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La protezione delle infrastrutture di trasporto. Se ne parla il 28 ottobre a Innovation Village
Venerdì 28 ottobre, nell’ambito di Innovation Village, la fiera-evento sull’innovazione e la promozione di circuiti collaborativi fra ricerca e imprese, si terrà il convegno “Approcci e tecnologie di monitoraggio delle infrastrutture” a cura dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del CNR e Knowledge for Business, in collaborazione con l’Ordine Ingegneri Napoli. L’obiettivo è presentare le soluzioni più recenti della ricerca per affrontare le problematiche più rilevanti della rete infrastrutturale nazionale, chiamando al confronto policy makers, gestori delle infrastrutture di trasporto e ricercatori, anche con l’obiettivo di identificare tecnologie e approcci trasferibili al sistema delle imprese.
La gestione e la protezione del patrimonio infrastrutturale dei trasporti nazionali rappresenta un’esigenza prioritaria per il sistema Paese. Gran parte delle infrastrutture di trasporto, infatti, è ormai avanti negli anni e inizia a manifestare problemi di degrado e danno che ne possono inficiare la funzionalità e la sicurezza. Inoltre, le strutture da monitorare sono numerosissime ed in alcuni casi i dati e le informazioni disponibili non sono sufficienti per un monitoraggio completamente affidabile. Risulta dunque cruciale lo sviluppo di sistemi di monitoraggio e diagnostica capaci di fornire risultati effettivamente utili alla manutenzione efficiente e sostenibile delle strutture esistenti, in linea con quanto previsto dal PNRR in tema di interventi per la sicurezza e la resilienza di ponti e viadotti, utilizzando soluzioni tecnologiche e digitali con l’obiettivo di sviluppare una rete di infrastrutture di trasporto moderna, sostenibile e sicura.
Una possibile soluzione è rappresentata da un approccio semplificato e sistemico, dove la possibilità di un’investigazione di dettaglio di tutte le strutture (non sostenibile da un punto di vista economico e logistico) possa essere sostituita da una approccio in due tempi, con una visione in prima battuta “globale” e da remoto, finalizzata a visualizzare e categorizzare lo stato, l’età e le modalità costruttive, e rilevarne criticità, che viene poi seguita, laddove necessario, da un’indagine di dettaglio che si avvale di strumenti specifici per ottenere informazioni sul tipo di danno a cui è soggetto la struttura sotto investigazione.I risultati delle tecnologie di osservazione vanno assimilati nei modelli strutturali anche ricorrendo a Digital Twins delle strutture campione.
Aprirà la discussione il Direttore del DIITET-CNR Emilio Campana, che parlerà di Digital Twins, modelli computazionali di simulazione; progetti e competenze CNR. Interverranno, tra gli altri, Riccardo Lanari e Francesco Soldovieri, rispettivamente Dirigente di ricerca e Direttore dell’IREA-CNR, presentando gli ultimi risultati relativi all’Utilizzo dei dati interferometrici satellitari ai fini dell’interpretazione del comportamento strutturale delle costruzioni, e al Monitoraggio in situ con tecnologie non-invasive.
L’evento si terrà dalle 14:30 alle 16:30 presso la Sala Averroè del Centro Congressi di Città della Scienza di Napoli.
Per l’iscrizione all’evento vai a questo link
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Confermata la presenza di acqua liquida salata sotto la calotta polare sud di Marte
La scoperta della presenza di acqua salata sotto la calotta polare meridionale di Marte, resa possibile grazie ad un’indagine condotta con il radar italiano MARSIS dell'ASI montato a bordo della missione Mars Express dell’ESA, risale al 2018. Lo studio, svolto da un team di ricerca interamente italiano, del quale faceva parte anche l'Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell'Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche (IREA-CNR), fu pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Science.
