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Nel corso della XXIV Riunione Nazione di Elettromagnetismo (RiNEm), tenutasi a Catania dal 18 al 21 Settembre 2022, Roberta Palmeri, ricercatrice presso l’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche, ha ricevuto il Premio Barzilai, il prestigioso riconoscimento conferito dalla SIEm (Società Italiana di Elettromagnetismo) al migliore lavoro proposto alla Riunione da giovani ricercatori di età inferiore ai 35 anni.

Il premio è stato assegnato per il lavoro dal titolo A new phaseless and sparsity-promoting approach to array faults diagnosis from near-field measurements , in collaborazione con l’Università Mediterranea di Reggio Calabria e l’Università della Calabria, nel quale si propone un nuovo approccio per la diagnostica di guasti in schiere di antenne da misure di sola intensità del campo radiato in zona vicina.

Il metodo proposto, che sfrutta il paradigma del Compressive Sensing per la riduzione del numero di misure necessarie a rilevare la presenza e la collocazione dei guasti, è stato validato anche sperimentalmente per la rilevazione di guasti on-off su un array lineare.

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A seguito dei due eventi sismici del 6 febbraio 2023 che hanno sconvolto il Sud-Est della Turchia ed il Nord della Siria provocando decine di migliaia di vittime e causando danni incalcolabili, un team di ricercatori della sede di Napoli dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche (IREA-CNR) ha rilevato il campo di deformazione superficiale da essi indotto applicando la tecnica della Interferometria SAR Differenziale (DInSAR). Ciò è stato possibile grazie ad un sistema sviluppato dall’IREA-CNR nell’ambito delle attività dell’infrastruttura di ricerca Europea EPOS (European Plate Observing System) per lo studio della Terra solida. Tale sistema permette di generare prodotti DInSAR in maniera automatica a seguito di eventi sismici di particolare rilevanza.

In particolare, è stato generato un interferogramma del sisma (co-sismico, vedi Figura) analizzando le immagini radar del sensore Europeo Sentinel-1A che opera alla lunghezza d’onda di circa 5.6 cm nella banda C delle microonde. Le immagini sono state acquisite il 28 Gennaio ed il 9 Febbraio 2023. A ciascuna “frangia” dell’interferogramma in Figura, ossia ad ogni ciclo di colore, corrisponde uno spostamento nella linea di vista del sensore (denominata LOS, acronimo dell’inglese “line of sight”) di circa 2.8 cm, pari alla metà della lunghezza d’onda utilizzata. L’area investigata si estende per 130.000 Km² di cui circa 35.000 sono affetti da significativi fenomeni deformativi testimoniati dalla presenza di frange interferometriche che in molte zone sono estremamente fitte (vedi lo zoom in Figura) a causa degli spostamenti, anche di vari metri, causati dagli eventi sismici.

Nei prossimi giorni sono attese nuove immagini del sensore Sentinel-1A, riprese da differenti orbite, che permetteranno ulteriori analisi. Inoltre, una serie di acquisizioni di immagini radar effettuate dai sensori radar della costellazione argentina SAOCOM-1, operante nella banda L delle microonde con circa 23 cm di lunghezza d’onda, sono già state programmate in collaborazione con le Agenzie Spaziali Italiana e Argentina. Esse consentiranno di estendere ulteriormente i risultati ottenuti grazie alle analisi basate sui dati Sentinel-1A. 

I risultati generati saranno resi disponibili attraverso il portale EPOS

I dati Sentinel-1 sono stati forniti attraverso il programma Europeo Copernicus

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Il 5 aprile 2023, presso la sala Expo dell’Area della Ricerca di Milano, via Corti 12, si terrà l’incontro per la presentazione del volume pubblicato da Springer: “Life in Science - Stories, Opinions and Advice for a New Generation of Scientists”, editors Diego Breviario e Jack A. Tuszynski.

Il volume raccoglie storie, riflessioni e consigli scritti da ventidue esperti ed esperte in vari settori di indagine scientifica. Tra gli autori, che affrontano la questione di cosa significhi fare scienza e quali atteggiamenti e pratiche lavorative che si sono dimostrate efficaci e gratificanti, è presente anche la ricercatrice Gloria Bordogna, Dirigente di Ricerca presso la sede IREA di Milano. L’evento offrirà ai partecipanti l’occasione per conoscere e interloquire dal vivo con alcuni delle autrici e degli autori presenti in sala.

Il libro è rivolto in particolare alle nuove generazioni, ai giovani che sono attratti dalla scienza, che stanno già intraprendendo gli studi universitari o che stanno considerando di fare della scienza la loro professione. Ma si rivela interessante anche per gli scienziati all'inizio della carriera che stanno cercando la loro strada migliore per il successo o per coloro che già da tempo la esercitano.

