Gruppi di ricerca

 

Sono sintetizzati di seguito i principali temi di ricerca per singolo gruppo scientifico-disciplinare:

Gruppo idraulico e delle costruzioni idrauliche, marittime e dell’idrologia (ICAR/01 e ICAR/02) si concentra sullo studio della dispersione idrodinamica e dell’analisi del campo di moto all'interno di correnti fluviali, su analisi speditive del campo di moto in ambiente fluviale, sull’analisi delle vibrazioni di corpi investiti da correnti stazionarie con la realizzazione di sperimentazioni in laboratorio su canali a superficie libera. Sono inoltre allo studio la valutazione di produzione di energia elettrica da moto ondoso e la caratterizzazione del campo di moto nella zona satura di mezzi porosi. In campo idrologico l’attività di ricerca comprende la previsione degli estremi idrologici, la modellazione idrologica distribuita sia per il bilancio idrico sia per la valutazione delle piene in tempo reale, l’analisi dei fenomeni di cambiamento climatico, lo studio dell’ecoidrologia, i modelli di bilancio energetico per la stima dell’evapotraspirazione reale, le potenzialità dei Sistemi Informativi Geografici, particolarmente nella modellazione ambientale, i modelli idrodinamici mono e bidimensionali per la valutazione del rischio idraulico in ambiente urbano e naturale, i modelli di valutazione della vulnerabilità sistemica, l’uso di moderne tecniche di rilievo del territorio (Laser scanner, gps fotogrammetria) e l’integrazione in modelli idraulici e idrologici. Nel campo dell’ingegneria fluviale, l’identificazione delle dinamiche di instabilità nella catalogazione delle morfologie fluviali nei bacini idrografici, trasporto solido, la dinamica fluviale e le relative opere di sistemazione. Nel campo delle infrastrutture idrauliche gli studi sono focalizzati sulle infrastrutture idrauliche storiche, sull’efficienza delle reti acquedottistiche e di drenaggio urbano.
Gruppo dell'ingegneria sanitaria ambientale (ICAR/03) l'attività di ricerca comprende gli studi sul trattamento delle acque e dei fanghi ed il riutilizzo delle acque reflue urbane; la tutela delle risorse idriche e la modellistica ambientale; i criteri e gli strumenti per la valorizzazione e per la gestione degli RSU e la progettazione di impianti per la selezione, il trattamento e lo smaltimento; il monitoraggio e la valutazione del rischio ambientale di siti inquinati e le problematiche legate al loro risanamento.
Gruppo Strade, Ferrovie e Aeroporti (ICAR/04) i fioni di ricerca spaziano dalle problematiche legate alla progettazione e costruzione delle infrastrutture di trasporto (appunto strade, ferrovie e aeroporti), allo studio di materiali innovativi, fino alle problematiche di inquinamento, anche acustico e/o chimico, e di riciclaggio e impiego di materiali marginali.
Gruppo Trasporti (ICAR/05) l’attività di ricerca si focalizzata sui criteri e le metodologie per il dimensionamento dei servizi minimi di trasporto pubblico locale e lo studio dei costi del trasporto merci.
Gruppo geotecnico (ICAR/07) le attività di ricerca riguardano il comportamento chimicomeccanico dei terreni argillosi saturi e parzialmente saturi, gli effetti dell’interazione chimico-fisica fra terreno e fluido interstiziale, la meccanica delle grandi frane in terreni argillosi, l’analisi e la progettazione delle fondazioni e delle opere di sostegno in condizioni statiche e sismiche, lo studiodell’interazione cinematica fondazioni-terreno.
Gruppo di Scienza delle Costruzioni (ICAR/08) riguardano problemi di dinamica, stabilità, plasticità e comportamento delle strutture murarie. Nell’ambito della dinamica delle strutture, sia in ambito lineare che non lineare, sono stati affrontati argomenti relativi al comportamento di archi, travi di Eulero-Bernoulli, travi di Timoshenko, piastre. Riguardo alla stabilità delle strutture si sono affrontati due temi fondamentali relativi all’instabilità strutturale. Il primo ha trattato il problema legato alle caratteristiche meccaniche degli appoggi elastomerici armati utilizzati nelle strutture ed il secondo ha affrontato l’analisi elasto-plastica delle murature.
