Ambiente

Descrizione attività:

In linea con la programmazione UE H2020 e con la strategia della Regione Lazio, gli istituti CNR attivi sui temi dell’Ambiente e presenti nell’Area di Ricerca ROMA 1 promuovono collaborazioni con le Imprese operanti sul territorio regionale e nazionale al fine di trasferire competenze e tecnologie sviluppate nell’ambito di progetti nazionali e internazionali. Valorizzare gli obiettivi raggiunti dagli Istituti sul tema trasversale della Sostenibilità e Qualità Ambientale implica anche la possibilità di trarre vantaggio dalla valenza sovraregionale della rete scientifica multidisciplinare del CNR che può convogliare sul singolo  territorio competenze e know-how altamente qualificati a seguito delle manifestazioni espresse dal sistema produttivo.

Gli Istituti del CNR operano per sviluppare e trasferire servizi innovativi volti al miglioramento del benessere e della sicurezza dei cittadini, con l’obiettivo primario di favorire la domanda da parte delle imprese di nuovi prodotti e processi green che, come è ormai dimostrato, hanno un elevato potenziale nell’attivare nuovi settori economici (green jobs) e quindi fungere da volano della crescita economica.

Le attività svolte includono:

  • Pianificazione e ottimizzazione dell’utilizzo delle fonti rinnovabili.
  • Metodologie e protocolli per il miglioramento dell’efficienza energetica, dell’efficienza termica, e dell’efficienza nell’uso delle risorse.
  • Sviluppo e ingegnerizzazione di sensori avanzati e reti smart per il monitoraggio ambientale (aria, acqua, suolo, ecosistemi forestali).
  • Sviluppo e uso operativo di tecnologie e tecniche osservative innovative integrate da modellistica numerica per il monitoraggio, l’analisi e la previsione delle emissioni di inquinanti in atmosfera, nei laghi, nei fiumi e in mare (da impianti industriali, sistemi di riscaldamento e sistemi di trasporto) nonché per sistemi di allerta di eventi estremi (es. allerta inquinamento aria/mare, allerta meteo-idrologica).
  • Promozione di modelli di gestione organizzativo/funzionale sostenibili finalizzati all’abbattimento delle emissioni dei gas serra.
  • Sviluppo di tecnologie e sistemi avanzati per la salvaguardia e la fruizione sostenibile dei beni culturali.
  • Sviluppo di reti multiparametriche e multisensore per il monitoraggio ambientale da terra e da satellite al fine di produrre dati utili per implementare strategie mirate alla tutela del territorio, della salute e della sicurezza del cittadino, nonché a mitigare gli effetti dei cambiamenti climatici e ridurre i rischi ambientali.
  • Sviluppo di tecnologie innovative per il trattamento della componente organica e inorganica degli scarti agricoli e dei rifiuti solidi urbani al fine di ridurre la frazione di rifiuti destinata allo smaltimento in discarica;
  • Sviluppo di tecnologie per la valorizzazione energetica della Frazione Organica del Rifiuto Solido Urbano (FORSU) e fanghi di depurazione;
  • Sviluppo di sistemi intelligenti per la gestione e minimizzazione dei rifiuti speciali;
  • Sviluppo di sistemi innovativi per la produzione di energia da fonti rinnovabili e minimizzazione degli impatti ambientali;
  • Certificazione degli impianti di produzione di energia da fonti rinnovabili di nuova generazione ai sensi delle normative attualmente vigenti ed in continua evoluzione;
  • Sviluppo di sistemi per l’inertizzazione dei prodotti della combustione per realizzare un ciclo a rifiuto zero;
  • Realizzazione di sistemi intelligenti per la gestione di reti di piccoli impianti per la produzione di energia da biomasse distribuiti nelle comunità urbane e rurali;
  • Sviluppo di sistemi tecnologici innovativi e sostenibili per l’abbattimento di composti eutrofizzanti e di contaminanti inorganici ed organici, e per il recupero di energia e materia, in reflui civili ed industriali;
  • Sviluppo di processi innovativi ecocompatibili, per il recupero di metalli strategici da materie prime e materie prime seconde, quali Rifiuti delle Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche, reflui industriali e dell’industria agro-industriale, catalizzatori esauriti, scarti delle lavorazioni artigianali, etc.