Springer ha dato spazio a scienziati e scienziate esperti in vari ambiti per descrivere la loro inclinazione originale, come quella disposizione soggettiva ha trovato la sua espressione nel loro modo di fare scienza, se le loro aspettative sono state soddisfatte e quali risultati possono rivendicare. Ma non si limita al successo: gli autori condividono anche i dettagli dei limiti e dei fallimenti che hanno incontrato. Ultimo, ma non meno importante, descrivono come vedono la scienza ora, come pensano che sarà nel prossimo futuro e quali consigli darebbero ai loro colleghi molto più giovani.

L’autrice e ricercatrice Gloria Bordogna, che in IREA si occupata di metodi per la rappresentazione di contenuti testuali, di linguaggi di interrogazione flessibili, di metodi di analisi di informazioni testuali e geografiche su Web e nelle reti sociali, durante l’evento del 5 aprile, ci parlerà del suo contributo al volume: “Ciò che conta davvero non è solo sapere "cosa", "dove" e "quando", ma anche sapere "come"”.

Interverranno: Yaroslav Blume, National Academy of Sciences of Ukraine; Gloria Bordogna, CNR-IREA; Diego Breviario, CNR-IBBA;  Piergiuseppe De Berardinis, CNR-IBBC, Roberto Defez, CNR-IBBR, Ajay Kholi, IRRI Philippines; Patrizia Lavia, CNR-IBPM; Fiorella Lo Schiavo, Università degli studi di Padova; Enzo Martegani, Università di Milano Bicocca; Peter Nick, Karlsruhe  Institute of Technology; Alfonsina Ramundo Orlando, CNR-IFT; Sara Patterson, Wisconsin University; Giuditta Perozzi, Cooperazione Internazionale Ministero Affari Esteri Italia; Paolo Plevani, Università di Milano, Giuliana Rubbia, INGV; Alessandro Vitale, CNR-IBBA

La partecipazione è gratuita previa prenotazione inviando email a: Questo indirizzo e-mail è protetto dallo spam bot. Abilita Javascript per vederlo.

Gli iscritti eccedenti i posti in sala potranno seguire l’evento in live streaming.

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L’Irea partecipa a Futuro Remoto, la storica manifestazione organizzata da Città della Scienza di Napoli, che si terrà dal 22 al 27 novembre con oltre 200 eventi dedicati al tema Equilibri.

I ricercatori dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche condurranno i visitatori in magnifici ambienti di realtà virtuale in ognuno dei quali scopriranno una declinazione della parola “Equilibri” legata alle sue attività di ricerca, dal telerilevamento a microonde al bioelettromagnetismo e alla diagnostica elettromagnetica, tra satelliti e misurazioni di campi elettromagnetici in un viaggio che, partendo dall’analisi del lontano passato, attraversa il presente e guarda al futuro.

Terremoti, eruzioni vulcaniche, fenomeni di dissesto idrogeologico ci ricordano continuamente che la Terra è in continua ricerca di un suo equilibrio e va monitorata con continuità. I sensori montati a bordo di satelliti o utilizzati a terra ci aiutano a comprendere il dinamismo terrestre e acquatico e come esso evolve con lo scorrere del tempo. Un sistema in equilibrio è anche quello che descrive l’interazione tra i campi elettromagnetici e i sistemi viventi: una perturbazione di tale equilibrio può portare a effetti avversi, che possono essere evitati fissando dei limiti all’esposizione, ma anche ad effetti benefici, grazie al loro utilizzo in applicazioni terapeutiche. Equilibri tra geometrie variabili è ciò che descrive poi il rapporto tra umanità e ambiente nei secoli grazie all’analisi non invasiva dei reperti del passato.

L’evento proposto, dal titolo “riCREO Equilibri: Un viaggio virtuale per comprendere gli equilibri dinamici tra i campi elettromagnetici e l'ambiente, la salute e l'arte”, in programma il il 22, 23 e 24 novembre, è stato ideato allo scopo di coinvolgere il pubblico di tutte le età, per imparare divertendosi.

"riCREO Equilibri" è il denominatore comune delle iniziative proposte dai ricercatori di CREO - CampaniaREteOutreach, la rete di divulgazione scientifica degli Istituti campani del Consiglio Nazionale delle Ricerche a cui appartiene anche l’Irea. Attraverso l’impegno, l’inventiva e la collaborazione dei ricercatori afferenti agli istituti coinvolti nelle attività per questa edizione di Futuro Remoto, la rete CREO si popone di coinvolgere il pubblico sulle tematiche di attualità proposte e di stimolare un dialogo vivace e costruttivo con l’obiettivo di rafforzare il legame tra scienza e società.

