Invenzioni Unifi alla settimana della tecnologia

La ricerca targata Unifi torna alla ribalta nazionale, dopo la partecipazione a InnovAgorà, con cinque brevetti presenti al Techshare Day di Torino il 25 giugno.
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Alla manifestazione, promossa da Politecnico di Torino e Università di Torino nell’ambito dell’Italian Tech Week, l’Ateneo – con il supporto dell’ufficio di Trasferimento Tecnologico – è presente con cinque invenzioni:

  • apparato per monitorare le eruzioni vulcaniche – referente Emanuele Marchetti, Dipartimento di Scienze della Terra
  • recupero del freddo da rigassificazione per GNL per veicoli – referenti Giampaolo Manfrida e Daniele Fiaschi, Dipartimento di Ingegneria Industriale
  • compressive sensing radar (GBSAR) con antenne multiple (MIMO) – referente Massimiliano Pieraccini, Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione
  • drone a struttura perfezionata – referenti Nicola Casagli  e Guglielmo Rossi, Dipartimento di Scienze della Terra
  • diagnostica non invasiva di circuiti fotonici – referenti Diederik Sybolt Wiersma e Lorenzo Pattelli, Dipartimento di Fisica e Astronomia

Di che cosa si tratta

Apparato eruzioni vulcaniche

Misura in tempo reale del materiale emesso dalle eruzioni vulcaniche. L’invenzione permette di effettuare una serie di misurazioni, in maniera tempestiva e automatica, per raccogliere informazioni sui materiali emessi durante le eruzioni vulcaniche.
“Grazie ad un apparato composto da una barriera ottica e un cestello – spiega Emanuele Marchetti – si possono valutare  la quantità, la dimensione e la velocità di caduta, del materiale emesso durante le eruzioni vulcaniche. Queste informazioni, che fino ad oggi non erano disponibili in tempo reale ma solo dopo la fine dell’eruzione, sono necessarie per ottenere modelli di dispersione delle ceneri più affidabili”.
Rispetto al passato, questi dati possono consentire di ottenere mappe quantitativamente affidabili della cenere in atmosfera e diminuire i tempi di risposta dei soggetti coinvolti nella gestione delle crisi vulcaniche.

 

Migliorare l’efficienza energetica di veicoli commerciali alimentati a GNL. L’invenzione consiste in un impianto a circuito chiuso in grado di recuperare energia fredda, convertibile in lavoro propulsivo o destinata ad altri utilizzi di bordo, a partire dal sistema di rigassificazione del GNL (Gas Naturale Liquefatto) utilizzato dal motore di veicoli terrestri, in misura corrispondente all’8-10% del potere calorifico del combustibile.
“Il sistema proposto – spiegano Giampaolo Manfrida e Daniele Fiaschi – pratica l’accumulo di energia fredda, che caratterizza lo stato fisico del GNL da rigassificare. Il freddo, necessariamente rilasciato durante il funzionamento del motore mentre consuma combustibile e quindi mentre rigassifica il GNL, è accumulato in un opportuno serbatoio e può essere utilizzato dalle varie utenze presenti su un veicolo commerciale in tempi differiti e indipendenti rispetto a quelli dettati dalle esigenze funzionali del motore”.
Esempi di utenze possono essere celle per il trasporto di carichi refrigerati (camion frigo), impianti di condizionamento e dispositivi per il miglioramento delle prestazioni del motore. Trattandosi di un impianto connesso con il sistema che controlla le informazioni relative al carico del veicolo, al suo tragitto e alle condizioni di traffico, la gestione della risorsa fredda viene stabilita in maniera autonoma e con possibilità di autoapprendimento: si possono così coprire, in modo intelligente e ottimale, le diverse possibili utenze energetiche presenti a bordo.

 

Compressive sensing radar MIMOUn radar per monitorare nel dettaglio le strutture architettoniche. Grazie a questo brevetto possono essere effettuate a distanza misurazioni, con una precisione inferiore al millimetro, relative alle piccole deformazioni a cui possono essere soggette strutture architettoniche come ponti, torri, edifici in genere.
“Si tratta di un radar interferometrico MIMO (Multiple Input Multiple Output) che usa contemporaneamente più di un’antenna trasmittente e più di un’antenna ricevente – spiega Massimiliano Pieraccini -. Nello specifico prototipo che abbiamo realizzato 4 antenne trasmittenti e 4 antenne riceventi. Sfruttando una tecnica sofisticata di elaborazione detta Compressive Sensing e l’interferometria radar, questo strumento può fornire una mappa completa di deformazione della struttura architettonica sotto test in pochi decimi di secondo. Lo stiamo già impiegando per il monitoraggio del ponte Amerigo Vespucci di Firenze, sul quale si stanno eseguendo dei lavori di consolidamento”.
Il principale campo di impiego, dunque, è il collaudo o il monitoraggio di strutture architettoniche, anche in condizioni di emergenza (ad esempio dopo un terremoto o un crollo).

 

Drone a struttura perfezionata

Droni più sicuri e più performanti. Un telaio innovativo per una nuova generazione di droni, con maggiore capacità di carico e autonomia di volo, ma anche più sicuri.

“Grazie a questo brevetto, che prevede una struttura perfezionata, perimetrale e più leggera, con un collegamento rigido tra i motori – sottolineano Nicola Casagli e Guglielmo Rossi – , le prestazioni dei velivoli migliorano sensibilmente. Inoltre, tramite un sistema che permette di riequilibrare l’assetto di volo in caso di avaria, aumenta notevolmente anche il livello di sicurezza.”
Gli UAV (Unmanned Aerial Vehicle) sono una realtà in rapida diffusione, con funzioni di monitoraggio, ricognizione e trasporto. Questa invenzione rappresenta un’evoluzione del prodotto, che apporta numerosi vantaggi.

 

diagnostica non invasiva circuiti fotoniciUna tecnica per rilevare i difetti dei circuiti fotonici. Il continuo progresso delle tecniche di nanolitografia permette di realizzare strutture e circuiti fotonici sempre più piccoli e complessi. Questo tipo di dispositivi pone, al tempo stesso, nuove sfide riguardanti la caratterizzazione ottica e il controllo della qualità di fabbricazione, che non è mai esente da piccoli difetti o differenze dal design originale. Specialmente nell’ambito della nanofotonica, deviazioni anche minime nella regolarità di strutture, superfici o guide d’onda possono impattare in modo decisivo sulla performance.
“Abbiamo messo a punto un nuovo metodo e un apparato di diagnosi funzionale per circuiti fotonici su chip – spiegano Diederik S. Wiersma e Lorenzo Pattelli –, che permette di osservare il percorso effettuato da impulsi luminosi all’interno del dispositivo, al fine di individuare, ad esempio, la velocità di propagazione o la presenza di difetti che causano perdite di luce verso l’esterno della guida. La tecnica permette di osservare ampie aree di un circuito fotonico in un’unica scansione e di risolvere temporalmente eventi che avvengono in punti diversi del circuito, con una risoluzione dell’ordine delle decine di femtosecondi (unità di misura equivalente a un milionesimo di miliardesimo di secondo)”.

 

 


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