Keywords:

Sostenibilità e qualità ambientale, fonti energetiche rinnovabili, efficienza energetica, monitoraggio ambientale, riciclo e valorizzazione energetica dei rifiuti

ISTITUTI

COMPETENZE

FACILITIES

(IBAF)

  • Strumentazione per la misura della emissione della fluorescenza della clorofilla “a” mediante un fluorimetro ad analisi di immagine. (IMAGING – PAM, Walz, Germany)
  • Spettrometro a fluorescenza di raggi X (ED-XRF)per l’identificazione e determinazione dei metalli pesanti.
  • Sistema per la misura degli scambi gassosi a livello fogliare (HCM – 1000, Walz, Germany).
  • Laboratorio colture in vitro vegetali
  • Banca Internazionale del germoplasma fungino
  • Cappa a flusso laminare orizzontale, dotata di raggi UV;
  • Camera di crescita dotata di lampade fluorescenti a luce bianca
  • Piattaforma per la crescita di piante in semi-idroponica in ambiente esterno (Mesocosmi)
  • Laboratorio di spettrometria di massa con sistema di spettrometria a trasferimento protonico (PTR-MS)
  • Laboratorio di ecofisiologia, con analizzatori di gas all’infrarosso (IRGA), rivelatori di fluorescenza della clorofilla, anche per immagini, spettroradiometro portatile per la misura della firma spettrale delle piante
  • Laboratorio di cromatografia in fase liquida (HPLC) e gassosa (GC)
  • Laboratorio di biologia molecolare con RT-PCR
  • Laboratorio di ecologia forestale
  • Stazioni sperimentali eddy-covariance per la misura degli scambi gassosi in foresta

(IC)

  • Il laboratorio di biosensoristica è equipaggiato di strumenti elettrochimici, ottici, e spettrofotometrici, potenziostati e dispositivi per la microfluidica, strumenti per la validazione dei biosensori sviluppati tra cui risonanza plasmonica di superficie (SPR), cromatografia liquida ad alta prestazione, spettrofluorimetri per lo sviluppo di biorecettori marcati con sonde fluorescenti, sintetizzatori automatici per la produzione di biorecettori artificiali a scopo biosensoristico. In particolare la struttura permette studi di: dinamica molecolare ed ingegneria molecolare per la progettazione di nuovi biorecettori sintetici disegnati ad hoc, spettroscopia di fluorescenza, UV/VIS per la caratterizzazione biofisica e lo studio di interazione tra le macromolecole biologiche; sviluppo di biorecettori naturali o biomimetici; metodi di marcatura con sonde fluorescenti e nanomateriali; tecniche di immobilizzazione; sintesi di ibridi-biologici per la costruzione di dispositivi optoelettronici; ottimizzazione di sistemi di trasduzione elettro-ottica.
  • Laboratorio attrezzato per la coltivazione di microalghe;
  • Laboratori di chimica, biochimica e biologia molecolare;
  • Laboratorio per lo studio della fotosintesi;
  • Laboratorio di biosensoristica.

(IGAG)