Due anni dopo un altro studio, pubblicato su Nature Astronomy da parte di un team multidisciplinare composto da tredici ricercatori tra fisici, geologi ed ingegneri, tra cui anche Francesco Soldovieri dell’IREA-CNR, ha confermato la scoperta fornendo un ulteriore prova dell'esistenza di laghi di acqua salata intrappolati sotto il ghiaccio del Polo Sud marziano.
Arriva ora un nuovo studio, pubblicato Il 28 settembre su Nature Communications da un team internazionale a coordinamento italiano, che fornisce nuove prove sull’esistenza di acqua liquida sotto il polo sud di Marte. In particolare, lo studio è stato coordinato dall’Università di Roma Tre e dall’Istituto di Radioastronomia dell’Istituto Nazionale di Astrofisica e vede la partecipazione dell’IREA-CNR insieme a University of Southern Queensland (Australia), Southwest Research Institute (USA) e Planetary Science Institute (USA).
La ricerca ha riguardato i depositi polari marziani meridionali (i cosiddetti SPLD - South Polar Layered Deposits). Lo studio approfondito e la valutazione dell’attenuazione del segnale radar nel ghiaccio dei SPLD, già rilevato in corrispondenza della zona investigata nel secondo studio, ha permesso di giungere a due importanti evidenze.
La prima è che l'attenuazione del segnale di MARSIS è costante nella intera regione analizzata, confermando così l'omogeneità composizionale dei depositi polari alla scala di osservazione del radar MARSIS.
Inoltre, i valori stimati dell’attenuazione hanno permesso di ricalcolare il valore del coefficiente di riflessione alla base dei SPLD e stimare la permittività dielettrica relativa, pari a 40 nell’area altamente riflettente, situazione compatibile solo con la presenza di acqua salata.
Infine, a partire dall’attenuazione stimata è stato possibile ottenere importanti informazioni in termini di contenuto di polvere nei depositi polari (SPLD), compreso tra il 5 e il 12%, e che la temperatura alla base dell'SPLD calcolata finora era stata sottostimata e può facilmente raggiungere i 200K (-73°C), assicurando condizioni compatibili con la presenza di acqua salata allo stato liquido.
L’insieme dei risultati sopracitati confermano quindi la presenza di acqua salata alla base dello SPLD come sola causa delle forti riflessioni basali nella regione di Ultimi Scopuli.
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Un nuovo servizio operativo per il monitoraggio delle deformazioni nei vulcani attivi
Monitorare le deformazioni della superficie terrestre in aree vulcaniche attive, in luoghi spesso di difficile accesso, può non essere un compito facile. Il telerilevamento satellitare può fare la differenza rispetto alle tecniche in-situ, grazie alla sua capacità di coprire aree molto vaste, con una densità di punti di misura molto elevata e a costi relativamente bassi. Questi risultati saranno presentati il 9 aprile a Vienna in una conferenza scientifica (Sala M2 alle 9:30) e una conferenza stampa (alle 13:00) nel corso della prossima Assemblea Generale dell'Unione Geofisica Europea (EGU) che si terrà dal 7 al 12 aprile.
L'interferometria SAR differenziale satellitare (DInSAR) permette di misurare le deformazioni del suolo con un'elevata precisione e in qualsiasi condizione atmosferica. La crescente diffusione dell'uso di questa tecnica è dovuta alla recente disponibilità di grandi archivi di dati SAR facilmente accessibili, come quelli forniti, dalla fine del 2014, dalla costellazione Copernicus Sentinel-1. Attualmente Sentinel-1 fornisce dati SAR con una cadenza fino a 6 giorni su tutta la Terra. È quindi chiaro che con una disponibilità di dati così ampia, globale, costante e affidabile è possibile utilizzare la tecnica DInSAR per scopi di monitoraggio, come quelli relativi alle misurazioni del movimento del suolo nelle aree vulcaniche.
