PIANO TRIENNALE D ATTIVITÀ Approvato dal Consiglio di Amministrazione in data 24 febbraio 2011

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1 PIANO TRIENNALE D ATTIVITÀ Approvato dal Consiglio di Amministrazione in data 24 febbraio 2011

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3 INDICE Presentazione... 5 Executive Summary... 7 PARTE I ELEMENTI GENERALI: STRATEGIE, OBIETTIVI E RISORSE Premessa INRIM - Missione e compiti Riferimenti e contesto internazionale e nazionale La ricerca metrologica internazionale e il piano di sviluppo Europeo (EMRP) La collocazione dell INRIM nel contesto nazionale Consorzi e Convenzioni con ministeri, università e altri enti La visione strategica Stato di attuazione delle attività relative al Obiettivi generali da conseguire nel triennio a Dipartimento b Attività nel c Altri contratti attivi nel d Nuovi contratti, in via di perfezionamento e Ruolo della Regione Piemonte e delle fondazioni f Nuovi campi di attività g Progetti premiali Unità Organizzativa: Servizio tecnico per le Attività rivolte ai Laboratori di taratura (SAL) Risorse e compatibilità finanziaria Programmazione triennale del fabbisogno del personale PARTE II PRESENTAZIONE DELLE ATTIVITÀ Dipartimento Divisione Elettromagnetismo Divisione Meccanica Divisione Ottica Divisione Termodinamica Progetti premiali Servizio tecnico per le Attività rivolte ai Laboratori di taratura (SAL) Direzione generale U.O.: Ufficio di diretta collaborazione del Presidente e del Direttore generale (UDC) U.O.: Segreteria generale (SG) U.O.: Servizi patrimoniali e contabili (SPC) U.O.: Settore Affari del Personale (AP) U.O.: Stipendi U.O.: Relazioni esterne e Biblioteca (RB) U.O.: Servizi generali tecnici (SGT) U.O.: Sistemi informatici Servizi trasversali per specifiche finalità Formazione, comunicazione e diffusione della cultura scientifica (FDC) Sistema di gestione per la qualità (SGQ) Servizio Sicurezza sul Lavoro (SL) Supporto all attività di taratura, misura e prova Servizio per la gestione contrattuale (sarà implementata nel corso del 2011) Appendice 1: Struttura organizzativa dell INRIM Appendice 2: Laboratori principali Appendice 3: Convenzioni con altri Istituti e Università Appendice 4: Acronimi /175

4 TABELLE Tabella 1 - Progetti congiunti (JRP) imera Plus con partecipazione di programmi INRIM Tabella 2 - Pubblicazioni nel quadriennio Tabella 3 - Distribuzione delle pubblicazioni Tabella 4 - Knowledge transfer - altri prodotti di valorizzazione applicativa Tabella 5 - Knowledge transfer - formazione Tabella 6 - Sviluppo delle call di EMRP Tabella 7 - Art.169/EMRP JRP Energy con partecipazione INRIM ed INMRI-ENEA (in corsivo) Tabella 8 - Progetti di ricerca UE attivi nel 2011 diversi da EMRP Tabella 9 - Progetti di ricerca Regione Piemonte, MIUR e altri progetti attivi nel Tabella 10 - Progetti di ricerca - Poli Regionali d Innovazione attivi nel Tabella 11 - Art. 169_ Bando Industry con partecipaz. INRIM ed INMRI-ENEA (in corsivo) Tabella 12 - Art. 169_ Bando Environment con partecipaz. INRIM ed INMRI-ENEA (in corsivo) Tab. 13 Sintesi delle disponibilità del piano e del confronto col triennio (importi in euro) Tab. 14 Sintesi delle spese del piano e del confronto col triennio (importi in euro) 38 Tab Articolazione del preconsuntivo 2010 per tipologia di costi (importi in euro) Tab Articolazione Bilancio di Previsione 2011 per tipologia di costi (importi in euro) Tabella 17 - Dotazione organica e personale TI in ruolo al 31 dicembre Tabella 18 - Personale di ruolo (TI e TD) e altro personale al 31 dicembre Tabella 19 - Personale dipendente TI al termine degli anni Tabella 20a - Dotazione organica e personale TI al 31 dicembre Tabella 20b - Dotazione organica e personale TI al 31 dicembre Tabella 20c - Dotazione organica e personale TI al 31 dicembre Tabella 21 - Personale dipendente TD al termine degli anni Tabella 21a Personale TD al 31 dicembre Tabella 21b Personale TD al 31 dicembre Tabella 21c Personale TD al 31 dicembre Tabella 22 - Assegni e borse di addestramento e di dottorato /175

5 Presentazione L Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM), istituito dal D. Lgs. n. 38 del 21 gennaio 2004 che ha fuso le diverse realtà provenienti dagli Istituti IEN e IMGC-CNR, è divenuto operativo il 1 gennaio 2006 e costituisce il presidio della quasi totalità della metrologia scientifica in Italia per le grandezze fisiche tradizionali (elettriche, acustiche e fotometriche, meccaniche, termiche e di tempo/frequenza), alle quali in un periodo relativamente recente si è aggiunta la metrologia in chimica. La metrologia delle radiazioni ionizzanti è affidata in Italia all Istituto Nazionale di Ricerca delle Radiazioni Ionizzanti dell ENEA (INMRI). E interesse primario del Paese giungere a una unificazione della metrologia scientifica Italiana, come è già avvenuto nei Paesi più avanzati, per affrontare in modo unitario la evoluzione della metrologia in Europa. Sebbene INRIM e INMRI abbiano mantenuto e mantengano un efficace coordinamento nella partecipazione ai programmi metrologici del VII Programma Quadro, tuttavia l unificazione è necessaria per la visibilità in ambito internazionale. Nello svolgimento dei suoi compiti l Istituto partecipa a organismi internazionali di coordinamento della metrologia, collabora con Istituti metrologici esteri e garantisce l infrastruttura metrologica indispensabile allo sviluppo tecnologico del Paese e una distribuzione di servizi di alta qualità. L INRIM svolge un ruolo unico in Italia, collocato all intersezione tra la scienza e tecnologia d avanguardia e il servizio alla Nazione, in risposta alla domanda di misure affidabili, comparabili e accurate, espressa dal mondo industriale, dagli scambi commerciali, dagli organismi pubblici di regolamentazione e controllo e dalla ricerca scientifica. L INRIM contribuisce alla crescita della cultura scientifica nazionale nell ambito specifico della metrologia. L INRIM aderisce all integrazione della metrologia europea sulla base del European Metrology Research Programme che favorisce lo sviluppo di una rete europea decentrata di Istituti Metrologici Nazionali. In questo processo, l INRIM potenzierà le proprie eccellenze e ne svilupperà di ulteriori in funzione delle necessità espresse dal Paese. L attenzione sarà rivolta ai settori portanti dell industria Italiana e ad altri emergenti, caratterizzati dall impiego di nuove tecnologie e nei settori della salute pubblica, dell ambiente e dell energia. Le condizioni di riduzione delle risorse umane e finanziarie sono un fattore di rischio nel mantenimento della posizione dell INRIM in ambito internazionale e Europeo. Tra i compiti di maggior impegno che l INRIM ha dovuto affrontare nel 2010 vi è stato l adempimento degli obblighi posti dal Decreto legislativo 31/12/2009, n. 213, sul riordino degli enti di ricerca, in attuazione dell art. 1 della Legge 27/09/2007,n Secondo i procedimenti enunciati nel decreto stesso e ispirati a principi di autonomia, di trasparenza e efficienza, nonché di sinergia con altre istituzioni e realtà nazionali, i Consigli di Amministrazione degli enti di ricerca, tra i quali l INRIM, integrati da esperti nominati dal MIUR, hanno dovuto provvedere ad adeguare i propri statuti e regolamenti agli obblighi contenuti nel decreto, riguardanti riduzioni degli organi di governo, di amministrazione, consulenza e controllo e adozione di forme organizzative atte a garantire trasparenza e efficienza di gestione. La versione finale dello Statuto inviata al Ministero è stata spedita dall INRIM il 29/11/2010. Inoltre un documento di Visione Strategica Decennale, ora unito a questo Piano triennale è stato spedito il 29/07/2010. L INRIM si aspetta di completare nei tempi strettamente necessari il transitorio verso la realizzazione dello statuto. In seguito al D.Lgs. n. 150/2009 l Istituto ha provveduto in data 12/05/2010 alla nomina dell Organismo Indipendente di Valutazione (OIV) sul quale è stato espresso parere favorevole dalla Commissione per la Valutazione, la Trasparenza e l Integrità delle Amministrazioni Pubbliche (CIVIT). Nelle scadenze previste dalle delibere della CIVIT sono stati approvati dal Consiglio di Amministrazione il Sistema di misurazione e valutazione della performance organizzativa e individuale, il Piano della performance, che esclude il personale ricercatore e tecnologo degli Enti di ricerca, e il Programma Triennale per la Trasparenza e l Integrità. Questi tre documenti sono stati inviati a Ministeri e Organi di competenza, nonché esposti sul sito dell INRIM. In attesa del previsto DPCM che riguarda la valutazione di ricercatori e tecnologi si auspica un forte coordinamento tra CIVIT e ANVUR. Nel 2010, infine, si è conclusa la trattativa tra INRIM e Città di Torino finalizzata a una razionalizzazione dell uso degli spazi dell Istituto e a una riqualificazione dell area da parte del Comune. E invece da concludere la formalizzazione del passaggio degli immobili utilizzati dall ex-imgc all INRIM. Le lettere MIUR del 10 dicembre 2010 sul Cap esercizio finanziario 2010 e del 19 gennaio 2011 sul fondo ordinario per gli enti e le istituzioni di ricerca finanziati dal MIUR esercizio finanziario 2011 indicano una drastica riduzione del contributo ordinario per quest anno e non lasciano presagire aperture per il prossimo. Anche le entrate INRIM provenienti da attività commissionate da privati (tarature, misure, prove, collaborazione con l Ente Unico Nazionale per l accreditamento) mostrano una decrescita nella quale la crisi economica e i mutamenti nell organizzazione nazionale (accreditamento) hanno un peso determinante. 5/175