Gruupo di Tecnica delle Costruzioni
(ICAR/09) rappresentata dall’Ingegneria Sismica. Nell’ambito di tale linea, i filoni di ricerca più significativi, spesso sviluppati in cooperazione con altri settori scientifici e con altre strutture di ricerca come il GFZ di Potsdam-Germania in ambito internazionale, sono: lo studio del comportamento dinamico non lineare di strutture in cemento armato, in muratura ed in legno soggette ad azioni sismiche, attraverso la formulazione di modelli teorici, simulazioni numeriche non lineari e sperimentazioni su modelli in scala ridotta condotte tramite prove cicliche, prove su tavola vibrante e prove pseudo dinamiche; la progettazione innovativa in zona sismica, realizzata attraverso le tecniche dell’isolamento sismico e della dissipazione energetica; la valutazione della vulnerabilità sismica di edifici e ponti in cemento armato, sia attraverso metodi statistici che meccanici basati su procedure di progettazione simulata per applicazioni su larga scala e su singole strutture; la riabilitazione strutturale di edifici in muratura ed in cemento armato, sia con tecniche tradizionali che innovative; la sperimentazione di materiali, dispositivi antisismici e strutture, sia in scala ridotta che in vera grandezza e sviluppo di sistemi di protezione sismica innovativi; l’analisi e le strategie di mitigazione del rischio sismico sia attraverso la predisposizione di scenari di danno e di conseguenze attese che di mappe di rischio sismico sull’edilizia corrente, strategica (ospedali) ed a rischio rilevante in caso di collasso sismico (scuole); il monitoraggio e la diagnostica strutturale sia per la stima delle proprietà meccaniche dei materiali in-situ che per l’individuazione delle caratteristiche dinamiche strutturali, del danno e della sua evoluzione nel tempo, mediante interpretazione di dati accelerometrici.
Gruppo di Tecnologia dell’Architettura (ICAR/12) affronta temi riguardanti la progettazione nel suo rapporto con le scienze (ambientali, fisiche e di fisica applicata, sismiche, geotecniche, delle strutture e dei materiali, delle tecniche costruttive e dell’organizzazione), per la realizzazione di nuovi insediamenti sostenibili e per il recupero del patrimonio edilizio esistente. Le principali ricerche in corso riguardano gli apparati costruttivi storici in Basilicata, ai fini della messa a punto di modelli metaprogettuali di intervento e di un Manuale del Recupero; lo studio del comportamento nel tempo e delle patologie degli edifici tradizionali ed industrializzati e delle metodologie per il miglioramento e l’ adeguamento antisismico, energetico e tecnologico; lo studio delle possibilità di
condizionamento delle latifoglie endemiche lucane, nell’ ottica dell’ottimizzazione delle loro qualità per l’ impiego in edilizia, in particolare per la realizzazione di strutture e solai di nuova concezione; la definizione delle metodologie per il confronto analitico della sostenibilità ambientale di alternative progettuali; la progettazione di insediamenti zero energy, eredi della tradizione della Civiltà Rupestre lucana.
Gruppo del Disegno (ICAR/17), lLe tematiche che si sono sviluppate prevalentemente all’interno del  riguardano la sperimentazione del rilievo strumentale e con tecnologia Laser scanner 3D, sperimentazioni concentrate sull’utilizzo della tecnologia informatica nel disegno e nel rilievo dell’architettura e nei problemi di geometria descrittiva.
Gruppo di Tecnica e Pianificazione Urbanistica (ICAR/20) sulla base dei principi e delle tecniche per un rinnovato approccio alla razionalità del piano, sviluppa tematiche riguardanti la pianificazione delle trasformazioni del territorio e degli investimenti, finalizzati allo sviluppo socio economico, alla difesa del suolo nei suoi caratteri di fragilità idrogeologica, produttivi e paesaggistici, alla difesa dai rischi naturali al miglioramento della qualità dei tessuti insediativi.