In che modo la ricerca e l’innovazione spingeranno il “sistema pianeta” verso nuovi equilibri secondo un modello di sviluppo sostenibile? Dinanzi alle sfide globali con cui siamo chiamati a confrontarci di continuo e con uno sguardo verso il futuro, i ricercatori di CREO si metteranno letteralmente “in gioco”. I temi proposti saranno affrontati attraverso un approccio di educazione informale e multidisciplinare, che si avvale delle qualificate competenze in materie quali la chimica, l’ingegneria, la biologia, la fisica, la matematica, la medicina, le scienze della vita e lo sviluppo sostenibile.

L’Irea ha collaborato anche alla realizzazione della mostra Spazio che sarà visitabile anche dopo la conclusione della manifestazione e fino al al 31 luglio 2023. L’immagine di un interferogramma, ottenuto utilizzando la tecnica di interferometria satellitare del Radar ad apertura sintetica, porterà i visitatori a scoprire l’evoluzione del monitoraggio di uno dei siti più affascinanti e interessanti del mondo: l’area vulcanica campana.

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Misurare la contenuto idrico del suolo, ossia il contenuto d'acqua nel terreno, è essenziale per ridurre i rischi di conseguenze negative per la vita e la salute umana, l’ambiente, l’attività economica e le infrastrutture, connesse con le alluvioni nonché per prevedere un periodo di siccità. La misura dell'umidità del suolo è poi fondamentale per la pianificazione degli interventi di irrigazione dei campi agricoli.

Il telerilevamento a microonde è la principale sorgente d’informazioni a larga scala di contenuto idrico della superficie dei suoli che è una variabile climatica essenziale in quanto svolge un ruolo importante nello scambio di massa ed energia tra la superficie terrestre e l'atmosfera. Elaborando le immagini satellitari con algoritmi specifici, infatti, è possibile ottenere informazioni rilevanti sullo stato di salute della Terra.

E’ questo uno dei settori in cui sono concentrate da anni le attività di ricerca dell’IREA. In questo ambito i ricercatori della sede di Bari hanno sviluppato un prodotto in fase finale di ottimizzazione derivato dai dati radar acquisiti dai satelliti Sentinel S-1 appartenenti alla costellazione del  programma europeo Copernicus di osservazione della Terra. Il prodotto fornisce la misura del contenuto idrico medio del suolo in 1 km² ogni 6-12 giorni per il bacino del Mediterraneo. Inoltre, integrando i dati provenienti dai Sentinel S-2 è possibile fornire maggiori dettagli in termini spaziali, cioè misurare l’acqua nel suolo a livello dei singoli campi agricoli.

A questa attività di ricerca è dedicato un articolo firmato da Anna Balenzano, Ricercatrice dell’IREA-CNR, pubblicato il 5 novembre 2022 dalla Gazzetta del Mezzogiorno.

Vai a questo link per leggere l’articolo

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La rapida crescita di molti indicatori socio-economici (come popolazione, economia, utilizzo dell'acqua, produzione alimentare, trasporti, tecnologia, ecc.) registrata a partire dalla metà del 20° secolo, nota come “La Grande Accelerazione”, si rispecchia nell’impennata quasi simultanea del tasso di crescita dei dati relativi al sistema Terra (temperatura superficiale, acidificazione degli oceani, perdita della foresta tropicale, degrado della biosfera terrestre, ecc.), a testimonianza dell’impatto delle attività umane sull’ambiente e sui suoi ecosistemi.

Per affrontare la sfida scientifica associata ai fenomeni di “Grande Accelerazione” è necessaria la piena integrazione delle migliori metodologie disponibili di osservazione della Terra, combinando il telerilevamento satellitare e i dati in situ per il monitoraggio e la modellazione ambientale e del territorio (aree urbane e infrastrutture).

Lo Special Issue della rivista Remote Sensing "Integration of Space and In-Situ Earth Observing Methodologies for Environmental and Territory Monitoring", che ha tra gli editor Francesco Soldovieri, Direttore dell’IREA, vuole essere uno strumento efficace per promuovere e condividere approcci metodologici e nuove applicazioni basate sull'integrazione delle metodologie di osservazione della Terra multi-sorgente, multisensore e multi-risoluzione per lo studio di problemi ambientali complessi e con grandi impatti sulla società e sulla qualità della vita delle persone.

Accanto a questo, lo Special Issue prenderà in considerazione nuove applicazioni di intelligenza artificiale e metodologie di apprendimento automatico per l'elaborazione e l'analisi dei dati.

Ulteriori informazioni sono disponibili a questo link.

La scadenza per la sottomissione degli articoli è il 31 luglio 2023

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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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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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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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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.