6 Novità di grande rilievo da quest anno sono l introduzione dei progetti premiali, cioè di progetti che possono spaziare dalla ricerca di base a quella applicata, svolti in collaborazione con Università e altri Enti di ricerca; questi sono aggiunti a quelli ordinariamente contemplati nel piano triennale. L INRIM, che per un funzionamento di normale progresso deve recuperare circa 3.5 milioni di Euro nel 2011, punta su un successo in questi progetti senza trascurare le possibilità di altre affermazioni nei progetti cofinanziati del VII PQ. Purtroppo i progetti sono stati preparati senza disporre di indirizzi chiari sui parametri importanti di valutazione. L INRIM si aspetta che ci sia l occasione di riaprire l argomento una volta che questi siano conosciuti. Nonostante il difficile quadro di riferimento, l INRIM proseguirà le attività individuate nelle aree tradizionali che tuttavia spesso ricevono stimoli di ampio rinnovamento dallo sviluppo di nuove tecnologie (micro e nanotecnologie), da nuove esigenze scientifiche (campioni atomici alle frequenze ottiche, determinazione di costanti fisiche fondamentali per realizzare nuove definizioni delle unità di misura), dalle quali discendono necessità di sviluppo di nuove tecnologie e metodologie di misura. A questi stimoli si accompagnano anche nuove richieste della società che riguardano salute, sicurezza e ambiente. In questi ambiti relativamente nuovi l INRIM ha già avviato attività di ricerca e realizzato nuovi laboratori di nanofabbricazione a fasci elettronici e ionici, di bioscienze (metrologia applicata alla medicina rigenerativa e riparativa), e un centro di riferimento di ultrasuoni in medicina. La ricerca sui materiali si avvale di una riconosciuta competenza nello studio e misure delle proprietà dei materiali magnetici, superconduttori e nanostrutturati, avendo come obiettivi anche la realizzazione di nanostrutture e dispositivi per la metrologia, l elettronica e la sensoristica. Mentre i progetti cofinanziati, soprattutto da UE e Regione, permettono all INRIM di sviluppare ricerche di notevole interesse, la riduzione del contributo ordinario mette in difficoltà sia la ricerca istituzionale, che non può avvalersi se non in parte di risorse con finalità etichettate, sia i compiti istituzionali di mantenimento dei campioni nazionali e di partecipazione agli accordi di mutuo riconoscimento nei campi della metrologia (CIPM-MRA), con la minaccia di una riduzione delle capacità di disseminazione delle unità di misura SI e quindi di sostegno alla competitività del sistema produttivo nazionale. L INRIM opera una parte significativa di trasferimento dei risultati della ricerca per mezzo di contratti con ESA, ASI, Thales Alenia Space, riguardanti programmi del sistema satellitare Galileo (metrologia del tempo), con ESA sulla metrologia dimensionale e sui sistemi di propulsione per satelliti. Tra gli ultimi sviluppi della partecipazione a bandi regionali è da annoverare la presenza dell INRIM in molti poli di innovazione tecnologica, con la possibilità di meglio interagire con l industria. Procede intanto la collaborazione con ACCREDIA, l Ente unico nazionale per l accreditamento designato dal Ministero dello Sviluppo Economico. L attivazione di convenzioni, previste nel decreto istitutivo dell INRIM, tra MIUR, MiSE e INRIM riguardanti le applicazioni della metrologia rimane un obiettivo da meglio definire e conseguire. Per quanto riguarda la programmazione triennale del fabbisogno del personale, ampliamente dettagliato nel capitolo 8 della Parte I, la stessa è stata formulata sulla base del vigente quadro legislativo nonché delle indicazioni fornite dalla Presidenza del Consiglio dei Ministri - Dipartimento della Funzione Pubblica con le sue circolari del 18 ottobre 2010 e del 22 febbraio Questo Piano Triennale viene inoltrato al MIUR con l auspicio che i pubblici poteri assicurino alle potenzialità dell INRIM un sostegno adeguato di risorse per i crescenti impegni in ambito internazionale e nazionale, al cui adempimento tutto il personale dell INRIM, in funzione dei diversi compiti assegnati, è chiamato a cooperare. Elio Bava, Presidente dell INRIM Torino, 24 febbraio /175

7 Executive Summary Introduzione Il D.Lgs n.38/2004, istitutivo dell INRIM, definisce compiti, funzioni e missione dell Istituto, nato dalle fusione dell IEN e dell IMGC e operativo dal La proposta di nuovo statuto ne chiarisce i i termini, senza alterarne l essenza, per cui l INRIM: - è ente pubblico nazionale con il compito di svolgere e promuovere attività di ricerca scientifica nei campi della metrologia; - svolge le funzioni di istituto metrologico primario ai sensi della Legge n.273/1991; - valorizza, diffonde e trasferisce le conoscenze acquisite nella scienza delle misure e nella ricerca sui materiali. Il documento del piano triennale di attività, in linea con le indicazioni del MIUR, offre le informazioni su quanto l INRIM realizza per conseguire la propria missione e i propri compiti. Collaborazioni internazionali L INRIM partecipa a tutte le iniziative promosse e coordinate dagli organismi metrologici internazionali (Bureau international des poids et mesures BIPM, Comité international des poids et mesures CIPM, Comitati consultivi del CIPM). E presente in 8 dei 10 Comitati Consultivi del CIPM, in 7 come membro (sostiene le spese di una presidenza, ricoperta da un ex dipendente INRIM in quiescenza) e in uno come osservatore. L adesione INRIM all accordo CIPM-MRA comporta l impegno continuativo di notevoli risorse umane e finanziarie (partecipazione a confronti chiave e mantenimento di un sistema qualità), per mantenere e migliorare le Calibration and Measurement Capabilities (CMC) pubblicate nel Key Comparison Data Base (KCDB) del BIPM (http://www.bipm.org/kcdb), dove sono registrati i risultati dei confronti chiave e le capacità di misura degli Istituti metrologici nazionali (NMI), riconosciute e validate internazionalmente dal CIPM. Per l INRIM, sono riportate 494 CMC. EURAMET, l associazione europea degli istituti nazionali di metrologia (NMI), coordina la cooperazione degli NMI nella ricerca in metrologia, nella riferibilità delle misurazioni alle unità SI, nel riconoscimento internazionale dei campioni e delle CMC dei propri membri. Dal 2007, l EURAMET è responsabile per l elaborazione e l attuazione dell European Metrology Research Programme (EMRP) L INRIM partecipa a 11 su 12 Comitati tecnici EURAMET, in uno dei quali come presidente (TC-M, massa e grandezze apparentate, scadenza a metà 2011). L EMRP è un programma europeo volto a facilitare una più stretta integrazione dei programmi nazionali di ricerca metrologica e un loro maggiore impatto esterno attraverso la collaborazione fra gli NMI europei. L INRIM mira a una partecipazione qualificata a questo piano a medio termine che si propone di accelerare lo sviluppo, la validazione e l utilizzazione di nuove tecniche di misura, campioni, processi, strumenti, materiali di riferimento e conoscenze in favore dell innovazione e della competitività in Europa. Nel 2011 termineranno i progetti congiunti triennali JRP di imera Plus (ERANET Plus del 7 programma quadro) avviati a metà A questa prima fase dell EMRP l INRIM ha partecipato a 17 JRP su 21, coordinandone 4 (Avogadro and molar Planck constant for the redefinition of the kg; Candela: Towards quantum-based photon standards; New traceability routes for nanometrology; Nanomagnetism and spintronics). Il contributo triennale EC atteso dall istituto (pari a circa 1/3 del relativo costo totale INRIM) è di circa 1.5 M. Grazie ai progetti congiunti l INRIM ha potuto rafforzare le sue attività nell ambito della ricerca di base sulle prossime ridefinizioni delle unità SI e su futuri più raffinati campioni di misura, entrambi facenti riferimento a costanti fondamentali e invarianti della Fisica, ampliare le capacità di misura dimensionale nell ambito delle nanotecnologie e delle lunghe distanze, dare un forte contributo alla metrologia in ambito elettrico, agli studi di nanomagnetismo e spintronica, dare infine un valido impulso alle attività nel campo della salute. La seconda e principale fase dell EMRP è stata avviata a settembre 2009 con la decisione congiunta del Parlamento e del Consiglio Europeo sulla partecipazione della Comunità (in base all Art. 169 del Trattato europeo) al programma intrapreso da 22 stati membri attraverso EURAMET con un finanziamento di 200 M che si somma all impegno complessivo su 7 anni dei paesi partecipanti di altri 200 M. L Italia contribuisce per circa il 7% con 14 M, cioè con 2 M in media all anno, di cui circa 200 k come contributo annuale al common pot (per le Research Excellence Grants) e per i costi di esercizio del Segretariato EMRP. Collocazione, strategie e obiettivi nel triennio La collocazione dell'inrim nel sistema nazionale della ricerca, che fa capo al MIUR, fa sì che l'istituto sia chiamato ad interpretare la propria missione di ente metrologico in modo aperto alla ricerca fondamentale e all innovazione tecnologica di alto profilo, nello spirito della nuova economia basata sulla conoscenza. Gli stretti e profondi legami che esistono tra metrologia e ricerca fondamentale da un lato e tra metrologia e innovazione tecnologica dall'altro, fanno sì che l'inrim abbia la possibilità di svolgere da questo punto di vista un ruolo unico nel sistema della ricerca nazionale. 7/175

