO) Caratterizzazione dei materiali di impiego aerospaziale Aeroelasticità di velivoli ad ala fissa e rotante ed aeroelasticità di lanciatori Aerotermoelasticità Vibroacustica Analisi modale sperimentale. Aggiornamento di modelli strutturali agli elementi finiti su base sperimentale Dinamica dei sistemi multibody per applicazioni spaziali Concurrent engineering e progettazione di sistemi satellitari Cost engineering Laboratori Laboratorio di calcolo numerico di Costruzioni e strutture aerospaziali Le risorse di calcolo del Dipartimento coprono un ampia gamma, strumenti di calcolo per la simulazione numerica dei diversi modelli teorici inerenti le strutture, le costruzioni, gli impianti ed i sistemi aerospaziali. Il laboratorio è dotato dei principali software commerciali di analisi ad elementi finiti e di software di ricerca prodotti in proprio sulle principali tematiche di ricerca. 6

8 Laboratorio sperimentale di Costruzioni e Strutture Aerospaziali Il Laboratorio sperimentale del gruppo di Costruzioni e Strutture Aerospaziali si articola in tre sezioni distinte con relative attrezzature: - Laboratorio di Dinamica Strutturale Sperimentale pacco accelerometrico, sistemi di acquisizione, vibratore, martelli strumentati. - Laboratorio di Strutture Intelligenti sensori/attuatori PZT, analizzatori di segnale, catene di controllo PID a feed back. - Laboratorio di Strutture articolate bracci meccanici articolati, schede di controllo per la guida e controllo dei sistemi articolati. - Laboratorio di Prove sui Materiali macchine di prova di trazione, macchine per l analisi della fatica dei materiali, dispositivi ad ultrasuoni per analisi non distruttive. Collaborazioni di ricerca Nel triennio, il Dipartimento ha partecipato a numerosi programmi di ricerca nazionali ed internazionali nel settore spaziale. Ha inoltre attivato collaborazioni di ricerca con gli enti di seguito riportati. ESA- Estec, Agenzia spaziale europea, sede di Noordwijk ESA- Esrin, Agenzia spaziale europea, sede di Frascati ESA- HQ, Agenzia spaziale europea, Thales Alenia Space Italia sede di Parigi Telespazio AVIO CSM, Centro Sviluppo Materiali Aerosekur Kaiser Italia Carlo Gavazzi Space CIRA Ministero dell Interno 7

9 2.2 Dipartimento Ingegneria Chimica Materiali e Ambiente Ingegneria chimica Metallurgia Materie Prime Montedoro Chimica Latina Presentazione Le radici dell attuale Dipartimento risalgono al lontano 1876 quando nella Scuola d Applicazione per gli Ingegneri di Roma venne introdotta la disciplina della Chimica Applicata ai Materiali da Costruzione (poi integrata dalla Chimica Industriale) con sede, a partire dal 1895, nella palazzina adiacente Via delle Sette Sale allo scopo costruita (Istituto di Chimica Applicata e Industriale). La creazione dei Dipartimenti costituì l occasione per unificare sinergicamente in una unica struttura anche altri Istituti interessati ai processi chimici e ai materiali intesi in senso lato. Nacque così nel 1983 il Dipartimento di Ingegneria Chimica, dei Materiali, delle Materie Prime e Metallurgia, recentemente rinominato Dipartimento di Ingegneria Chimica Materiali Ambiente. Al nuovo grande Dipartimento, che conta oggi circa 70 professori e ricercatori, afferirono i docenti degli ex Istituti di Chimica Applicata e Industriale, Chimica per Ingegneria, Arte Mineraria, Metallurgia. Il Dipartimento è attualmente ripartito in cinque sedi, tre delle quali all interno dell area di Via Eudossiana, una a Via del Castro Laurenziano e un altra a Via dell Arancio. E inoltre collegato alla sede didattica di Latina. I docenti del Dipartimento svolgono attività didattica praticamente in tutti i Corsi di Ingegneria, in particolare a Ingegneria Chimica. E sede di tre Corsi di Dottorato: Processi Chimici Industriali, Ingegneria Chimica dell Ambiente, Ingegneria dei Materiali e delle Materie Prime, di un Centro di Ricerca interdipartimentale (CISTeC) e di un Centro di ricerca interuniversitario (CITCA). E sede di una notevole attività di ricerca, che copre un campo molto vasto di tematiche, testimoniata da