Gruppo di Estimo (ICAR/22) impernia la ricerca sui temi propri del settore disciplinare, dedicandosi in particolare allo sviluppo di procedimenti econometrici diretti o indiretti da impiegare nella stima del valore di mercato e del valore di costo di beni (mobili e immobili) e di masse di immobili a fini fiscali, indennitari o patrimoniali, cos“ come allo sviluppo di modelli utili nella interpretazione delle dinamiche del mercato immobiliare. La ricerca in essere mira ad affrancare la disciplina dall’empirismo ancora attuale nei suoi diversi campi di applicazione, coniugando la tradizione con tecniche di analisi innovative (logica fuzzy, reti neurali, opzioni reali, autoregressione vettoriale, ecc.). Alcuni dei procedimenti di stima sviluppati sono stati implementati in software specifici in grado di trasferire i risultati della ricerca al campo applicativo.

Le principali linee di ricerca di ricerca del settore ING-IND/08 – Macchine a Fluido sono: Simulazione Numerica Diretta di Fiamme Diffusive: a ricerca indaga, utilizzando un codice di calcolo parallelo, il ruolo di parametri fisici e della cinetica chimica sull'evoluzione del processo di accensione nei motori a combustione interna. Simulazione Numerica di Motori Alimentati con Combustibili Alternativi: si utilizza un codice di calcolo RANS, per analizzare le prestazioni e le emissioni di motori. Analisi e Metodi di Riduzione di Meccanismi Cinetici per l'Ossidazione di Miscele di Combustibili Tradizionali e Alternativi: messa a punto di modelli teorico-numerici accurati ed efficienti per lo studio della combustione in configurazioni di interesse applicativo. Simulazione di Getti Comprimibili Non-Stazionari: analisi delle caratteristiche fluidodinamiche dei getti di combustibile, quali lo spreading rate e l'entrainment dell'aria, per lo studio di sistemi di propulsione a iniezione diretta. Turbomacchine e Aerodinamica Esterna. Si sviluppano metodi numerici e software CFD per lo studio di turbomacchine, in particolare di rotori eolici.
Il settore della fisica tecnica (ING-IND/10 – Fisica Tecnica Industriale) si occupa principalmente delle problematiche connesse al risparmio, razionalizzazione, produzione e conversione dell'energia. Queste attività vengono affrontate sia dal punto di vista sperimentale che teorico/numerico mediante lo studio di cicli termodinamici innovativi sia diretti che inversi; mediante lo studio di sistemi di sfruttamento delle energie rinnovabili sia solare che eolica; mediante lo studio dei meccanismi di trasporto dell'energia termica; mediante lo studio della stabilizzazione di fiamme premiscelate magre ed ultramagre.
In campo ambientale (ING-IND/11 – Fisica Tecnica Ambientale) i temi di ricerca sviluppati nell’ambito del settore riguardano principalmente l’energetica degli edifici e le energie rinnovabili. Gli edifici studiati sono essenzialmente quelli di tipo storico e vernacolare dell’area mediterranea . Si tratta di architetture di tipo massivo con uso di materiali tradizionali e locali, classificabili come architetture bioclimatiche.
Le tematiche di ricerca del settore scientifico ING-IND/13 riguardano diversi aspetti. I macro e micro-sistemi vibranti: i fenomeni di rumore e vibrazioni sono studiati da un lato con l’obiettivo di ridurre l’emissione sonora e il livello delle vibrazioni strutturali nelle normali condizioni di funzionamento di una vasta gamma di prodotti industriali, dall’altro per effettuarne un uso intelligente per il miglioramento del comportamento dinamico di una gran parte di nano e micro-dispositivi. La meccanica del contatto: si studiano i fenomeni presenti all’interfaccia di corpi in contatto, analizzando l’effetto della rugosità superficiale e delle proprietà adesive di superfici micro-strutturate. La dinamica delle trasmissioni CVT (Continuously Variable Transmission): aspetti tribologici, come la lubrificazione elasto-idrodinamica e le condizioni di lubrificazione mista, sono investigati dal punto di vista teorico al fine di migliorare le prestazioni di questa trasmissione meccanica.
Nel campo della Progettazione e Costruzione di Macchine (ING-IND/14) la ricerca attualmente attiene allo sviluppo di sensori ottici per la misura senza-contatto su componenti e sistemi meccanici e alla misura di deformazioni su campioni biologici. L’attività di ricerca è svolta in collaborazione con Centri di Ricerca e Università Internazionali (Yale University (USA), Centro de Investigaciones en Optica (MX) (con supporto MAE), École Nationale Supérieure des Mines de St-Étienne(FR)).