8 I recenti sviluppi della metrologia europea attestano l alto livello di integrazione dell INRIM nel contesto europeo e dimostrano come la metrologia sia sempre più riconosciuta dall Unione Europea come un importante fattore di crescita economica. Altrettanto sarebbe auspicabile che ciò avvenisse a livello nazionale dove - in termini di avanzamento delle conoscenze, sviluppo di nuove tecnologie, supporto all innovazione e alla competitività, sviluppo e fornitura di tecnologie e servizi d interesse scientifico, economico e sociale - l INRIM si aspetta di veder esplicitamente riconosciuto il ruolo trasversale e strategico della metrologia come supporto indispensabile alle priorità del paese delineate nel PNR Le strategie dell INRIM devono tener conto delle linee che guidano EURAMET e.v. e dei programmi EMRP, e del conseguente orientamento alla costituzione di una rete europea di centri metrologici di eccellenza che impone il potenziamento dei punti di forza riconosciuti e consolidati e la realizzazione di masse critiche adeguate per il raggiungimento dell eccellenza in nuovi ambiti. Pertanto, nel triennio le attività strategiche dell INRIM saranno: - per la metrologia fondamentale l Istituto sara impegnato sulla determinazione delle costanti di Avogadro, di Boltzmann e di Planck, in funzione delle nuove definizioni delle unità di misura SI e nella determinazione diretta della massa atomica, attraverso misurazioni di frequenza, e la verifica dell equivalenza massa/energia. Inoltre continuerà lo sviluppo del campione ottico di frequenza basato sull atomo di itterbio che offre una maggiore accuratezza rispetto all attuale campione in microonde al cesio e dei metodi di sincronizzazione di orologi a distanza utilizzando canali in fibra ottica dedicati. Nell ambito della fotometria e radiometria, per sostenere la evoluzione delle nuove tecnologie ottiche e fotoniche, la prossima sfida è la realizzazione della candela attraverso il conteggio di fotoni. Mediante l applicazione di nuovi dispositivi quantistici e/o elettronici ad alta velocità, saranno sviluppati sistemi per l estensione in frequenza delle misure di precisione e della riferibilità delle unità elettriche. - per la metrologia applicata i temi che verranno principalmente sviluppati nel campo dell elettricità riguarderanno metodi di misura riferibili per l elettronica di potenza e i convertitori, anche in regime alternato e genericamente variabile, nonché la produzione e lo stoccaggio di energia in sistemi distribuiti. Sul fronte del magnetismo, i temi dominanti saranno dettati dallo studio e la caratterizzazione di sistemi nanometrici e nano strutturati e di materiali per l energia e la spintronica. Per lo sviluppo delle tecnologie necessarie al miglioramento della qualità dei materiali, al loro impiego in prodotti tecnologici e alla modernizzazione dei metodi di produzione, saranno necessari metodi, riferimenti e dati per la comprensione e il controllo dei processi di preparazione, delle proprietà fisico-strutturali e delle prestazioni dei materiali magnetici. Nel sistema di navigazione europeo Galileo i problemi da risolvere riguardano lo sviluppo di orologi stabili capaci di operare nello spazio, i sistemi di sincronizzazione terra-spazio, la definizione della scala di tempo di riferimento e valutazione degli errori degli orologi di bordo. L INRIM realizzerà, per ESA, la Galileo Time Validation Facility. Relativamente alla fotometria e radiometria le nuove tecnologie quantistiche che sfruttano le proprietà non-classiche della luce promuoveranno lo sviluppo di rivelatori di fotoni singoli capaci di rilevare la luce emessa da sorgenti molti ordini di grandezza più deboli rispetto alle fonti convenzionali. Per quanto riguarda la massa e in particolare le grandezze derivate (forza, pressione e portata) si svilupperanno metodi primari per misurazioni in regime dinamico (settori automobilistico e dei semiconduttori), nonché l estensione delle capacità di misura alle piccolissime scale (settori aerospaziale e salvaguardia dell ambiente). Nell ingegneria di precisione e aerospaziale saranno oggetto di sviluppo la metrologia dimensionale a livello di nanoscala, delle grandi dimensioni e delle grandi distanze sia a terra che nello spazio. La metrologia chimica svilupperà principalmente i Materiali di Riferimento Certificati per riferire alle Unità SI le grandezze chimiche quali, ad esempio, la concentrazione di sostanze in traccia. Per quanto riguarda i dispositivi di misura della temperatura, le priorità riguardano i nuovi punti fissi termometrici ad alta temperatura, le applicazioni alla taratura rapida e a basso costo, lo sviluppo di nuovi sensori con capacità di auto taratura, e l imaging termico. Nelle discipline acustiche l obiettivo è l espansione degli attuali metodi primari di misura, per fornire riferibilità su intervalli più estesi di frequenze (ultrasuoni) e livelli di intensità, per la caratterizzazione di dispositivi di nuova generazione. - per la ricerca metrologica interdisciplinare l Istituto lavorerà in collaborazione con gli altri partner Europei per un efficace avvio della metrologia per l ambiente (concentrazione di specie chimica), per l energia (avviata recentemente in una call Europea) e per le nuove tecnologie (realizzazione di nanostrutture per la sensoristica, la spintronica, e per le tecnologie quantistiche in crittografia e nella rivelazione ad altissima risoluzione). La metrologia supporterà l area salute migliorando le capacità di diagnosi e di terapia nell ambito degli ultrasuoni con lo sviluppo di campioni in grado di coprire regimi estesi di potenza ultrasonora, pressione acustica e frequenza, e con lo sviluppo di tecniche di misura per la valutazione dell esposizione umana a campi elettromagnetici a scopo di prevenzione. - per i settori metrologici emergenti che riguardano discipline già da tempo avviate e che tuttavia a causa dei loro recenti sviluppi sentono la necessità di avere un forte supporto metrologico, una posizione particolare spetta alle bioscienze con una forte e recente richiesta di offerta di riferimenti e di metodologie di misura (bioanalisi, medicina rigenerativa e riparativa, sostanze in traccia). L interesse metrologico della moderna ingegneria dei materiali è concentrato nell approfondimento e nell interrelazione tra proprietà fisicochimiche, analisi strutturale e di composizione, proprietà costitutive di materiali e modellazione. Il settore ICT ha avuto un enorme sviluppo e utilizza tecniche digitali che richiedono di definire i parametri di interesse e le tecniche di misura, di comprendere l influenza di questi segnali sulla qualità della vita. 8/175