un numero elevato di pubblicazioni (oltre 1000 ogni anno) e di collaborazioni internazionali. Svolge una intensa attività di consulenza tecnologica a favore di industrie ed istituzioni pubbliche in settori che vanno dall energia, all ambiente, ai materiali, alle materie prime e metallurgia. Attività di Ricerca Le attività di ricerca sono organizzate nell ambito delle macroaree di seguito elencate. Ambiente e Sicurezza Impatto Ambientale; Monitoraggio e Trattamento di: acque, solidi, emissioni gassose, suoli e siti contaminati. Stoccaggio della CO2, Sicurezza negli impianti chimici, analisi di rischio nel trasporto merci pericolose, rischio nelle gallerie. Biotecnologie Tecnologie per l industria alimentare, Farmaceutica, Biomedica e Bioecologica, Studio di materiali protesici. 8

10 Energia Produzione e stoccaggio di idrogeno, Idrati del gas naturale, Geotermia e Fluidi Energetici, Processi di raffinazione e petrolchimici, Processi di produzione e stoccaggio di idrocarburi, Biomasse. Chimica delle tecnologie Elettrochimica, Processi e sintesi, Accumulo e Produzione di energia mediante batterie al litio e litio-ione e celle a combustibile. Materiali e metallurgia Materiali Metallici, Materiali ceramici, compositi e da costruzione, Rivestimenti e Materiali nanostrutturati, Indagini non distruttive, Bitumi e polimeri. Materie prime Modellizzazione giacimentologica, Remote Sensing, Caratterizzazione e Valorizzazione di minerali industriali. Restauro e beni culturali Archeometallurgia; Protettivi e consolidanti per materiali lapidei; Rocce ornamentali, malte e materiali ceramici per il restauro; Modellazione Microambientale. Laboratori Sede Ingegneria Chimica Idrati dei gas; Beni Culturali; Processi e Prodotti per l Energia; Chimica Applicata; Materiali Compositi e controlli non distruttivi; Leganti inorganici e calcestruzzi; Analisi strumentale e controllo dei materiali; Ingegneria alimentare e impianti biochimici. Sede Metallurgia Metallografia ottica ed elettronica; Caratterizzazione meccanica e metallurgia chimica; Idrogeno; Rivestimenti strutture e superfici; Tricologia. Sede Chimica Elettrochimica; Analisi termica. Sede Montedoro Corrosione e protezione dei materiali; Prove meccaniche; Trattamenti e rivestimenti; Caratterizzazione microstrutturale dei materiali. Sede Materie Prime Processi di recupero di scarti industriali; Caratterizzazione chimico-fisica e trattamento di materiali e terreni contaminati; Valorizzazione dei fluidi del sottosuolo; Processi di riciclo/recupero di materiali. Sede Latina 9

11 Processi di riciclo/recupero; Controllo di qualità in ambito agroalimentare; Tecniche di telerilevamento; Monitoraggio di polveri e rumore; Valutazioni di impatto ambientale. CITCA (Centro Interuniversitario di Tecnologia e Chimica dell' Ambiente) L'attività di ricerca del Centro Interuniversitario di Tecnologia e Chimica dell' Ambiente, avviato nel 1988, si espleta nell esecuzione di progetti finanziati dal MIUR, e da parte di Enti pubblici e privati. I risultati dell attività scientifica sono documentati da oltre 150 pubblicazioni su riviste internazionali o su atti di congressi nazionali o internazionali. Inoltre è stata sviluppata una intensa attività di ricerca applicata per conto terzi a servizio di importanti amministrazioni pubbliche nell ambito di progetti coordinati dal Ministero dell Ambiente attinenti principalmente la caratterizzazione e la bonifica di siti contaminati. Museo di Arte e Giacimenti Minerari Il Museo di Arte e Giacimenti Minerari nasce nel 1984 da una donazione dell'associazione Assomarmi di 100 lastre di rocce ornamentali italiane. E ospitato presso la Facoltà d'ingegneria del Polo di Latina, dove trova posto la nuova collezione di rocce e minerali industriali, il cui principale scopo è di fornire un supporto alla didattica insieme con una strumentazione microscopica minima indispensabile per lo studio delle strutture e tessiture delle rocce e delle mineralizzazioni presenti in esposizione. Il Museo ha partecipato negli anni passati all attività collettiva dei