  • Utilizzo e gestione dei laboratori di Idrometallurgia, Elettrochimica e Metalli preziosi (cianurazione), con relativi strumenti ed apparecchiature.
  • Diffrattometro a raggi X di polveri Bruker D8 advance 
  • Diffrattometro a raggi X di polveri Bruker D8 advance
  • Spettrofotometro a raggi X modello Spectro Xepos
  • Analizzatori di granulometria mediante diffrazione laser modello Sympatec Hlos e Cilas
  • Termobilancia TG-DTA modello TA Instruments
  • Microscopio elettronico a scansione modello FEI quanta 400.
  • Strumentazione portatile per la misura dei gas interstiziali nel suolo:trumentazione portatile per la misura dei gas interstiziali nel suolo:
  • DRAGER X-am 7000 è uno strumento portatile grazie al quale è possibili effettuare una misura delle concentrazioni di CO2, CH4, O2, H2 e H2S. Lo strumento viene connesso alla sonda di campionamento mediante tubo di silicone, e aspira il campione di gas tramite una pompa a membrana interna. L’accuratezza dello strumento è < 5%.
  • Spettrometro alfa RAD7 Durridge® (Figura X), utilizzato per misurare radon (222Rn) e thoron (220Rn), è costituito da una camera elettrostatica avente un volume sensibile di 0,7 litri. Questo strumento è dotato di rivelatore a stato solido per la rivelazione di radon e thoron immessi nello strumento per mezzo di una pompa a membrana da 1 l/min. Il decadimento del radon e del thoron genera isotopi del polonio caricati positivamente che vengono raccolti sulla superficie sensibile del rivelatore per l’azione del campo elettrico. La misura consiste in un tempo minimo di 15 minuti, in quanto il radonometro registra ogni 5 minuti le particelle alfa emesse dal decadimento del 218Po e del 216Po e dei loro figli, e soltanto dalla terza lettura si può considerare attendibile il valore registrato dallo strumento, avendo pulito il sistema con le letture precedenti. La minima attività rivelabile dal radonometro è di 500 Bq/m3.
  • Rilevatore portatile Methane Laser Inspectra® sviluppato da Gazomat ™ che utilizza la tecnologia di spettrometria a laser ad alta tecnologia accoppiata con una cella multipassing. La tecnologia fornisce sensibilità 1 ppm e totale selettività a metano. Lo strumento è progettato anche per la rilevazione di perdite di gas metano dalle reti di distribuzione. La tecnologia laser offre una misura dinamica che va dal 1 al 100% v/v. Lo strumento è dotato di certificazione ATEX standard europeo per i livelli di esplosività.
  • Gestore di sismografi con sensori a 5 secondi a 3 componenti del tipo Lennartz (Lennartz® LE-3D/5s) e SARA, acquisitori SARA electronic instruments e GPS, per la definizione della frequenza fondamentale di sito F0.
  • Gestore di sismografo 24 bit per prospezione sismica a 24 canali (geofoni con frequenza di cut-off a 4.5Hz, 24 verticali e 24 orizzontali), per indagini geofisiche condotte in modalità passiva (Antenna Sismica Multicanale) e attiva (MASW) per la definizione del profilo di Vs.
  • Gestore di doppio sensore da foro per down-hole dotato di un cavo di lunghezza pari a 50 m. Ogni sensore S3 è costituito da una terna di canali con frequenza di cut-off pari a 4.5 Hz (1 componente verticale, 2 orizzontali), per indagini geofisiche condotte in modalità attiva per la definizione del profilo di Vs.

(IIA)

  • Stazione sperimentale di misura Arnaldo Liberti, presso AdR RM1, per l’osservazione in continuo della qualità dell’aria e l’effettuazione di campagne di misura.
  • Strumentazione per il campionamento del particolato atmosferico a bassa, media ed alta portata; campionatori silenziosi per ambienti indoor.
  • Strumentazione per l’analisi chimica e morfologica del particolato atmosferico: XRF, TOA, IC, HPAEC-PAD, ICP-MS, microscopio ottico.
  • Modulo clean-air, mask aligner, evaporatore da vuoto, electrospinning technology, spettrofotometria da banco e portatile, microscopia a forza atomica, microscopia ottica, potenziostati, elettrometri, forni da incubazione, forni per calcinazione,stampante 3D, lampada UV-500W.
  • Prototipo di digestore anaerobico multi-stadio solido-liquido.
  • Prototipo di compostiera aerobica.
  • Prototipo di upggrading da biogas a biometano tramite tecnologia PSA (pressure swing adsorption) con zeoliti naturali.
  • Laboratorio Chimico per analisi e test.
  • Utilizzo di piattaforme informatiche per l’elaborazione e l’analisi di immagini telerilevate.
  • Spettroradiometro per misure di campo e di laboratorio.
  • Fotocamere multispettrale e termica.
  • Spettrometri di massa a quadrupolo (mono e triplo) e a trappola ionica, accoppiati a gascromatografi per l’identificazione e misura di microinquinanti organici d’emissione o ambientali. Cromatografo liquido equipaggiato con rivelatori per assorbimento UV (l multipla) e per fluorescenza. Strumenti per la cromatografia a permeazione su gel per la preparazione di campioni ambientali previa all’analisi chimica strumentale.
  • Utilizzo e gestione di workstations per elaborazioni e modellistica numerica.