In questo campo i ricercatori dell'IREA-CNR hanno sviluppato un servizio operativo per monitorare la deformazione crostale nei vulcani attivi attraverso l'uso della tecnica DInSAR e dei dati Sentinel-1. Il sistema progettato è completamente automatico e il processo è attivato dalla disponibilità, per ogni sito vulcanico monitorato, di nuovi dati Sentinel-1. I dati satellitari vengono acquisiti ed elaborati attraverso la nota tecnica DInSAR P-SBAS (Parallel Small BAseline Subset), completamente sviluppata presso l’IREA-CNR, che permette la generazione delle serie temporali di deformazione dell'area investigata.
In qualità di Centro di Competenza (CdC) del Dipartimento di Protezione Civile (DPC), l’IREA utilizza tale servizio per monitorare la deformazione del suolo dei principali vulcani italiani attivi, come la caldera dei Campi Flegrei, il Vesuvio, Ischia, l’Etna e lo Stromboli, e fornisce aggiornamenti mensili sullo stato di deformazione dei vulcani al Dipartimento e altri Centri di Competenza dedicati al monitoraggio dei vulcani.
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Terremoto in Croazia: le deformazioni del suolo misurate dallo spazio
L’evento si è verificato lungo una faglia trascorrente destra, nota in letteratura come faglia di Petrinja, ed è stato preceduto da due scosse sismiche di magnitudo 4.7 e 5.2, verificatesi il 28 dicembre. Nelle ore e nei giorni successivi si sono inoltre verificate numerose scosse di assestamento che hanno raggiunto una magnitudo massima di 4.8.
Tramite la tecnica dell’Interferometria Differenziale Radar ad Apertura Sintentica (DInSAR), un team di ricercatori dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche (IREA-CNR) ha studiato il campo di deformazione superficiale indotto dall’evento sismico. In particolare, sono stati utilizzati i dati acquisiti dal satellite europeo Sentinel-1 il 18 e il 30 dicembre 2020 lungo orbita ascendente e il 23 dicembre 2020 e il 4 gennaio 2021 lungo orbita discendente, che hanno permesso di produrre gli interferogrammi mostrati in Figura 1a e 1b. In essi, ogni fascia di colore (frangia) indica uno spostamento del suolo di circa 2.8 centimetri, con una deformazione massima di circa 40 centimetri.
A partire dagli interferogrammi generati, sono state poi derivate le corrispondenti mappe di deformazione (vedi Figura 1c e 1d) tramite appropriate procedure note come phase unwrapping. Nel caso dell’orbita ascendente, la mappa mostra una deformazione caratterizzata da valori negativi fino a un massimo di -32 cm e valori positivi fino a un massimo di 38 cm, che indicano rispettivamente l’aumento e la diminuzione della distanza tra il sensore e il suolo. Nel caso dell’orbita discendente, la mappa mostra una deformazione caratterizzata da valori negativi fino a un massimo di -16 cm e valori positivi fino a un massimo di 29 cm.
Inoltre, combinando le mappe di deformazione ottenute dalle immagini Sentinel-1 ascendenti e discendenti, è stato possibile stimare gli spostamenti, sia per quanto concerne la componente verticale (Figura 1e), sia nella direzione est-ovest (Figura 1f). La mappa di spostamento verticale mostra un’area affetta da una subsidenza massima di -13 cm e da una zona in sollevamento con valori massimi di 19 cm; inoltre, la mappa di spostamento orizzontale mostra spostamenti massimi di 43 cm verso ovest e di 42 cm verso est.
![interferogramma croazia](/images/stories/istituto/news/interferogramma_croazia.png)
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Sei ricercatori IREA nella lista dei World's Top Scientists
La rivista internazionale Plos Biology ha pubblicato recentemente uno studio che individua i ricercatori scientifici più citati al mondo nelle varie discipline nel corso della loro carriera. Lo studio si basa sui dati ricavati da Scopus, il principale database per le pubblicazioni scientifiche, relativi a 7 milioni di ricercatori di università e centri di ricerca di tutto il mondo in 22 aree scientifiche e 176 sottocategorie.