Musei d Ateneo, con l allestimento di alcune mostre: una prima dal titolo: Misure, Idee per un Museo della Scienza si è allestita Moduli e rapporti: la giusta dimensione ; una la seconda dal titolo: Suoni. Natura e Cultura, con la realizzazione di un video dal titolo: Suoni: la trasfigurazione dei rumori. Il museo partecipa ad attività scientifiche di ricerca oltre che di divulgazione, co-finanziando progetti come il PRIN dal titolo: Le cave "continue": caratterizzazione merceologica delle rocce ornamentali laziali dal passato al presente ; ha inoltre avviato la pubblicazione di una collana dal titolo: Letture di Georisorse e Ambiente con un primo numero della collana che ha pubblicato i contributi della Giornata di Studio Georisorse e Ambiente svoltasi a Firenze presso l Aula Strozzi del Museo di Storia Naturale dell Università di Firenze e organizzata nell ambito del Gruppo GABeC e SIMP con il contributo del Museo. Attualmente il Museo è impegnato nell organizzazione sempre per il GABeC della Scuola Estiva: Beni Culturali, i materiali lapidei, georisorse e patrimonio storico che si terrà a Latina nel giugno 2009 con il patrocinio della SIMP. Collaborazioni di ricerca Si riportano di seguito le collaborazioni di ricerca attivate nell ambito delle macroaree tematiche sopra riportate. 10

12 Ambiente e Sicurezza APAT, Colgate Palmolive, ISPESL, FIBE, CESI, Depura, Smart Materials Thecnologies, Centro Rottami, ANAS, SO.G.I.N., Comunità Montana del Velino, Pistoiambiente, EcoferAmbiente, SINECO, Comune di Sermoneta, Lamaro Appalti, TECHNIP Italy, Comune di Gavignano, Alma Petroli, ENEL, Estrazioni Generali, Comune di Latina, Golder Associates srl. Dipartimento della Protezione Civile e Rete Ferroviaria Italiana, ABBOTT SpA. Biotecnologie PANGEA, AGRICONSULTING, EVITHERM (Progetto U.E), Montalbano Industria Agroalimentare, PRORAS, E.ONE. Energia Consorzio SIM, ENEA, MCC-EVER Energia Verde, Biomasse Italia, SnamProgetti, ENI SpA, SIB, ENERGO, Conser, Mokveld BV, Programma Thermie (CEE), ENEL Trade. Chimica delle tecnologie Procter & gamble, Labor, CESI, ENEA Materiali e metallurgia ALENIA Aeronautics, Unicemento, CIRA, Italferro, CSM, CESI, IDRA, Lunarossa Challenger, Modena Scarl, Assing, ENEA, Orthfix, Olga. Materie Prime Comune di Cisterna di Latina, G.M.C.&C., Estrazioni Generali srl, Surface srl. Restauro e beni culturali Progetti Europei: Graffitage; Comune di Roma, Sovrintendenza Archeologica di Roma e Regionale del Lazio. Altre Sovrintendenze nazionali, Monastero di Santa Caterina Sinai. 11

13 2.3 Dipartimento Ingegneria Elettrica Presentazione Il Dipartimento di Ingegneria Elettrica fu fondato nel 1983, dalla riorganizzazione dell Istituto di Elettrotecnica già attivo da oltre un ventennio. Le attività di ricerca svolte nell ambito del Dipartimento sono focalizzate su temi di ricerca che spaziano dai sistemi e impianti elettrici di potenza, alle macchine, i convertitori e gli azionamenti elettrici, alla compatibilità elettromagnetica e alle nanotecnologie. I settori applicativi delle ricerche svolte presso il Dipartimento sono molto diversificati e si estendono dal settore dell energia, a quello dell ambiente, della sicurezza, della mobilità, dell aerospazio, dell elettronica di potenza, delle tecnologie avanzate, dei materiali multifunzionali. Nel 2008, il Dipartimento di Ingegneria Nucleare è confluito nel Dipartimento di Ingegneria Elettrica. Il Dipartimento annovera tra i suoi membri ricercatori di reputazione internazionale come il Presidente Elect per il biennio della IEEE Electromagnetic Compatibility Society e il Past-Editor in Chief di IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. Tra i membri del Dipartimento, alcuni docenti appartengono a comitati editoriali di prestigiose riviste scientifiche internazionali o sono stati presidenti di importanti conferenze internazionali facenti capo a qualificate associazioni internazionali, quali la IEEE, o presidenti di comitati di programma di conferenze internazionali legate alle stesse associazioni. Infine, i membri del Dipartimento