Le principali linee di ricerca del settore Tecnologie e Sistemi di Lavorazione (ING-IND/16) riguardano: la progettazione e controllo di sistemi di produzione (sistemi flessibili, riconfigurabili e cellulari). Modelli di pianificazione e protocolli di coordinamento in imprese riconfigurabili. Modelli innovativi di e-procurement nell'ambito di ambienti Business to Business: metodologie di negoziazione e di formazione e gestione di coalizioni di imprese.
Il settore degli Impianti Industriali Meccanici (ING-IND/17) si occupa principalmente dello studio delle Supply Chain Management e della Logistica Industriale: mediante ricerche effettuate nell'ambito delle catene e dei network di fornitura. Della Logistica per L'Healthcare Management, mediante ricerche incentrate sullo studio e ottimizzazione dei flussi, fisico ed informativi di medio-lungo-breve periodo, legati ad attività sanitarie. Dell'analisi e Progettazione dei Sistemi di Produzione Beni e Servizi mediante l'utilizzo di simulazione e strumenti di Digital Factory. Della Gestione dei Sistemi di Produzione di Beni e Servizi con lo sviluppo di architetture e algoritmi per ottimizzare la fase di pianificazione e programmazione dei materiali e delle risorse, l'elaborazione di strumenti di gestione e delle tecniche di pianificazione di lungo/medio e breve periodo.
Nell’ambito della Fisica dei Reattori Nucleari (ING-IND/18), l'attività di ricerca riguarda la simulazione numerica di plasmi. In particolare le principali linea di ricerca del sottore sono: il calcolo di proprietà termodinamiche e di trasporto di gas ionizzati ad alta temperatura necessarie alla modellizzazione fluidodinamica (esplorazione e rientro di veicoli spaziali, applicazioni industriali dei plasmi,…); lo studio teorico e numerico dell'interazione laser-plasma per accelerare ioni alle energie di interesse per applicazioni mediche e per la fusione nucleare; lo studio di plasmi non neutri in Trappole di Penning (pompe ioniche ad ultra alto vuoto, studio delle proprietà fondamentali dei plasmi); la modellizzazione teorica e numerica di scariche di gas ionizzati ad arco e accoppiate induttivamente per applicazioni industriali.
Per il settore della Scienza e Tecnologia dei Materiali (ING-IND/22) l’attività di ricerca si sviluppa secondo le seguenti direttrici: sintesi e idratazione di cementi speciali ad elevate prestazioni, utilizzazione di rifiuti speciali di origine civile ed industriale in qualità di materiali o materie prime nelle opere di ingegneria civile e nell’industria dei materiali da costruzione, il riciclo di sottoprodotti e rifiuti industriali nel ciclo tecnologico dello stabilimento di provenienza, la formulazione e lo sviluppo di materiali da costruzione a basso costo energetico e infine lo sviluppo sostenibile nell’industria del cemento.
L’attività di ricerca del settore Impianti Chimici (ING-IND/25) si sviluppa lungo le seguenti linee principali. 1) Controllo e diagnosi dei guasti di reattori chimici discontinui (in collaborazione con il gruppo di Automatica). Tale attività prevede lo sviluppo di osservatori e di sistemi di controllo model-based per il monitoraggio di processi chimici esotermici condotti in reattori discontinui agitati meccanicamente, allo scopo di prevenire fenomeni di runaway. La robustezza e l’efficacia di questi metodi vengono testate in ambiente di simulazione sulle reazioni di polimerizzazione fenolo-formaldeide per la produzione di resine fenoliche. 2) Processi di trattamento acque a cicli alternati (in collaborazione con il gruppo di Ingegneria Sanitaria). Tale attività mira alla ottimizzazione delle condizioni operative in impianti di trattamento alternati anossici/aerobici al fine di massimizzare l’efficienza di abbattimento di azoto e di minimizzare i costi di esercizio dell'impianto. 3) Emissioni antropiche di calore. Tale attività mira allo sviluppo di modelli per la stima delle emissioni di calore derivanti dalle attività umane in grandi centri urbani, ad elevata risoluzione spazio-temporale, e ad indagare il contributo di queste ultime al fenomeno delle isole di calore urbane.