(IMC)

  • Spettrometro Bruker 600 MHz –alta risoluzione – per campioni allo stato liquido e stato semi-solido (HR-MAS)
  • Spettrometro Bruker 400 MHz – stato solido
  • Spettrometro Bruker 300 MHz – stato liquido – alta risoluzione
  • Rilassometro da banco
  • Rilassometro portatile per misure in campo
  • HPLC-MS
  • GC e GC-MS
  • Nano HPLC
  • CE (elettroforesi capillare)
  • Spettrofluorimetro Horiba Jobin-Yvon FLUOROMAX 4 (fluorescenza statica e risolta in tempo)
  • Spettrometro FT-IR Thermo Fisher Scientific, Nicolet iS10
  • Termogravimetria: Mettler Toledo, TGA/DSC2
  • Mulino per meccanochimica Fritch Pulvirusette 9
  • Irraggiatore gamma 60Co Nordion GC 220
  • Camera climatica Angelantoni, Challenge 340
  • AFM Park Systems XE-100
  • KSV MiniTrough 2 (studio di film di Langmuir, misura del potenziale del monostrato,deposizione di film di Langmuir-Blodgett)
  • Microtox test per la valutazione della ecotossicità di campioni liquidi e solidi

(IRSA)

  • Reattori di laboratorio dotati di sistema di controllo computerizzato
  • Strumentazione per analisi on-line di parametri operativi quali ossigeno disciolto e pH
  • Pacchetti software per la modellizzazione e il controllo di processi biologici di trattamento delle acque di scarico.
  • Reattori anaerobici di volumi variabili da 0.3 L a 10 L, in vetro e/o in acciaio INOX, equipaggiati per l’alimentazione e lo spurgo di quantità giornaliere di substrato in modo da valutare le prestazioni di processo al variare dei carichi organici applicati.
  • Sistemi di misurazione in continuo della produzione di metano e/o biogas
  • Sistemi di pre-trattamento chimico, meccanico o termico per la riduzione della produzione dei fanghi
  • Sistemi analitici di monitoraggio delle caratteristiche fisico-chimiche e di inquinanti nei fanghi tramite strumentazione avanzata come HPLC-MS (o UV), GC-MS e Spettrofotometri UV-VIS.
  • Software avanzati di modellizzazione matematica.
  • Laboratorio di Ecologia Microbica e Microscopia ad epifluorescenza.
  • Conduzione e gestione di bio-digestori in scala di laboratorio (da 3 a 10L) corredati con sistemi avanzati di misurazione automatica in continuo di biogas e metano;
  • Laboratorio dedicato alla caratterizzazione delle sostanze organiche (proteine, lipidi, carboidrati) in FORSU, scarti agro-industriali, biomasse residuali;
  • Apparecchiatura AMPTS (Bioprocess Control) per la determinazione del potenziale metanigeno di rifiuti e biomasse, con monitoraggio delle prestazioni in tempo reale.
  • Campionamento di acque sotterranee, strumentazione per la misura di parametri chimico-fisici in campo, analisi al cromatografo ionico e ICP-MS.
  • Reattori bioelettrochimici;
  • Potenziostati/galvanostati multicanale;
  • GC-FID;
  • GC-TCD;
  • GC-MS.
  • Microscopio ad epifluorescenza,
  • Cromatografia Liquida al Alta Prestazione (HPLC-MS; HPLC-MS/MS; HPLC-UV/Fluorescenza),
  • Gascromatografia (GC-MS; GC-FID/ECD),
  • Spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS),
  • Spettrofotometria, Accelerated Solvent Extraction (ASE),
  • Solid Phase Extraction (SPE),
  • Analizzatore elementare C/H/N/S,
  • Camera termostata.
  • Cromatografia Liquida al Alta Prestazione (HPLC-MS; HPLC-MS/MS; HPLC-UV/Fluorescenza),
  • Gascromatografia (GC-MS; GC-FID/ECD),
  • Spettrofotometria,
  • Accelerated Solvent Extraction (ASE),
  • Microscopio ad epifluorescenza.
  • Cromatografia Liquida ad Alta Prestazione (HPLC-MS/MS, HPLC-UV/Fluorescenza),
  • Gascromatografia (GC-MS; GC-ECD/FID),
  • Spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS),
  • Spettrofotometria, Accelerated Solvent Extraction (ASE),
  • Solid Phase Extraction (SPE),
  • Analizzatore di carbonio organico disciolto (TOC),
  • Analizzatore elementare C/H/N/S,
  • Sistema di Ultrafiltrazione a flusso tangenziale,
  • Microscopio ad epifluorescenza,
  • Citometria a flusso,
  • Fluorimetria.
  • Modellizzazione matematica processi di digestione anaerobica per la produzione di metano e dark fermentation per la produzione di idrogeno.
  • Assorbimento atomico con fornetto di grafite (THGA-AAS, Perkin Elmer AAnalyst 800) per la determinazione di metalli pesanti e metalloidi anche in tracce;
  • Assorbimento atomico accoppiato con sistema di generazione ad idruri per le misure di speciazione di composti quali Arsenico, selenio in frazioni di ppb grafite (FIAS.HG-AAS, Fias400 accoppiato Perkin Elmer AAnalyst 800);
  • Spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS) per la determinazione multi elemento di metalli in tracce (Agilet 7500);
  • Sistema di separazione in colonna accoppiato ad ICPMS (LC-ICPMS) per speciazione di metalli e specie metallorganiche.
  • Digestore a microonde per la digestione acida ad alte temperature e pressione di materiali solidi