hanno pubblicato, nel triennio , articoli scientifici nelle più prestigiose riviste scientifiche internazionali di settore. Attività di Ricerca Le attività di ricerca sono organizzate nell ambito delle aree di seguito descritte. Convertitori, Macchine e Azionamenti Elettrici Macchine elettriche a magneti permanenti a flusso assiale (AFPM); motori ed azionamenti per applicazioni automotive; azionamenti per motori a magneti permanenti con sensori di posizione a bassa risoluzione; convertitori DC/DC bidirezionali per l impiego di supercondensatori; sistemi stand-alone per la generazione combinata dell energia (SAPS); analisi FEM e ottimizzazione di macchine elettriche; diagnostica e monitoraggio di macchine elettriche; sistemi di propulsione per autoveicoli leggeri e pesanti a basso impatto ambientale in configurazione ibrido termico-elettrico serie e parallelo. Elettrotecnica e Compatibilità elettromagnetica Compatibilità elettromagnetica; interferenze elettromagnetiche a bordo di aeromobili; misure in camera riverberante; schermatura elettromagnetica; dispositivi MHD; analisi di problemi elettrici, magnetici, termici e meccanici di tipo accoppiato; sistemi di protezione contro le scariche atmosferiche; tecniche di ottimizzazione multi-obiettivo implementate su architetture parallele. 12

14 Misure Elettriche ed Elettroniche Reti di sensori wireless per applicazioni di power quality; strumentazione virtuale; calibrazione di strumentazione elettronica; sistemi per il rilevamento di telefoni cellulari; impedenzometria trans toracica; metodologie didattiche per l ingegneria. Nanotecnologie per l ingegneria elettrica Materiali nanostrutturati multifunzionali: progettazione, modellistica, caratterizzazioni elettromagnetiche; nano-interconnessioni di nanotubi di carbonio; progettazione e modellistica di micro-nanodispositivi elettrici ed elettromagnetici. Sistemi Elettrici per l Energia Pianificazione delle reti di trasmissione e distribuzione dell energia elettrica; affidabilità e qualità dell'alimentazione elettrica nei sistemi di distribuzione per il trasporto ferroviario e metropolitano; sistemi elettrici aeronautici e per satelliti; impianti di produzione di energia elettrica; conduttori di nuova generazione per linee elettriche aeree in AT; nuovi materiali isolanti per le linee in cavo; studi di sostenibilità ambientale in relazione all emissione di CO 2 e SF 6 per linee e stazioni elettriche; fulminazione diretta delle linee elettriche aeree; sistemi di protezione per grandi transitori; metodi innovativi di ripristino del sistema elettrico nazionale in caso di blackout; trasmissione a mezza lunghezza d onda; trasmissione con cavi sottomarini a 400kV; reti di terra; procedure di integrità e sicurezza nell esercizio degli impianti elettrici; domotica e building automation. Fisica del Reattore Sviluppo di impianti nucleari di quarta generazione: reattori veloci refrigerati a gas ed a sodio; sviluppo del codice di calcolo ERANOS per il progetto neutronico di reattori nucleari a spettro neutronico veloce e di reattori a gas/grafite a spettro neutronico termico/epitermico. Impianti Nucleari Impianti nucleari a sicurezza intrinseca; reattori nucleari di nuova generazione a spettro neutronico veloce e refrigerati a sodio; sistema innovativo di trasferimento del calore dal nocciolo al sistema di utilizzo dell energia, potenzialmente altamente competitivo; impianti nucleari a fusione.; sistemi di generazione elettrica basati sull'impiego dell'energia nucleare e della conversione termoelettrica, per applicazioni spaziali. Misure Nucleari Sistemi di diagnostica industriale non distruttiva basati su tecniche radiografiche e topografiche con neutroni, raggi gamma e raggi X ad alta energia, analisi ultrasonora, analisi con correnti parassite; studi sull'incenerimento degli isotopi di elementi transuranici nell'ambito di indagini sulla variazione della composizione isotopica del combustile nucleare. Ricerche sul monitoraggio di radioattività naturale e artificiale in aria, acqua e suolo. Sicurezza