L'elenco, redatto da tre ricercatori della Stanford University, contiene circa 160.000 nomi e include gli scienziati che sono tra i primi 100.000 in tutti i campi e quelli che sono nel 2% al top nelle loro specifiche aree di ricerca.
Nell'elenco dei “Top Scientist” mondiali figurano 6 ricercatori dell’IREA-CNR, a conferma della qualità della ricerca scientifica dell’Istituto. Sono Romeo Bernini, Gianfranco Fornaro, Riccardo Lanari, Francesco Mattia, Francesco Soldovieri ed Eugenio Sansosti.
Romeo Bernini è Dirigente di ricerca presso l’IREA di Napoli. La sua attività di ricerca è rivolta allo sviluppo di sensori in fibra ottica e sensori optoelettronici ed optofluidici integrati per applicazioni ambientali, industriali, biochimiche e biomedicali. E’ stato visiting scientist presso il DIMES (Delft Institute of Microelectronics and Submicrontechnology), Technical University of Delft. Nel 2001 ha vinto il best Doctoral Thesis Award in Optoelectronics del IEEE-LEOS Italian Chapter. E’ autore di oltre 100 pubblicazioni su riviste internazionali.
Gianfranco Fornaro è Dirigente di ricerca presso l’IREA di Napoli e svolge attività di ricerca nel campo dell’elaborazione di dati Radar ad Apertura Sintetica (SAR). Ha tenuto corsi in qualità di Professore Aggiunto in diverse Università nell’area Telecomunicazioni, attualmente presso l’Università Federico II. E’ stato visiting scientist presso l’Ente Spaziale Tedesco ed il Politecnico di Milano, e consulente scientifico per conto delle Nazioni Unite. Ha svolto attività di docenza anche in diverse Scuole di Alta formazione presso Enti di Ricerca internazionali, tra cui l’Agenzia Aerospaziale Giapponese a Tokyo e l’Agenzia Spaziale Argentina per conto della IEEE. E’ stato docente delle Lecture Series della NATO e dal 2013 svolge lezione presso la “Summer School on Radar/SAR” del Fraunhofer Institute a Bonn. Dal 2017 è Fellow della IEEE. Ha ricevuto diversi premi e riconoscimenti internazionali tra cui il premio Mountbattern della IEE nel 1997 ed il premio “Best Paper Award” della rivista IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters nel 2011.
Riccardo Lanari è Dirigente di ricerca e Direttore del CNR-IREA dal dicembre 2010. I suoi interessi di ricerca riguardano principalmente l’elaborazione numerica dei dati Radar ad Apertura Sintetica (SAR). E’ autore di più di 120 lavori pubblicati su riviste internazionali, di un libro edito dalla casa editrice americana CRC-PRESS e di due brevetti. E’ stato visiting scientist presso l’Istituto per le Scienze Spaziali ed Astronautiche (ISAS, Giappone), l’Istituto per le Radio-Frequenze dell’Ente Spaziale Tedesco (DLR, Germania), il Jet Propulsion Laboratory (JPL, USA); in quest'ultimo caso ha ricevuto dalla NASA una Recognition (nel 1999) ed un Award (nel 2001). E’ Distinguished Speaker della Geoscience and Remote Sensing Society della IEEE (IEEE-GRSS) e Fellow della IEEE society. Nel 2015 ha vinto il premio “Guido D’Orso” per la sezione Ricerca. Nel novembre 2016 è stato nominato dalla European Geosciences Union (EGU) vincitore della Christiaan Huygens Medal 2017 della EGU. E’ stato insignito nel 2020 dell’IEEE GRSS Fawwaz Ulaby Distinguished Achievement Award per gli eccezionali contributi e la leadership nei settori della elaborazione di dati SAR e InSAR.