9 Nuove acquisizioni di progetti La prima call sul tema Energia, conclusasi il 2/11/09, ha visto per l INRIM il successo in 7 JRP. Attraverso questo programma l INRIM intende finalizzare le sue competenze nella scienza delle misure a studi di diretto interesse economico, impegnandosi in progetti che riguardano il recupero dell energia dispersa nell ambiente; la gestione di reti intelligenti per la distribuzione di energia prodotta da impianti di piccole dimensioni e diffusi sul territorio; lo sviluppo di reti elettriche più efficienti; la caratterizzazione dei combustibili gassosi; lo sviluppo e la gestione di sistemi di illuminazione a basso consumo a stato solido. Altre due call dell EMRP si svilupperanno nell anno 2011 (ambiente e industria), mentre già sono stati acquisiti molti progetti in seguito a bandi della Regione Piemonte. Secondo le indicazioni del MIUR fanno parte di questo Piano Triennale di Attività anche dei progetti premiali che vengono proposti in linea con il Piano Nazionale della Ricerca e con gli obiettivi generali individuati nel Piano di Vision decennale. Per il finanziamento di questo tipo di progetti il MIUR ha messo a disposizione il 7% del fondo per gli Enti di ricerca. L INRIM concorre a questa possibilità di accrescere la sua dotazione con l elaborazione di 13 progetti. L INRIM non è stato messo al corrente della possibilità offerta dai Progetti Bandiera, quindi punta molto sui Progetti premiali per recuperare la parte mancante di contributo ordinario del MIUR in modo da allinearsi da questo punto di vista con i contributi ministeriali degli anni precedenti. Servizio tecnico per le attività rivolte ai laboratori di taratura (SAL) Il SAL impernia la sua attività sulla fornitura di supporto tecnico ad ACCREDIA, ente unico di accreditamento. Tale supporto si concreta nella gestione di pianificazione ed esecuzione delle attività di valutazione della competenza dei laboratori di taratura con lo scopo di accreditarli come conformi alla norma ISO/IEC Altre attività del servizio sono la fornitura di supporto tecnico ai laboratori industriali di taratura che costituiscano un sistema di riferibilità interno alle proprie aziende. Il supporto tecnico riguarda gli aspetti tecnici legati a strumentazione e procedure di taratura, ma anche aspetti gestionali inerenti la formazione del personale. Risorse e compatibilità finanziaria L assegnazione per il 2011 si attesta su un valore del contributo dello Stato di euro. Tale riduzione del contributo statale esplica i suoi drammatici effetti sulle previsioni che portano a stimare il contributo in un importo pari a euro, con una conseguente riduzione di euro rispetto all assegnazione ordinaria per il 2010; dalle risultanze del preconsuntivo 2010 emerge un avanzo di amministrazione dell ordine dei 4,5 milioni di euro, dei quali circa 2,9 utilizzati per assicurare l equilibrio del bilancio di previsione /175

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11 PARTE I ELEMENTI GENERALI: STRATEGIE, OBIETTIVI E RISORSE 11/175

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13 1 - Premessa Il Piano Triennale , comprensivo dello stato di attuazione delle attività 2010, si presenta come un evoluzione del piano precedente in base ai seguenti elementi di indirizzo: - le indicazioni del nuovo statuto dell ente predisposto in base al D.Lgs.n. 213/2009, delle lettere MIUR del 10 dicembre 2010 e del 19 gennaio 2011; - le osservazioni e i suggerimenti contenuti nei rapporti del Comitato di Valutazione 1 ; - le indicazioni del CdA e del CS; - la relazione programmatica del Presidente per l esercizio finanziario 2011; - le esperienze di programmazione in altri istituti di ricerca metrologica europei. Le preoccupazioni espresse nel precedente PT al riguardo dello scenario economico e degli effetti della recessione economica sull ammontare delle risorse reperibili sul mercato hanno trovato conferma nell anno 2010, soprattutto per quanto riguarda le prestazioni di taratura e di accreditamento. Tuttavia, tali effetti sono risultati parzialmente mitigati nel 2010 grazie alla capacità dell INRIM di acquisire fondi esterni (europei e regionali), anche pluriennali, su progetti qualificati di ricerca e sviluppo. 2 - INRIM - Missione e compiti Il processo di costituzione dell INRIM - nato nel 2006 dalla fusione dell Istituto di Metrologia G. Colonnetti (IMGC) del CNR e dell Istituto Elettrotecnico Nazionale Galileo Ferraris (IEN) - è iniziato nel 2004 con il Decreto Istitutivo 2, la cui applicazione si è consolidata nel E ora in corso una nuova fase di riorganizzazione secondo il decreto legislativo di riordino D.Lgs.n. 213/2009. Il compito, le funzioni e la missione dell Istituto sono definiti dal decreto istitutivo, e ripresi più ampiamente nel nuovo statuto in fase di approvazione, per cui l INRIM: è ente pubblico nazionale di ricerca con il compito di svolgere e promuovere attività di ricerca scientifica nei campi della metrologia, svolge le funzioni di istituto metrologico primario, ai sensi della Legge n.273/1991, per tutte le unità SI, tranne che per le radiazioni ionizzanti 3, valorizza, diffonde e trasferisce le conoscenze acquisite nella scienza delle misure e nella ricerca sui materiali. In questo contesto, l INRIM realizza, mantiene e dissemina le unità SI e altri riferimenti primari; contribuisce alla determinazione di costanti fisiche fondamentali; sviluppa tecnologie e studia le proprietà fisiche e chimiche dei materiali di interesse metrologico; opera il trasferimento tecnologico e di conoscenze a supporto dell industria, della società e della scienza, incluso il supporto alla metrologia legale e alla normazione; partecipa alla cooperazione internazionale nei settori di competenza. L INRIM è partecipe e firmatario del Mutual Recognition Arrangement, promosso dal Comitato Internazionale dei Pesi e Misure (CIPM-MRA), per il riconoscimento mutuo dei campioni nazionali di misura e dei certificati di taratura e misura emessi dagli Istituti nazionali di metrologia e, pertanto, ha implementato e mantiene attivo un sistema di gestione per la qualità conforme alla norma internazionale ISO/IEC 17025; partecipa e coordina confronti di misura tra laboratori in ambito internazionale per garantire la qualità e la compatibilità dei risultati della propria attività. I programmi di attività dell INRIM sono orientati dalle indicazioni del PNR, dalle esigenze di scienza, di società e imprese Italiane e sono per lo più sviluppati nel quadro di collaborazioni europee e internazionali. Numerose ricerche sono condotte in collaborazione con università, istituti e industrie italiane cui vengono trasferiti i benefici derivanti dall elevata e specifica competenza dell istituto nella scienza delle misure. Situato su un area di circa m 2 nella periferia sud di Torino, l INRIM comprende 18 edifici - con una superficie utile di circa m 2 - e circa 40 laboratori principali (Appendice 2) distribuiti in 174 locali. A questi si aggiungono la sede di Cso M. D Azeglio con m 2 e i laboratori ospitati presso il Politecnico di Torino e presso l Università di Pavia, dove sono presenti due unità operative INRIM, afferenti rispettivamente alle Divisioni Meccanica e Termodinamica. 1 Evaluation of Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica: 2006 (luglio 2008), 2007 (maggio 2009), 2008 (gennaio 2010) e 2009 (dicembre 2010). 2 D.Lgs. n.38/ In questo campo, l NMI italiano è l ENEA-INMRI. 13/175