nucleare e per impianti ad alto rischio Partecipazione a benchmark internazionali sulla validazione ed implementazione di modelli di simulazione di scenari NBC e TIC. Realizzazione di uno strumento software georeferenziato, destinato al Dipartimento di Protezione Civile, per la valutazione della vulnerabilità globale del territorio italiano dovuta alla sovrapposizione del rischio industriale e del rischio naturale (sismico ed idrogeologico), con particolare riferimento ai siti su cui insistono le attività ex art. 8 del D. L.gs 344/99 (impianti a rischio di incidente rilevante). Laboratori Laboratorio Alte Tensioni Impianto per prove con tensioni impulsive fino a 600 kv e 15 kj; divisore capacitivo smorzato (tempo di risposta <40ns), divisore resistivo (tempo di risposta <60ns); shunt per la misura della corrente impulsiva; sistema di acquisizione ed elaborazione automatica dei segnali e per il controllo digitale dell impianto; trasformatore elevatore 150 kv, 50 kva; misuratore della 13

15 rigidità dielettrica di oli isolanti fino a 80 kv; rigidimetro fino a tensioni di 6 kv in d.c. e 12 kv ina.c.; misuratore di tangdelta di oli isolanti (2kV; fino a 90 C). Laboratorio di Compatibilità Elettromagnetica Camera riverberante (500 MHz 18 GHz); sistemi per caratterizzazione elettrica ed elettromagnetica di materiali (misure di sheet resistance, misure permettività complessa fino a 18 GHz); sistema per misure di efficienza di schermatura di materiali e strutture scatolari (1 MHz 18 GHz); analizzatori vettoriali di rete a due porte (30 khz 6 GHz; 40 MHz 40 GHz); amplificatori di potenza (10 khz 4.2 GHz); analizzatori di spettro, generatori di forme d onda arbitrarie; oscilloscopi; antenne (30 khz 18 GHz); sensori di campo magnetico, sensori di campo elettromagnetico. Sezione Nanotecnologie: stazione di micromanipolazione per misure elettriche ed elettromagnetiche (d.c. 67 GHz) e misura dei parametri di scattering di micro dispositivi; analizzatore vettoriale di rete a quattro porte (fino a 67 GHz) (di prossima acquisizione); sistema per la caratterizazione elettromagnetica di di materiali nanostrutturati e film sottili nanostrutturati. Laboratorio di Distribuzione ed Utilizzazione dell Energia Elettrica 24 postazioni PC collegati tramite rete wireless, dotati di software tecnico per gli impianti elettrici di distribuzione ed utilizzazione. Il laboratorio dispone di: 2 unità in media tensione per la simulazione di procedure di sicurezza, strumento di misura e verifica di impianti tipo CA 6115N Chauvin Arnoux, analizzatore di rete elettrica Nanovip Plus Elcontrol Energy, pinza amperometrica ad alta sensibilità, Simple Logger L110 Chauvin Arnoux. Laboratorio di Impianti Elettrici Sorgenti di alimentazione di potenza in corrente alternata, fino a 6 kw, con trasformatori di isolamento sia monofase che trifase; carichi elettrici non lineari sia monofase che trifase. Strumentazione per le verifiche degli impianti elettrici e degli impianti dispersori di terra sia per prove standard che per attività di ricerca; strumentazione di misura sia digitale che analogica per tensioni, correnti, potenze, assorbimenti di carichi non lineari, transitori; completano la dotazione sistemi vari di acquisizione digitale con campionamento fino a 1 Gs/s e con risoluzione fino a 12 bit, corredati di adattatori di misura sia per correnti continue che correnti alternate. Laboratorio di Macchine ed Azionamenti Elettrici Banchi freno dinamici, fino alla potenza di 150 kw, per la verifica sperimentale di prototipi di macchine elettriche e di azionamenti elettrici. I banchi sono dotati di torsiometri e wattmetri per la misura accurata di potenza meccanica ed elettrica, anche in presenza di alimentazione da convertitori elettronici di potenza. Sono disponibili alimentatori programmabili di potenza fino a 15 kw in corrente continua ed in corrente alternata e numerosi oscilloscopi per la verifica delle grandezze elettriche di alimentazione di macchine ed azionamenti elettrici. Laboratorio di Misure Elettroniche Il laboratorio dispone di