Francesco Mattia è Primo Ricercatore del CNR-IREA e responsabile della Sede secondaria dell‘IREA di Bari. E’ stato visiting scientist presso la University of California, Santa Barbara (USA) e presso la Ohio State University (USA). E’ stato membro dell’Earth Science Advisory Committee dell'ESA e del Comitato consultivo dell'ASI per le attività di osservazione della terra italiane in ESA. La sua attività scientifica riguarda principalmente l'interpretazione fisica e la modellizzazione dello scattering elettromagnetico da superfici terrestri e l'inversione di dati SAR in parametri biogeofisici come il contenuto di umidità del suolo, la rugosità del suolo e la biomassa della vegetazione.
Eugenio Sansosti è Dirigente di ricerca presso l’IREA di Napoli dove si occupa di tecniche di elaborazione dei segnali SAR e le loro applicazioni alla geofisica. È stato Professore a Contratto di Teoria dei Segnali presso l’Università degli Studi di Reggio Calabria e di Comunicazioni Elettriche e Teoria dei Segnali presso l’Università degli Studi di Cassino. Ha collaborato con l’Agenzia Spaziale Tedesca (DLR, Germania), con il Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California (JPL, USA) ed è stato Image Processing Adviser presso l’Istituto Tecnologico de Aeronautica (ITA), Sao José dos Campos, SP, Brasile, per conto delle Nazioni Unite (ONU). È stato membro del team italiano di supporto scientifico alla Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) della N.A.S.A. E’ Senior Member dell’IEEE.
Francesco Soldovieri è Dirigente di ricerca presso l’IREA di Napoli. I suoi principali interessi di ricerca riguardano la diagnostica elettromagnetica, la diffusione elettromagnetica inversa, le applicazioni di radar imaging, la diagnostica di antenne, il monitoraggio dello stato del mare da dati radar. E’ stato Principal Investigator/Technical Manager di progetti nazionali ed Internazionali, tra i quali ISTIMES (FP7), HERACLES (H2020) e AMISS (FP7-Marie Curie Action), e Presidente della Division on Geosciences Instrumentation and Data Systems della European Geosciences Union. Ha fatto parte del team di Marsis coinvolto nell’attività di ricerca che ha condotto alla scoperta dell’acqua liquida su Marte; i risultati sono stati pubblicati su Science e Nature Astronomy. Inoltre, è stato coinvolto nello studio della stratigrafia del sottosuolo, a mezzo georadar, della faccia nascosta della Luna, come testimoniato dal lavoro pubblicato su Science Advances. E’ autore di circa 240 lavori riviste internazionali, di 10 capitoli di libro e curatele ed è stato Editor dei libri “Sensing the Past” e “ICT for Smart Water Systems: Measurements and Data Science”, editi da Springer nel 2017 e 2021.
L’articolo, dal titolo “Updated science-wide author databases of standardized citation indicators” è pubblicato al link:
https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3000918
I dati sono ricavabili dalla tabella Table-S6-career-2019.xlsx scaricabile a questo link: https://data.mendeley.com/datasets/btchxktzyw/2
Uno studio del CNR-IREA evidenzia l’assenza di fenomeni deformativi pre-crollo del ponte Morandi di Genova nelle osservazioni radar satellitari
A seguito del tragico avvenimento, un team di ricercatori dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (IREA, Napoli) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) ha condotto uno studio approfondito, basato sull’elaborazione di dati radar satellitari, sui possibili movimenti pre-crollo associati all’area interessata dal disastroso evento nell’ambito delle attività svolte in qualità di Centro di Competenza per il Dipartimento di Protezione Civile Italiana per lo studio da satellite dei fenomeni di deformazione del suolo e del costruito. Tale studio ha dimostrato l’assenza di significativi spostamenti precursori del crollo del ponte Morandi, nelle osservazioni radar satellitari, in evidente contrasto con quanto riportato nel lavoro di Milillo et al. (2019) dal titolo “Pre-Collapse Space Geodetic Observations of Critical Infrastructure: The Morandi Bridge, Genoa, Italy”, pubblicato sulla rivista scientifica Remote Sensing, aprendo così nuovi margini di discussione.