14 3 - Riferimenti e contesto internazionale e nazionale Le attività INRIM risultano sempre più inserite in iniziative e collaborazioni internazionali e nazionali. Tra queste si segnalano in particolare le azioni finanziate e/o promosse dall Unione Europea, dall ESA e dalla Regione Piemonte. 3.1 La ricerca metrologica internazionale e il piano di sviluppo Europeo (EMRP) A partire dalla Convenzione del Metro del , nel cui quadro è organizzata la cooperazione metrologica internazionale, la caratteristica principale propria della metrologia è la forte integrazione internazionale di indirizzi, programmi e attività. L INRIM partecipa a tutte le iniziative promosse e coordinate dagli organismi metrologici internazionali (Bureau international des poids et mesures BIPM, Comité international des poids et mesures CIPM, Comitati consultivi del CIPM). E presente in 8 dei 10 Comitati Consultivi del CIPM, in 7 come membro (sostiene le spese di una presidenza, ricoperta da un ex dipendente INRIM in quiescenza) e in uno come osservatore. E assente nel CCRI (il membro italiano è l ENEA-INMRI) e nel CCU. Nel contesto internazionale, vanno anche ricordate le numerose collaborazioni in atto con università anche straniere. L INRIM è firmatario del CIPM Mutual Recognition Arrangement (MRA 5 ) dal Attraverso il mutuo riconoscimento dei campioni nazionali e dei certificati di taratura e di misura emessi dagli istituti nazionali di metrologia dei Paesi firmatari, l MRA: - pone le basi per l equivalenza delle misure a livello internazionale; - contribuisce a eliminare i ritardi e ridurre i costi negli scambi commerciali internazionali; - costituisce un valido sostegno alla metrologia legale. L MRA richiede di definire, documentare, validare e mantenere, attraverso la partecipazione ai confronti internazionali di misura e un sistema di gestione della qualità, i livelli d incertezza dichiarati per le proprie capacità di misura (Calibration and Measurement Capabilities CMC, vedere l appendice C del Key Comparison Data Base L INRIM ha registrato e mantiene 494 capacità di misura. Questa attività, correlata alle funzioni di istituto metrologico nazionale, ma non propriamente di ricerca, comporta l impegno continuativo di notevoli risorse umane, strumentali e finanziarie. Inoltre si prevede l ulteriore incremento di questa attività a seguito degli orientamenti e indirizzi internazionali. L INRIM partecipa al progetto EURAMET 1123, avviato nell ottobre 2009, che prevede un intenso programma di onsite visits by peers fra INRIM, IPQ (PT) e CEM (ES) a supporto delle CMC. Per quanto riguarda l accreditamento, in seguito al decreto del Ministero dello Sviluppo Economico (DM) del 22 dicembre 2009, l Istituto non è più coinvolto direttamente nella rappresentanza presso la European cooperation for accreditation (EA). L INRIM è membro attivo di EURAMET e.v (http://www.euramet.org) l associazione europea degli istituti nazionali di metrologia (NMI) e partecipa a tutte le iniziative di coordinamento e cooperazione da esso promosse. EURAMET è l organismo metrologico regionale europeo in ambito CIPM-MRA. Esso coordina la cooperazione degli NMI nella ricerca, nella riferibilità delle misurazioni alle unità SI, nel riconoscimento internazionale dei campioni e delle CMC. L INRIM è membro di 11 dei 12 comitati tecnici di EURAMET e ne presiede uno. EURAMET è responsabile di un programma europeo di ricerca (European Metrology Research Programme, EMRP avente l obiettivo di accelerare lo sviluppo, la validazione e l utilizzo di metodi, tecnologie, campioni, processi, strumenti, materiali, conoscenze nel campo della metrologia e in favore dell innovazione e della competitività Europea. L INRIM partecipata in modo qualificato a questo programma. Nel 2011 saranno completati i progetti triennali imera Plus (avviati nel 2008 nell ambito ERANET Plus, 7 programma quadro, con autorizzazione per l INRIM del Ministero vigilante) propedeutici all attuazione dell EMRP. Questi progetti (a cui hanno partecipato 20 laboratori metrologici europei per un costo totale di 64.6 M, di cui 21 M finanziati dalla Commissione Europea) sono stati il primo esercizio di conduzione di ricerche, di rilevanza strategica e priorità definita a livello europeo, capaci di creare massa critica, condividere costi e competenze, stimolare collaborazioni internazionali e trasferimento di conoscenze. L INRIM ha partecipato a 17 progetti su 21, coordinandone 4 (Tab.1, in grassetto). Il contributo totale già acquisito (pari a 1/3 dei costi riconosciuti) è circa 1.5 M. Per l anno 2011, si prevede di acquisire un contributo di 200 k. Grazie ai progetti congiunti l INRIM ha potuto rafforzare le sue attività nell ambito della 4 Firmata inizialmente dai rappresentanti di 17 nazioni, tra cui l Italia, la Convenzione del metro è il trattato diplomatico internazionale che fornisce autorità su tutte le questioni metrologiche alla Conferenza generale dei pesi e misure (CGPM), al CIPM e al BIPM a dicembre 2009 vi sono 53 Stati Membri, tra cui tutti i maggiori paesi industrializzati, e 28 Associati alla CGPM. 5 Al dicembre 2009, il CIPM-MRA è stato firmato dai rappresentanti di 75 istituti da 47 Stati Membri, 27 Associati alla Conferenza generale dei pesi e misure e 2 organizzazioni internazionali (IAEA e IRMM), e copre altri 123 Istituti Designati come detentori di specifici campioni nazionali. 14/175

15 ricerca di base sulle prossime ridefinizioni delle unità SI e su futuri più raffinati campioni di misura, entrambi facenti riferimento a costanti fondamentali e invarianti della Fisica, ampliare le capacità di misura dimensionale nell ambito delle nanotecnologie e delle lunghe distanze, dare un forte contributo alla metrologia in ambito elettrico, agli studi di nanomagnetismo e spintronica, dare infine un valido impulso alle attività nel campo della salute. Nella tabella seguente sono riportati nell ordine il programma, la sigla del progetto, il titolo, e il programma della divisione nel cui ambito è stato sviluppato. Tabella 1 - Progetti congiunti (JRP) imera Plus con partecipazione di programmi INRIM SI & Fundamental Health Length T1.J1.1 e-mass The watt balance route towards a new definition of the kilogram T1.J1.2 NAH Avogadro & molar Planck constants for the redefinition of the kg T1.J1.4 Boltzmann constant Determination of the Boltzmann constant for the redefinition of the kelvin T1.J2.1 OCS Optical clocks for a new definition of the second T1.J2.3 Qu-Candela Candela: Towards quantum-based photon standards T2.J04 Regenmed Metrology on a cellular scale for regenerative medicine T2.J07 EBCT External Beam Cancer Therapy T2.J10 TRACEBIOACTIVITY Traceable measurements for biospecies and ion activity in clinical chemistry T3.J1.1 Nanoparticles Traceable characterization of nanoparticles T3.J1.4 NANOTRACE New Traceability Routes for Nanometrology T3.J2.2 NIM Tech Metrology for New Industrial Measurement Technologies T3.J3.1 Long distance Absolute long distance measurements in air T4.J01 Power&Energy Next generation of power and energy measuring techniques T4.J02 NanoSpin Nanomagnetism and Spintronics T4.J03 JOSY Next generation of quantum voltage systems for wide range applications T4.J04 ULQHE Enabling ultimate metrological QHE devices T4.J07 EMF and SAR Traceable measurement of field strength and SAR for the Physical Agents Directive (1) in M1 fino al Electricity& Magnetism L adesione del Governo Italiano alla proposta di un programma di ricerca in metrologia (EMRP) in base all Art del Trattato è avvenuta nel febbraio 2009, da parte del Ministro dell Istruzione, dell Università e della Ricerca. Il Parlamento e il Consiglio Europeo hanno approvato ( ) la partecipazione della Comunità al programma di durata 7 anni ( ). L impegno economico dei 22 paesi partecipanti (50% del costo del programma) ammonta a 200 M, la quota italiana ammonta a 14 M (7% del costo) per un impegno INRIM annuo di 2 M, di cui 200 k per costi generali e di segreteria. Tra le altre collaborazioni a livello Europeo è rilevante quella con ESA riguardante il sistema satellitare Galileo nell ambito degli algoritmi per realizzare scale di tempo del sistema e orologi atomici per lo spazio. 3.2 La collocazione dell INRIM nel contesto nazionale Il sistema metrologico nazionale fu istituito dalla legge 11 agosto 1991, n. 273, utilizzando le competenze dei tre istituti che a quel tempo operavano nel campo della metrologia, in particolare: l Istituto Elettrotecnico Nazionale Galileo Ferraris (IEN) per le unità elettromagnetiche, fotometriche e radiometriche, acustiche e di tempo e frequenza, l Istituto di Metrologia Gustavo Colonnetti /CNR (IMGC) per le unità di massa, lunghezza, temperatura e l Istituto di Metrologia delle Radiazioni Ionizzanti/ENEA (INMRI). Il decreto del 20 settembre 2002 del Ministero dell'ambiente e della Tutela del Territorio assegnava poi all IMGC il compito di realizzare i campioni per le misure di inquinamento atmosferico. La costituzione dell INRIM, con decreto legislativo 21 gennaio 2004, n. 38, ha realizzato la fusione dell IEN e dell IMGC, portando a due i soggetti che svolgono la funzione di istituto metrologico nazionale. Sebbene INRIM e INMRI-ENEA abbiano saputo coordinarsi coerentemente in ambito internazionale e abbiano frequenti collaborazioni scientifiche, sarebbe auspicabile proseguire sulla via della concentrazione delle 6 Nell'attuazione del programma quadro pluriennale la Comunità può prevedere, d'intesa con gli Stati membri interessati, la partecipazione a programmi di ricerca e sviluppo avviati da più Stati membri, compresa la partecipazione alle strutture instaurate per l'esecuzione di detti programmi. 15/175