calibratore Fluke 5320, calibratore Fluke 5520 Laboratorio Tecnologie Elettriche Impianto di prove a scariche parziali su materiali isolanti e componenti in alta tensione; un sistema di acquisizione ed elaborazione automatica dei segnali dovuti alle scariche, acquisiti sia in modalità narrow band (80 khz) che ultra wide band (1GHz). Collaborazioni di ricerca I Docenti del Dipartimento hanno ricevuto nel triennio finanziamenti di ricerca nell'ambito di programmi di ricerca nazionali, internazionali e comunitari. Di rilievo è la partecipazione al progetto europeo HIRF SE, coordinato da Alenia Aeronautica, finanziato dalla 14

16 Comunità Europea nell'ambito del FP7 per un totale di 17 milioni di Euro. Di seguito sono elencati gli enti con i quali il Dipartimento ha stipulato accordi di collaborazione e contratti di ricerca. Alenia Aeronautica Alstom Ansaldobreda APAT Comune di Roma Comunità Europea Direzione degli Armamenti Navali (NAVARM) Stato Maggiore della Marina Militare Italiana (MARISTAT). General Motors Italtel SpA ISPESL Lucchi Elettromeccanica Met.Ro. S.p.A. MIUR Nexans Italia S.p.A. Oerlikon-Contraves Olivieri Group RAI RFI Gruppo Ferrovie dello Stato Selex Sistemi Integrati Sulzer Canada (in fase di definizione) TEIAS Turkish Electricity Transmission Company(Turchia) Terna S.p.A. Teuco Guzzini Thales Alenia Space Trenitalia VRA Volta River Authority (Ghana) 15

17 2.4 Dipartimento Fisica Tecnica Presentazione Nel 1983 l'istituto di Fisica tecnica, a seguito della riforma Universitaria, si divide tra i neoformati Dipartimenti di Energetica e di Tecnica dell'edilizia e del Controllo Ambientale (TECA); tale suddivisione rimarrà operante sino al 1991, anno nel quale si costituisce il Dipartimento di Fisica Tecnica riunendo tutti i docenti dell'università di Roma afferenti alla Fisica Tecnica. Gli anni '90 sono caratterizzati da una espansione delle tematiche tipiche della Fisica Tecnica verso università di nuova formazione a Roma (Tor Vergata e Terza Università) e nell'italia Centrale (Abruzzo e Umbria), mentre si concretizza, a seguito di una nuova riforma universitaria, il processo di differenziazione e raggruppamento, iniziato negli anni '80, degli insegnamenti in 'Fisica Tecnica Ambientale' e 'Fisica Tecnica Industriale'. Attività di ricerca L attività di ricerca è articolata sulle tematiche di seguito riportate: - Progetto Guardian (Antenna acustica per il rilevamento delle traiettorie di aeromobili - Interferometria acustica a quattro microfoni e in ipotesi di fronti d onda quasi sferici - Fotometria e colorimetria digitale remota per diagnostica e monitoraggio di opere d arte - Studio di impianti per la produzione di fotocelle a CdT e per fotovoltaico solare - Qualità dell aria e dell acqua: tecniche di disinfezione e controllo della biocontaminazione - Convezione naturale all interno di cavità caratterizzate da flussi termici multidirezionali - Convezione libera in liquidi ed aeriformi - Ottimizzazione energetica di sistemi integrati frigoriferi/condizionatori basati sul ciclo inverso ad aria Brayton-Joule - Prestazioni acustiche di barriere stradali e ferroviarie con superficie interna diffondente - Rilevazione di mine anti-uomo sepolte negli strati superficiali del terreno mediante metodi termici basati sul riscaldamento localizzato - Conduzione termica all interno di materiali fortemente anisotropi - Studio campi termici in terreni con cavi elettrici percorsi da corrente - La qualità dell aria nei sistemi di trasporto su gomma - Acustica dei teatri antichi all aperto - Illuminazione d accento in ambienti di rilevanza culturale - Monitoraggio della qualità ambientale nei musei, nelle esposizioni e nelle operazioni di trasporto delle opere d arte - Atlante delle caratteristiche fisico-tecniche e dei degradi dei materiali e delle strutture antiche - Mappatura di sensibilità agli sversamenti petroliferi delle coste italiane - Tecnologie avanzate per edifici eco-compatibili nelle aree protette - Impatto ambientale nella realizzazione di metropolitane interrate - Illuminazione naturale e artificiale: materiali, sistemi e tecniche innovative 16