“Le caratteristiche di questi sensori, in particolare la risoluzione spaziale molto spinta (pochi m) e la lunghezza d’onda molto corta (circa 3 cm)” aggiunge l’ing. Diego Reale, ricercatore IREA partecipante al team, “hanno consentito di effettuare un’analisi dettagliata delle deformazioni relative ad un’infrastruttura complessa come il ponte Morandi, in termini di densità di punti di misura e di capacità di monitorare nel tempo il comportamento dell’intera struttura, con accuratezze millimetriche”.
“I prodotti delle elaborazioni interferometriche ottenute utilizzando due approcci indipendenti e alternativi, quali la tecnica Small BAseline Subset (SBAS) e la tecnica di Tomografia SAR, hanno mostrato una significativa consistenza e similarità tra loro in termini sia di copertura spaziale sia di entità della deformazione misurata” sottolinea l’ing. Manuela Bonano, altro ricercatore IREA membro del team, “confermando la sostanziale assenza di movimenti superficiali precursori del crollo del ponte Morandi”.
I risultati ottenuti sono stati presentati nel lavoro dal titolo “Comment on “Pre-Collapse Space Geodetic Observations of Critical Infrastructure: The Morandi Bridge, Genoa, Italy”, by Milillo et al. (2019)", pubblicato a Dicembre 2020 sulla stessa rivista scientifica Remote Sensing.
Foto in copertina: LaPresse
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Incendi Boschivi in Sardegna: la costellazione Copernicus per il monitoraggio in tempo reale e la valutazione dei danni
![incendio](/images/stories/news/immagini/incendio.jpg)
![top panels incendi](/images/stories/news/immagini/top_panels_incendi.png)
![incendi 2](/images/stories/news/immagini/incendi_2.png)
Grazie all’analisi di questi dati è stato possibile realizzare le mappe di estensione delle aree bruciate e severità dei fuochi riportate in Figura 2 e stimare una superficie interessata di più di 11000 ettari con livelli di danno molto intenso e perdita del patrimonio naturale. Lo studio dell'incendio boschivo del Montiferru conferma come l'uso combinato di dati Sentinel 1 e Sentinel 2 rappresenti un potente strumento, ormai maturo, capace di monitorare le aree interessate dal fuoco, mentre l’evento stesso è in corso, e fornendo una rapida valutazione dei danni associati subito dopo che l’evento è terminato. Si noti come in Figura 1 per la data del 25 luglio vi sia un perfetto accordo tra fuochi attivi e mappatura da dati RADAR (le zone più scure sono quelle associate agli incendi). Lo strumento radar si è rivelato in questo caso interessante per lo studio delle fasi di innesco della catena di incendi verificatisi nell’area di interesse e per studiarne i meccanismi di propagazione. Infine, le aree bruciate e le mappe della severità dei fuochi possono fornire preziose informazioni geo spaziali per guidare, ad esempio, indagini sul campo post-evento e quale supporto alla pianificazione delle attività di mitigazione e prevenzione da futuri eventi calamitosi.
Pubblicate le Linee Guida per l'utilizzo dei dati interferometrici satellitari ai fini dell'Interpretazione del comportamento strutturale delle costruzioni
![Linee guida](/images/stories/news/Linee_guida.png)
![mappa llgg](/images/stories/news/mappa_llgg.png)
Planetary Health: quali relazioni tra natura, ricerca, società e politica?
![Planetary-Health](/images/stories/news/immagini/Planetary-Health.jpg)
Ulteriori informazioni sono sul sito del centenario CNR.
Notte Europea dei Ricercatori 2023
![Immagine Notte dei ricercatori](/images/stories/news/immagini/Immagine_Notte_dei_ricercatori.png)
Una delle attività di ricerca irea
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Monitoraggio dello stato del mare
Secondo uno studio della Agenzia Spaziale Europea (ESA) negli ultimi…