Nell'ambito del SSD ING-IND/31 (Elettrotecnica), la ricerca è focalizzata sullo sviluppo di metodologie analitiche e numeriche per la risoluzione di problemi generali di Elettromagnetismo e, per quel che concerne le applicazioni, sulla diagnostica elettromagnetica non invasiva (NDT) e su alcune tipiche problematiche della Fusione Termonucleare Controllata, quali la determinazione delle configurazioni di equilibrio dei plasmi, l' analisi delle correnti indotte nei componenti passivi, l'identificazione e il controllo del plasma. La ricerca è svolta nell'ambito di reti nazionali di ricerca (Consorzio CREATE) ed in collaborazione con agenzie e consorzi internazionali operanti nell'ambito della fusione termonucleare (JET, NET, ITER).
Nel settore dell'Elettronica (ING-INF/01-Elettronica) le attività di ricerca riguardano lo studio di dispositivi e sistemi per l'applicazione degli ultrasuoni sia in campo biomedico (ecografia diagnostica, chirurgia non invasiva, ultrasuonoterapia) che in campo industriale (prove non distruttive, saldature e lavaggio industriale, robotica, motori ultrasonici per applicazioni aerospaziali). Le tematiche descritte sono sviluppate in collaborazione con altri soggetti di ricerca nazionali (Università degli Studi di Roma Tre, Università degli Studi di Salerno) ed internazionali (CSIC-Spagna), con il supporto finanziario del MIUR.
Le principali linee di ricerca sviluppate nel settore ING-INF/02 (Campi Elettromagnetici) riguardano lo studio di dispositivi ottici per migliorare l’assorbimento della luce nelle celle solari, lo studio di componenti ottici realizzati mediante multistrati dielettrici frattali e di trasformatori di impedenza multibanda per applicazioni nel campo delle TLC, lo studio del fenomeno della localizzazione del campo elettromagnetico in multistrati frattali per applicazioni nel settore del riscaldamento a microonde. Le tematiche descritte sono sviluppate in collaborazione con altri soggetti nazionali (Università degli Studi del Sannio, Università degli Studi di Salerno) ed internazionali (Pennsylvania State University ).
Le principali linee di ricerca sviluppate nel settore ING-INF/03 (Telecomunicazioni) riguardano lo studio dei metodi e delle tecnologie per il trattamento dell'informazione in segnali per la trasmissione numerica e per il telerilevamento SAR della superficie terrestre. Le tematiche descritte sono sviluppate in collaborazione con soggetti nazionali (Università degli Studi di Napoli Parthenope, INGV) ed internazionali (JPL).
Infine, nel campo del settore ING-INF/04 (Automatica), si articola secondo quattro linee tematiche principali: metodologie di stima e controllo per sistemi non lineari (controllo adattativo, osservatori dello stato, controllo con retroazione dello stato stimato), robotica (manipolatori e celle robotiche industriali, sistemi multi-robot, mani robotiche), diagnosi dei guasti in sistemi dinamici (con applicazioni ai sistemi robotici e ai processi chimici), controllo dei processi chimici. La ricerca è svolta anche nell'ambito di reti di ricerca nazionali (PRISMA) ed internazionali (EURON), con il supporto finanziario del MIUR e dell'Unione Europea.

L’attività di ricerca del settore BIO/07 (Ecologia) si è concentrata negli ultimi anni principalmente sull’interazione tra sviluppo industriale e ambiente. In particolare è stata studiata l’attività dei distretti industriali italiani e il loro impatto economico e ambientale, anche in relazione alla rilevanza sociale che hanno nel territorio in cui sono localizzati. Inoltre è stato affrontato lo studio del trasporto di sostanze radioattive nell’ambiente. I lavori sono stati focalizzati sulla valutazione dei fattori di trasferimento di radionuclidi dall’ecosistema alla catena alimentare umana. Parte del lavoro è stata effettuata anche sullo sviluppo di nuove metodologie per lo studio dell’inquinamento radioattivo.