18 Laboratorio di acustica Fonometri, sorgenti, analizzatori Laboratori Laboratorio di illuminotecnica ed energia raggiante Acquisitori, spettrometri,luxmetri, termo camere, sensori luce solare, misuratori di base dell ambiente luminoso Laboratorio di termifluidodinamica sperimentale Acquisitori, sensori, sistemi PIV, attrezzatura di base, officina lavorazione e costruzione sezioni di prova Laboratorio di qualità dell aria: Gascromatografo, misuratori di inquinanti gassosi, di polveri, attrezzature di base per il rilievo termo-igrometrico, bocchette auto azionate per la ventilazione di ambienti, efficienza della compartimentazione in ambiente ospedaliero, efficienza di impianti a pannelli radianti in peresenza di arredamento Collaborazioni di ricerca - MIUR - Ministero del Lavoro - Enea - ISPESL - Ministero dell Ambiente e della tutela del Territorio e del Mare - Istituto superiore della sanità - CNR - Seap - Crpr della regione siciliana - IEA - Comune di Roma - STA - EOS 3 Troia - Fintermica - Cofatech - Enav - SAGA - D Appolonia - SCARL (metro B1) - IECA Italia - Fondazione cassa di Risparmio di Roma 17

19 2.5 Dipartimento Meccanica e Aeronautica Presentazione Il Dipartimento di Meccanica e Aeronautica (DMA) fu istituito nel 1982, dalla fusione dell Istituto di Macchine e di Tecnologie Meccaniche (fondato nel 1950), dell Istituto di Aerodinamica (fondato nel 1929, dell Istituto di Propulsione Spaziale (fondato nel 1950) e dell Istituto di Meccanica Applicata (fondato nel 1965). Attualmente è collocato in quattro sedi situate presso l edificio storico della Facoltà di Ingegneria a San Pietro in Vincoli. E composto da 60 docenti (tre dei quali afferenti alla Scuola di Ingegneria Aerospaziale) e 16 membri del personale tecnico-amministrativo e bibliotecario. Lo scopo istituzionale del DMA è di promuovere e coordinare le attività di ricerca nei settori della meccanica teorica e applicata, della fluidodinamica, della propulsione aerospaziale, delle misure meccaniche e termiche, del progetto tecnologico e nella gestione delle macchine e degli impianti industriali. I docenti del DMA svolgono principalmente la loro attività nei corsi di Laurea in Ingegneria Meccanica (sia per la sede di Roma che per quella di Latina), Aerospaziale, Energetica, Gestionale, Clinica ed in quello di Ingegneria Astronautica (Scuola di Ingegneria Aerospaziale). Il DMA è sede amministrativa dei Corsi di Dottorato in Meccanica Teorica e Applicata e in Ingegneria della Produzione Industriale, è sede consorziata del Corso di Dottorato in Misure Meccaniche per l Ingegneria e partecipa alle attività dei Corsi di Dottorato in Energetica e in Tecnologia Aeronautica e Spaziale. Il DMA inoltre amministra le attività dei corsi di Master Universitario di 2 livello in "Sistemi di Trasporto Spaziale", Ingegneria e Gestione della Qualità, Efficienza Energetica e Fonti Rinnovabili e Management dell Energia e dell Ambiente. Attività di ricerca L attività di ricerca del Dipartimento è suddivisa nelle seguenti aree scientifiche. Fluidodinamica e Meccanica del volo Chimica aero-termica per il rientro del flusso; dinamica dei sistemi biologici e molecolari; studio dei flussi non stazionari di tipo biomedico; aerotemodinamica e aeroacustica computazionale; studio sperimentale e numerico della turbolenza; esperimenti sui fluidi con uso di tecniche LDA, PIV, LIF; gasdinamica e termodinamica dei propellenti solidi dei razzi; idrodinamica navale; simulazione numerica della non stazionarietà delle interazioni delle onde d urto agli strati limite; flussi di gas rarefatti in mezzi fibrosi e porosi; tecniche di shock-fitting per reticoli non strutturati nelle interazione delle onde d urto; stazionarietà dei fluidi incompressibili; propulsione dei getti turbolenti: condizioni iniziali e dipendenza dal numero di Reynolds; vorticità di emissione e forze; turbolenza alle pareti; guida e controllo di veicoli pilotati in remoto; diagnostica; gestione del traffico aereo; simulazione in real-time e hardware-in-the-loop di manovre. 18