(ISM)

  • Deposition systems:
    • MWCVD system customized from an ASTEX S-1500 CVD system (2 kW
    • power, 2.45 GHz frequency) with a programmable automation controller National Instrument Compact RIO for 24/7 deposition.
    • Hot-Filament CVD custom system, up to 4” wafers.
    • PLD system, ArF or KrF (193 or 248 nm) pulsed laser source (Lambda Physik COMPex) (Fig 3.5, right). High Vacuum chamber, Temeprature up to 700°C.
    • Fs-laser PLD system, Ti:Sapphire pulsed laser source (Spectra Physics Spitfire Pro XP, 800 nm, 3 mJ, 100 fs) having selectable repetition rate, in the range 1-1000 Hz. High Vacuum chamber, Temperature up to 400 °C.
  • Material characterization techniques:
    • SEM Cambridge Stereoscan 360 with EDS.
    • AFM Quesant Resolver 250.
    • VTEC Spectral Photoconductivity (200-1300 nm range)
    • RAMAN SPEX-Triplemate in back-scattering geometry (laser wavelength 514.5 nm)
  • Technological processing:
    • Leybold Z400 RF and DC Sputtering deposition technique for device metallization.
    • Mask Aligner Karl Suss MA6 + Spin-coater Suss Microtech Lab. Equip.
    • Delta 10 TT/BM for photoresist deposition
    • Wire Bonder Kulicke & Soffa mod. 4123
  • Device characterization.
    • VTEC (Vacuum & Temperature Electronic Characterization), P≈10-9 torr, 77 K<T<1300 K, with Picoammeter HP4140B, dual-voltage-source (±100 V), Keithley 6517A (Electrometer), 487 (Picoammeter), 2440 (Sourcemeter), 6220 (DC Current Source), 2182 (Nanovoltmeter), 617 (Electrometer), 3390 (Arbitrary Waveform Generator), Solartron 1255, 1260 Impedance/Gain-Phase Analyzers (10 μHz 32 MHz), HP4192A Impedance Analyzer (5 Hz 13 MHz)
    • Banco ottico con monocromatore Newport 180 1400 nm + lampade Xe e deuterio.
    • Angelantoni climatic chamber ACS Challenge 250, -40°C<T<+180°C, 10%<Humidity<98%
    • Yokogawa DLM2052 oscilloscope (2,5 GS/500 MHz)

(ISMN)

  • Prototipo di un sistema integrato sensori/biosensori brevettato, ISS-CNR-UNIV.
  • Prototipo di un sistema multicella per la misura della fluorescenza algale
  • Spettrofluorimetro Cary Eclipse della Agilent.
  • Cappa a flusso laminare verticale modello 700 della ASAL
  • Agitatore con cupola termostatica modello 711/CT della VDRL
  • Diffrattometro RX Philips PW1729
  • Spettrofotometro UV-Vis-NIR Cary 5E
  • Spettrometro Assorbimento Atomico Varian Spectra 220
  •  Laboratorio chimico per la sintesi di materiali e la deposizione di film sottili.
  • Laboratorio di deposizione chimica da fase vapore.
  • Laboratorio di diffrazione di raggi X.
  • Laboratorio di microscopia elettronica a scansione ed ottica.
  • Laboratorio di microscopia a forza atomica.
  • Laboratorio di spettroscopia infrarossa.
  • Laboratorio di spettroscopia Raman.
  • Laboratorio di spettroscopia fotoelettronica.
  • Laboratorio di fluorescenza.
  • Laboratorio di spettroscopia UV-vis.