Il gruppo della Fisica sperimentale e dell'atmosfera (FIS/01-Fisica Sperimentale e FIS/06-Fisica per il Sistema Terra e per il Mezzo Circumterrestre) lavora alle applicazioni delle onde elettromagnetiche nell'ultravioletto, visibile e infrarosso per lo sviluppo di sensori per le Osservazioni della Terra dallo Spazio e dal suolo. In tale contesto, l'area è presente sulle problematiche delle tecniche LIDAR (LIgth Detection and Ranging), e della Spettroscopia di Fourier nell'infrarosso termico e lontano infrarosso. Non è tralasciata la parte modellistica di trasferimento radiativo in atmosfera terrestre, in presenza di componenti gassosi, aerosols e nubi. Tradizionalmente l'area fornisce supporto scientifico allo sviluppo di strumenti qualificati per missioni spaziali: radiometri e spettrometri di Fourier, LIDAR. Si occupa anche di tecniche e metodi per l'utilizzo di strumentazione, anche futura, da satellite. E' inserita nelle grandi missioni satellitari delle maggiori Agenzie Spaziali internazionali ed europee: NASA, NASDA, ESA, CNES. L'attività sperimentale fa anche ricorso alla collaborazione con l'istituto IMAA del CNR di Tito Scalo, Pz, di cui l'area Fisica è stata principale co-fondatore, nonché sostenitore negli anni '90. Con tale istituto, oggi, l'area della Fisica condivide progetti in ambito nazionale (PRIN, PON, ASI) ed europeo (EU). All'interno dell'area FIS/06 opera un gruppo molto focalizzato sulle applicazioni dello strumento satellitare, con particolare riguardo alle problematiche connesse al monitoraggio dei rischi ambientali, naturali e industriali. In particolare le tematiche comprendono anche lo sviluppo di metodi robusti per l'analisi di serie storiche di osservazioni satellitari. Nell'area della Fisica sperimentale è altresì presente una componente che si interessa più specificamente di Fisica Ambientale, con particolare riguardo alla caratterizzazione dei livelli di inquinamento in atmosfera ed al suolo con metodologie statistiche avanzate. La struttura dell'area è fortemente internazionalizzata con una presenza continua all'interno di Working Groups e Commissioni Internazionali che svolgono la loro missione scientifica per lo sviluppo della Fisica applicata alle Osservazioni della Terra da satellite, alla meteorologia ed allo studio dei processi atmosferici, con particolare riguardo alla spettroscopia di base e applicata dei maggiori gas serra dell'atmosfera del pianeta Terra.
Gli ambiti della ricerca scientifica su cui è impegnato il gruppo della Geologia Applicata (GEO/05) riguardano: la geologia tematica e metodi della prospezione geologica, i materiali naturali, le acque sotterranee e l’idrologia di pertinenza, la vulnerabilità e la tutela dei corpi idrici sotterranei, i processi di instabilità del territorio: frane, cavità sotterranee, subsidenze, sinkholes, la pericolosità associata ai fenomeni di instabilità e la sua misura, il rischio associato alla pericolosità idrogeologica e la sua misura, l’organizzazione e geostatistica dell’informazione tematica georiferita, la dinamica e vulnerabilità costiera.
Il gruppo del settore della Geofisica della Terra Solida (GEO/10) si occupa prevalentemente della componente relativa alla pericolosità negli studi di rischio sismico, di cui gli esempo più recenti sono stati la collaborazione alla redazione degli Indirizzi e Criteri di Microzonazione Sismica ed alle attività di microzonazione sismica in emergenza a seguito del terremoto dell'Aquila. Il contributo interdisciplinare dell'area geofisica è esteso anche ad altri settori, fornendo supporti di geofisica applicata a studi riguardanti la dinamica costiera, il comportamento di ammassi rocciosi, la dinamica dei terreni, il monitoraggio delle strutture e del territorio, le prospezioni archeologiche. L'area ha un’intensa attività in progetti di ricerca nazionali ed internazionali (PRIN, DPC-INGV, UE-InterReg, NATO Science for Peace, NATO Advanced Research Workshop). L'area concorre inoltre al mantenimento di reti di monitoraggio sismometrico, geodetico ed accelerometrico in collaborazione con l’INGV, il CNR-IMAA, il GFZ-Helmoltz Zentrum Potsdam, la Provincia di Potenza.