20 Impianti Industriali e Operations Management Gestione delle aziende e delle organizzazioni (strategia di business; gestione e valutazione dell innovazione; strutture organizzative e modelli di gestione; total quality management; gestione del rischio; sistemi di gestione per la qualità, l ambiente, la sicurezza; gestione della conformità; valutazione economica, finanziaria e dei costi-benefici). Supply chain management (analisi di fattibilità e progettazione dei sistemi logistici-produttivi; pianificazione integrata degli acquisti, della produzione, distribuzione vendita). Progettazione dei sistemi di produzione e operations managenent (analisi e previsione del mercato; progettazione preliminare del prodotto e del processo; allocazione ed equilibrio delle risorse e sistemi di produzione; localizzazione e configurazione del layout degli impianti e delle risorse; manutenzione, sicurezza e affidabilità; analisi della redditività, delle prestazioni e dell impatto strategico). Sistemi di Potenza e Macchine Termo-Idrauliche Metodo avanzato variazionale per flussi compressibili e incompressibili; applicazione dell intelligenza artificiale alla progettazione dei sistemi termici; convertitori catalitici per automobili; sistemi CHP; combustione e trasmissione di calore: turbine a gas, combustori e bruciatori a biomasse, efficienza energetica; ottimizzazione e simulazione dei sistemi di potenza energetica; salvaguardia dell ambiente; analisi dei componenti e sistemi energetici; simulazione di flussi complessi nei distributori delle turbine, condotti di efflusso e negli stadi delle palettature; progettazione delle prestazioni di turbomacchine in cascata, con particolare riguardo agli effetti di formazione di ghiaccio e corrosione; modellizzazione analitica e CFD con campagne sperimentali; pompe, compressori e giranti, progettazione innovativa e analisi CFD; sistemi di energie rinnovabili; teoria e progetto di turbomacchine. Meccanica Applicata Vibroacustica; metodi energetici nelle vibrazioni; dinamica delle strutture incerte; controllo vibro-acustico basato su metodi piezo; identificazioni di danni ad affreschi; micro robot con cedevolezza autoadattante in chirurgia; modellizzazione dell usura degli utensili da taglio e caratterizzazione tribologica delle superfici; apparecchiatura innovativa per il controllo delle vibrazioni e delle onde acustiche; dinamica di materiali nanostrutturati; problemi inversi in dinamica strutturale. Misure Meccaniche e Termiche Sistemi inerziali innovative per la misura della posa e della posizione di corpi rigidi; piattaforma mobile innovativa per la posturografia dinamica; prove e sviluppo dei sistemi per la produzione e l utilizzazione dell idrogeno; caratterizzazione biomeccanica in vitro dei parametri funzionale delle fibre muscolari e delle caratteristiche viscoelastiche dei tessuti viventi; apparecchiature ad ultrasuoni per diagnosi e terapia; caratterizzazione delle proprietà meccaniche dell osso trasecolare; acustica, rumore e misura delle vibrazioni in ambito ambientale, della salute, e della sicurezza con particolare riguardo agli ambienti ospedalieri; misura delle vibrazioni del braccio e della mano; misura delle vibrazioni dell intero corpo; Functional Reach come indice della stabilità posturale; misura e acquisizione per lungo tempo della postura seduta finalizzata alla riabilitazione di soggetti costretti su sedia a rotelle. Tecnologia Meccanica Finitura e superfinitura di parti meccaniche; burattatura; prototipazione rapida; lavorazione laser; granulazione; lavorazione di materiali compositi. Costruzioni Meccaniche CAE e analisi strutturale tramite FEM; analisi strutturali applicate al restauro del patrimonio culturale; ottimizzazione della progettazione; caratterizzazione delle schiume metalliche finalizzate all assorbimento di energia; meccanica sperimentale; tecniche di analisi dell immagine per lo studio della forma e delle deformazioni; comportamento meccanico delle rotaie (analisi sperimentale e numerica). 19