16 funzioni di ricerca metrologica in un unico istituto nazionale, con competenze estese a tutto il complesso dei settori di misura, come già avviene nella maggior parte dei Paesi avanzati Le attività delle strutture metrologiche italiane costituiscono da tempo un fondamentale e riconosciuto sostegno all industria nazionale ed agli scambi commerciali. Inoltre le attività di ricerca, sia strettamente legate allo sviluppo di nuovi metodi per misurazioni, sia nello sviluppo di nuovi modelli fisici, hanno saputo nel corso di quasi un secolo di attività conseguire risultati di punta in ambito internazionale. L INRIM si colloca al quarto posto per dimensioni e risultati tra gli istituti metrologici dell Unione Europea. In quanto ente di ricerca, vigilato dal MIUR, ha prodotto e produce risultati di eccellenza scientifica e di forte interesse industriale che lo pongono tra gli istituti ad alta produzione scientifica e tecnologica e non soltanto nell ambito degli Istituti Nazionali di Metrologia. La collocazione dell'inrim nel sistema nazionale della ricerca, che fa capo al MIUR, fa sì che l'istituto sia chiamato ad interpretare la propria missione di ente metrologico in modo aperto alla ricerca fondamentale e all innovazione tecnologica di alto profilo, nello spirito della nuova economia basata sulla conoscenza. Gli stretti e profondi legami che esistono tra metrologia e ricerca fondamentale da un lato e tra metrologia e innovazione tecnologica dall'altro, fanno sì che l'inrim abbia la possibilità di svolgere da questo punto di vista un ruolo unico nel sistema della ricerca nazionale. I recenti sviluppi della metrologia europea dimostrano l alto livello di integrazione dell INRIM nel contesto europeo e dimostrano come la metrologia sia sempre più riconosciuta dall Unione Europea come un importante fattore di crescita economica. Altrettanto sarebbe auspicabile che ciò avvenisse a livello nazionale dove - in termini di avanzamento delle conoscenze, sviluppo di nuove tecnologie, supporto all innovazione e alla competitività, sviluppo e fornitura di tecnologie e servizi d interesse scientifico, economico e sociale - l INRIM si aspetta di veder esplicitamente riconosciuto il ruolo trasversale e strategico della metrologia come supporto indispensabile alle priorità del paese delineate nel PNR L INRIM ricopre un ruolo importante e significativo in campi di attività di metrologia applicata che potranno avere un notevole sviluppo nei prossimi 10 anni, si citano solo ad esempio: l applicazione della metrologia del tempo nel sistema di navigazione europeo Galileo, la recente disponibilità in INRIM di un laboratorio di microscopia elettronica e nano fabbricazione, e l avvio della ricerca in metrologia delle bioscienze. L INRIM ha attivato convenzioni formali con numerosi Enti e Università italiani e stranieri, e dà supporto agli organismi nazionali ed internazionali di normativa in tutti i suoi campi di attività, partecipa inoltre a poli per l innovazione tecnologica del Piemonte, per meglio interagire con l industria nella partecipazione a progetti congiunti. L INRIM partecipa e coordina progetti di ricerca finanziati o cofinanziati da bandi regionali, nazionali ed europei (Unione Europea e Agenzia Spaziale Europea), contribuendo in buona misura al finanziamento delle proprie ricerche. I finanziamenti esterni, provenienti da attività di disseminazione e da contratti di ricerca nazionali ed europei, contribuiscono per circa il 25% al bilancio dell INRIM. Queste condizioni di partenza consentono di prevedere nel prossimo decennio, per l INRIM, uno sviluppo su basi solide, con la possibilità di rafforzare le attività strategiche e di aprirsi a nuovi campi quali l ambiente, la salute, l energia, in cui INRIM potrà far valere e crescere le competenze acquisite negli anni e svolgere un ruolo di riferimento nazionale e internazionale. 3.3 Consorzi e Convenzioni con ministeri, università e altri enti L INRIM partecipa al consorzio Proplast Sede: Rivalta Scrivia (AL) Scopo: sostenere le imprese del settore materie plastiche in attività di ricerca applicata con materiali polimerici e d innovazione tecnologica (nell ambito della caratterizzazione di materiali e manufatti, delle tecnologie di trasformazione - stampaggio, estrusione e compounding, ingegneria di processo e di prodotto), di selezione e formazione di risorse umane tecnicamente preparate a operare nel settore oneri: quota d iscrizione annuale, di 5.5 k, per un periodo di almeno tre anni ritorni economici: possibilità di accedere ai contributi previsti dalla Reg. Piemonte per gli aggregati al Polo d Innovazione Nuovi Materiali, di cui il Consorzio Proplast è gestore. Nel 2010, la Regione Piemonte ha approvato il progetto POLIMAG, d importo pari a , con un contributo regionale di Inoltre si sono concluse le seguenti partecipazioni: Consorzio Torino Time (CTT): ha terminato la sua attività il 31/12/2010 avendo raggiunto lo scopo della sua costituzione ed è stato posto in liquidazione. Consorzio Pubblico per l Accreditamento Società Consortile a responsabilità limitata (COPA S.C.r.l.) è stato sciolto e posto in liquidazione a metà 2010, dopo aver conseguito il suo scopo. Sono vigenti nell INRIM una quarantina di convenzioni con altri Istituti e Università, nazionali e internazionali, riportati in Appendice 3. Oltre a varie convenzioni per stage, formazione e dottorato, in particolare nel 2010 l INRIM ha definito i seguenti nuovi accordi di collaborazione (3 internazionali e 4 nazionali): Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO) di Rio de Janeiro: MoU di collaborazione scientifica e tecnologica nell ambito della metrologia; 16/175

17 Politecnico di Milano Polo Regionale di Como: Convenzione di collaborazione nei campi della ricerca scientifica e della formazione professionale nel settore di attività concernente la crescita e la caratterizzazione di materiali avanzati; Ufficio Scolastico Regionale per il Piemonte (USR) e Associazione Italiana Gruppo di Misure Elettriche ed Elettroniche (GMEE) Milano: Protocollo d intesa in tema di formazione e pratica educativa della metrologia; Università di Craiova (Romania): Accordo di collaborazione scientifica nell ambito della metrologia e, in particolare, nel campo della caratterizzazione dei materiali del patrimonio culturale; Institute of Laser Physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences: Accordo di collaborazione scientifica in fisica dei laser e metrologia; Officine Meccaniche BBM S.p.A. di Rossano Veneto: accordo di collaborazione scientifica e tecnologica per la realizzazione di un nuovo tipo di dinamometro multicomponenti; Dipartimento di Scienze Biomediche e Oncologia Umana della Facoltà di Medicina dell Università degli Studi di Torino: Convenzione di collaborazione nei settori attinenti allo sviluppo di nuovi sistemi e materiali per applicazioni in scienze biomediche, ortodonzia e gnatologia; PFRAME s.r.l. di Montecompatri (RM): Convenzione di collaborazione per la realizzazione di un laboratorio mobile per la caratterizzazione di impianti di illuminazione stradale. Infine si ricorda che il decreto istitutivo prevede (art. 2, comma 4) che MIUR, MiSE e INRIM stipulino apposite convenzioni per individuare e disciplinare le relazioni tra la ricerca e le applicazioni nei campi della metrologia. L INRIM rinnova l invito, già espresso nel precedente PT, a giungere alla stipula di dette convenzioni. Ciò consentirebbe di ottenere: dal MIUR le risorse necessarie per svolgere le attività di ricerca metrologica in modo adeguato alle esigenze scientifiche e tecniche del Paese; dal MiSE 7 il sostegno a progetti e attività concernenti il trasferimento di conoscenze e le applicazioni nei campi della metrologia. Nel nuovo statuto si dichiara che l INRIM può stipulare convenzioni anche con altri Ministeri in campi di reciproco interesse. 4 - La visione strategica La metrologia si trova ad affrontare in questi tempi una grande sfida. Mentre i campi di attività tradizionali (comunicazioni, manifatturiero) richiedono ancora progressi importanti per soddisfare le richieste degli utenti, sono emerse nello scorso decennio nuove richieste per le grandezze che hanno un grosso impatto sulla qualità della vita o che derivano dallo sviluppo delle tecnologie emergenti. Come conseguenza gli istituti Metrologici dovrebbero attrezzarsi per estendere le loro abilità alle aree dell ambiente, della nutrizione, dell agricoltura, della medicina, delle nanotecnologie e delle bioscienze. Gli organismi metrologici internazionali hanno sviluppato, rispetto alle nuove esigenze, la strategia di coinvolgere direttamente le organizzazioni mondiali (esempi sono World Meteorological Organization (WMO), World Health Organization (WHO), International Federation for Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (IFCC)), gli organismi di regolamentazione internazionale (come US Federal Drug Administration (FDA) e Enterprise Directorate-General of the European Commission), e le associazioni industriali, per definire un core business a livello mondiale. Le strategie dell INRIM devono tener conto delle linee che guidano EURAMET e.v. e dei programmi EMRP, e del conseguente orientamento alla costituzione di una rete europea di centri metrologici di eccellenza che impone il potenziamento dei punti di forza riconosciuti e consolidati e la realizzazione di masse critiche adeguate per il raggiungimento dell eccellenza in nuovi ambiti. Pertanto, nel decennio le attività strategiche dell INRIM saranno: - per la metrologia fondamentale, assicurare le basi del Sistema Internazionale mantenendo la scienza delle misure allineata agli sviluppi scientifici e tecnologici, in un decennio dominato dalla realizzazione delle unità sulla base del valore delle costanti fisiche fondamentali. - per la metrologia applicata, rispondere alla domanda di tecnologie di misura e di disseminazione delle unità da parte del sistema produttivo, quali la metrologia dimensionale per l aerospazio e l industria meccanica, il timing per il sistema di navigazione satellitare Galileo, e i nuovi ed armonizzati campioni di misura necessari negli ambiti biomedicale, agro-alimentare e farmaceutico. - per la metrologia interdisciplinare, contribuire con riferimenti e tecnologie di misura a raggiungere gli obiettivi socio-economici per: Ambiente - il monitoraggio climatico e ambientale, l uso sostenibile dell acqua e le tecnologie rinnovabili; Energia l efficienza e il risparmio energetico, l ottimizzazione delle Reti di distribuzione e la caratterizzazione dei Fluidi energetici; Nuove Tecnologie i settori delle Nanotecnologie, della Spintronica e delle Tecnologie Quantistiche; 7 Già impegnato a versare la quota annuale ( nel 2010) del contributo italiano al BIPM. 17/175

18 Salute la diagnosi e la terapia nell ambito degli ultrasuoni, la diagnostica per immagini e la prevenzione dell esposizione a campi elettromagnetici; per i settori metrologici emergenti, rispondere alla sempre maggior richiesta in Italia di sviluppare attività di metrologia nelle bioscienze e di misurare le grandezze caratteristiche dell ingegneria dei materiali e nel campo delle tecnologie delle comunicazioni. Nell arco del triennio, per quanto riguarda la metrologia fondamentale, l Istituto sara impegnato sulla determinazione delle costanti di Avogadro, di Boltzmann e di Planck, in funzione delle nuove definizioni delle unità di misura SI e nella determinazione diretta delle massa atomica, attraverso misurazioni di frequenza, e la verifica dell equivalenza massa/energia. Inoltre continuerà lo sviluppo del campione ottico di frequenza basato sull atomo di itterbio che offre una maggiore accuratezza rispetto all attuale campione in microonde al cesio e dei metodi di sincronizzazione di orologi a distanza utilizzando canali in fibra ottica dedicati. Nell ambito della fotometria e radiometria, per sostenere la evoluzione delle nuove tecnologie ottiche e fotoniche, la prossima sfida è la realizzazione della candela attraverso il conteggio di fotoni. Mediante l applicazione di nuovi dispositivi quantistici e/o elettronici ad alta velocità, saranno sviluppati sistemi per l estensione in frequenza delle misure di precisione e della riferibilità delle unità elettriche. Relativamente alla metrologia applicata i temi che verranno principalmente sviluppati nel campo dell elettricità riguarderanno metodi di misura riferibili per l elettronica di potenza e i convertitori, anche in regime alternato e genericamente variabile, nonché la produzione e lo stoccaggio di energia in sistemi distribuiti. Sul fronte del magnetismo, i temi dominanti saranno dettati dallo studio e la caratterizzazione di sistemi nanometrici e nano strutturati e di materiali per l energia e la spintronica. Per lo sviluppo delle tecnologie necessarie al miglioramento della qualità dei materiali, al loro impiego in prodotti tecnologici e alla modernizzazione dei metodi di produzione, saranno necessari metodi, riferimenti e dati per la comprensione e il controllo dei processi di preparazione, delle proprietà fisico-strutturali e delle prestazioni dei materiali magnetici. Nel sistema di navigazione europeo Galileo i problemi da risolvere riguardano lo sviluppo di orologi stabili capaci di operare nello spazio, i sistemi di sincronizzazione terra-spazio, la definizione della scala di tempo di riferimento e valutazione degli errori degli orologi di bordo. L INRIM realizzerà, per ESA, la Galileo Time Validation Facility. Relativamente alla fotometria e radiometria le nuove tecnologie quantistiche che sfruttano le proprietà non-classiche della luce promuoveranno lo sviluppo di rivelatori di fotoni singoli capaci di rilevare la luce emessa da sorgenti molti ordini di grandezza più deboli rispetto alle fonti convenzionali. Per quanto riguarda la massa e in particolare le grandezze derivate (forza, pressione e portata) si svilupperanno metodi primari per misurazioni in regime dinamico (settori automobilistico e dei semiconduttori), nonché l estensione delle capacità di misura alle piccolissime scale (settori aerospaziale e salvaguardia dell ambiente). Nell ingegneria di precisione e aerospaziale saranno oggetto di sviluppo la metrologia dimensionale a livello di nanoscala, delle grandi dimensioni e delle grandi distanze sia a terra che nello spazio. La metrologia chimica svilupperà principalmente i Materiali di Riferimento Certificati per riferire alle Unità SI le grandezze chimiche quali, ad esempio, la concentrazione di sostanze in traccia. Per quanto riguarda i dispositivi di misura della temperatura, le priorità riguardano i nuovi punti fissi termometrici ad alta temperatura, le applicazioni alla taratura rapida e a basso costo, lo sviluppo di nuovi sensori con capacità di auto taratura, e l imaging termico. Nelle discipline acustiche l obiettivo è l espansione degli attuali metodi primari di misura, per fornire riferibilità su intervalli più estesi di frequenze (ultrasuoni) e di livelli di intensità, per la caratterizzazione di dispositivi di nuova generazione. La ricerca metrologica interdisciplinare deve rispondere ad obiettivi socio-economici e, dato il recente sviluppo di queste attività, l Istituto lavorerà in collaborazione con gli altri partner Europei per un efficace avvio della metrologia per l ambiente (concentrazione di specie chimica), per l energia (avviata recentemente in una call Europea e riportata in particolare al paragrafo 6.1) e per le nuove tecnologie (realizzazione di nanostrutture per la sensoristica, la spintronica, e per le tecnologie quantistiche in crittografia e nella rivelazione ad altissima risoluzione). La metrologia supporterà l area salute migliorando le capacità di diagnosi e di terapia nell ambito degli ultrasuoni con lo sviluppo di campioni in grado di coprire regimi estesi di potenza ultrasonora, pressione acustica e frequenza, sviluppo di tecniche di misura per la valutazione dell esposizione umana a campi elettromagnetici a scopo di prevenzione. I settori metrologici emergenti riguardano discipline già da tempo avviate, che tuttavia a causa dei loro recenti sviluppi sentono la necessità di avere un forte supporto metrologico. Una posizione particolare spetta alle bioscienze con una forte e recente richiesta di offerta di riferimenti e di metodologie di misura (bioanalisi, medicina rigenerativa e riparativa, sostanze in traccia). L interesse metrologico della moderna ingegneria dei materiali è concentrato nell approfondimento e nell interrelazione tra proprietà fisico-chimiche, analisi strutturale e di composizione, proprietà costitutive di materiali e modellazione. Il settore ICT ha avuto un enorme sviluppo e utilizza tecniche digitali che richiedono di definire i parametri di interesse e le tecniche di misura, di comprendere l influenza di questi segnali sulla qualità della vita. Questi indirizzi strategici, che implicano un incremento significativo del numero di contratti a livello Europeo e Regionale, richiederanno un potenziamento delle capacità dell Istituto nel gestire le attività contrattuali. Allo 18/175

19 scopo si intende implementare un servizio (vedere 4.4 in Parte II) senza incremento di organico e/o di strutture. 5 - Stato di attuazione delle attività relative al 2010 In generale i risultati conseguiti nel corso dell anno sono in accordo con quanto prefissato nel piano triennale Lo stato di avanzamento dei 22 programmi delle divisioni è in linea con le previsioni ed è soddisfacente dal punto di vista delle attività e dei risultati conseguiti nei settori di competenza. Attività e risultati di maggior rilievo conseguiti nel 2010 in ricerca e sviluppo Nel 2011 andranno a conclusione i progetti finanziati dalla comunità Europea con una azione ERANET plus specifica per la Metrologia (imera). L INRIM coordina 4 dei 21 progetti finanziati e partecipa ad altri 13. Nel 2010 molti risultati di ricerca sono relativi a questi progetti, le cui attività sono state tutte portate avanti nei tempi previsti. In parte si tratta di realizzazione di strumentazione o di strutture con caratteristiche di forte innovazione il cui studio, sviluppo e realizzazione sono stati condotti interamente nei laboratori dell INRIM. In particolare tra i risultati conseguiti nel corso dell anno e in corso di pubblicazione, sono da segnalare: La realizzazione di un interferometro differenziale basato sulla rivelazione delle armoniche elevate del segnale di eterodina. E stata ottenuta una non linearità subnanometrica con un rumore di fase entro 10 pm/ Hz a 1 Hz. È stato realizzato di un attuatore di spostamento di elevatissima risoluzione (1 pm/ Hz fino a 0,01 Hz) con corsa di 100 µm basato su interferometro a multi riflessioni. L INRIM ha coordinato il lavoro europeo dell'intero progetto che prevede il confronto tra gli interferometri ottici e l interferometro a raggi x dell NPL. (progetto NanoTrace) La realizzazione di un microscopio multifotoni CARS/2PE che impiega le nuove tecniche di Coherent Antistokes Raman Scattering e Two photon Excitation, combinate tra loro per studiare le proprietà di campioni biologici (cellule staminali cresciute su biomatrici in 3D) misurandone la risposta ai campi elettromagnetici di eccitazione. Questa facility farà parte del Centro Europeo di Eccellenza di Metrologia in Medicina Rigenerativa, risultato finale del progetto. (progetto ReGenMed) La realizzazione di schiere binarie di tecnologia SNIS (Superconduttore-metallo Normale-Isolante- Superconduttore), prodotta in INRIM, in grado di ottenere tensioni quantizzate a 1.25 V a temperature prossime alla transizione del niobio. Con tale tecnologia è quindi possibile realizzare dispositivi con dimensioni e consumo di potenza ridotti rispetto ai sistemi programmabili oggi in uso. (progetto JOSY) Risultati di rilievo sono stati ottenuti, e pubblicati nel 2010, nella misurazione di costanti fondamentali: L INRiM ha ottenuto una determinazione della costante di Boltzmann con un incertezza relativa di 7.5 ppm con un metodo innovativo basato su una singola misura di velocità del suono e il calcolo abinitio delle proprietà termodinamiche di un campione di He ultrapuro. E stata dimostra la capacità di ottenere una incertezza relativa di 0.03 ppm nella determinazione della costante di Avogadro. L'INRIM ha coordinato il lavoro europeo dell'intero progetto ed è risultato anche leader nella misurazione assoluta del parametro reticolare del silicio naturale ottenendo una incertezza relativa di 5 x (progetto NAH) Sono stati inoltre portati avanti nei tempi previsti i numerosi progetti di ricerca a partecipazione o coordinamento INRIM: 3 Contratti Europei FP7: Solid State Energy Efficient Cooling (SSEEC), Optics Magnetostrictive Sensors (Manunet - FOMS), Metrologia industriale per le macchine utensili (SOMMACT). 2 Progetti dell Agenzia Spaziale Europea. 2 progetti PRIN: Mitigazione di campi magnetici prodotti da MRI (M3S3T), Innovazione del controllo geometrico (INDACO). 5 Progetti finanziati dalla Regione Piemonte su fondi Europei CIPE: Metrology on a cellular and macromolecular scale for regenerative medicine (METREGEN) coordinato da INRIM, Transmission Infrastructure for Power Exchange (TIPE), Nano materials and technologies for intelligent monitoring of quality, safety and traceability in confectionery products (NAMATECH), Magnetostrictively actuated platform for milling-induced vibration damping (MAGDAMP), Ink Jet printing technology for advanced electronics applications (PRINTAG). Il Progetto Advanced cardiovascular therapies (ACTIVE) finanziato su Piattaforme innovative del POR FESR 2007/2013, nel settore delle Biotecnologie per le scienze della vita. 19/175

20 Sono stati attivati 11 progetti finanziati dalla Regione Piemonte su fondi strutturali Europei POR-FESR per i Poli di Innovazione tecnologica: Realizzazione di una piattaforma general purpose per applicazioni di meccatronica (OMNIMEC), Metodologie per lo sviluppo di Processo per Maniglia sensore ottico per il monitoraggio e controllo dello spazio operativo di lavoro di robot industriali e macchine utensili (AMICO) di un ambiente integrato hardware software per prototipazione veloce industriale in ambienti opensource (FAROS). Meccatronica con sensori capacitivi integrati (PROMAME) per il polo Meccatronica; Assorbimento di energia elettromagnetica in materiali nano compositi a matrice polimerica (Fiber) per il Polo Nuovi Materiali, Nanoparticelle bioattive per la diagnosi, la terapia e l imaging molecolare (BANP) per il Polo Biotecnologie e Biomedicale, Diagnostica Molecolare Avanzata per il Settore Agroalimentare (MICROSAT) per il Polo Agroalimentare, Information & Communication Technology, in collaborazione con la Fondazione Torino Wireless. Si è concluso con successo il progetto Wise-Cell (Wide Range Sensors for Fuel Cell Technology) (Regione Piemonte CIPE 2006) per lo sviluppo di sensori a microonde e fibra ottica per il test in situ di celle a combustibile ad idrogeno; tali risultati comprendono lo sviluppo di strumentazione innovativa adatta alla misura di parametri quali la temperatura e l umidità relativa che sono cruciali per il controllo e l ottimizzazione del rendimento energetico di celle a combustibile di tipo PEM. Tra i risultati di ricerca fondamentale si segnalano: La realizzazione di un sistema stroboscopico ad alta velocità per l osservazione magnetoottica della struttura a domini in lamine e film sottili magnetici. Questa tecnica è stata sviluppata nel corso del 2010 ed applicata al caso del processo di magnetizzazione ed alla sua evoluzione all aumentare della frequenza in lamine amorfe. L osservazione diretta mostra che il moto delle pareti di Bloch tende a rilassare completamente ed è sostituito da un processo coerente di rotazione dei momenti magnetici quando si raggiunge la regione del MHz. La corrispondente perdita di energia può essere interpretata nel contesto di un approccio alla dinamica di spin attraverso l equazione di Landau- Lifshitz-Gilbert. e, di assoluto rilievo, la realizzazione di imaging in condizioni sub-shot noise. E stato dimostrato sperimentalmente come i fasci gemelli prodotti col fenomeno di ottica non-lineare noto come fluorescenza parametrica permettano di osservare l immagine di un oggetto estremamente tenue posto davanti ad una telecamera, la quale invece si perderebbe se osservata con luce tradizionale. La ricerca, interamente condotta e realizzata nei laboratori INRIM, ha ottenuto la copertina della rivista Nature Photonics (http://www.nature.com/nphoton/journal/v4/n4/covers/index.html) e la recensione di Stefanie Barz e Philip Walther (rispettivamente della Facoltà di Fisica dell'università di Vienna e dell'istituto "Quantum optics and Quantum Information" dell'accademia delle Scienze d'austria) (http://www.nature.com/nphoton/journal/v4/n4/pdf/nphoton pd. Attività e risultati di maggior rilievo ottenuti nella realizzazione e disseminazione dei campioni delle unità SI L Istituto riproduce e mantiene le unità di misura SI e detiene i campioni nazionali di competenza, come elencati nel decreto 591 del 30 novembre 1993 di: tensione e resistenza elettrica, trasferimento alternatacontinua, induttanza, capacità, rapporti di tensione alternata, potenza elettrica, potenza e attenuazione in alta frequenza, campi elettromagnetici, intensità di campo elettrico, grandezze magnetiche, alte tensioni, forti correnti, lunghezza, massa, densità di solidi e liquidi, viscosità di fluidi, forza, vibrazione, pressione, portate di gas, velocità dell aria, tempo, frequenza, intensità luminosa, illuminamento, flusso luminoso, luminanza, temperatura, umidità, acustica, potenza ultrasonora, e sta implementando i campioni per quantità di sostanze gassose, inorganiche e organiche, per la conducibilità elettrolitica e per la biologia. Questa attività, che richiede molto impegno nello sviluppo di nuovi campioni e periodiche verifiche necessarie per garantire i livelli di incertezza dichiarati, è stata condotta nel 2010 secondo le tempistiche programmate. L Istituto partecipa all attività metrologica internazionale relativa al Mutual Recognition Arrangement (MRA) del CIPM tramite i confronti internazionali in ambito CIPM e EURAMET e lo sviluppo di Capacità di Misura e Taratura (CMC). Il miglioramento delle CMC è una attività continuativa basata sul miglioramento dei campioni, la semplificazione e automazione delle procedure, l analisi accurata dell incertezza di misura. L aumento del numero di CMC corrisponde all aumento dei servizi che l Ente è in grado di erogare come Istituto Metrologico Primario Nazionale. Associato al numero di certificati erogati dall Ente stesso e dai laboratori accreditati, è dunque un importante indicatore dell efficacia dell attività dell INRIM nel suo ruolo NMI. 20/175

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