L’Obiettivo Realizzativo 2 ha operato per la realizzazione e messa a punto di infrastrutture, sistemi strumentati e sensoristica in grado di eseguire misure ed acquisire informazioni in diversi contesti ambientali (qualità dell’aria e sistema climatico, ecosistemi agroforestali e marino-costieri).

Le attività di sviluppo tecnologico e trasferimento industriale sono strettamente connesse alle attività degli Istituti CNR  ed alla realizzazione di un “Laboratorio Scientifico & Tecnologico” nel quale saranno convogliate le principali attività di ricerca e sviluppo svolte nell’ambito di questo OR.

La messa a punto di questi sistemi strumentati ha permesso il loro utilizzo in contesti ove risulti impossibile o non conveniente l’impiego di stazioni di monitoraggio convenzionali  fornendo strumenti in grado di raccogliere dati ed informazioni sulla qualità dell’aria ed il sistema climatico, sugli ecosistemi agroforestali e costieri, sul monitoraggio della geosfera, dei bacini idrici e corsi fluviali, focalizzando l’attenzione sui processi legati alla composizione dell’atmosfera e all’interfaccia terra-aria, biosfera-atmosfera.

I-AMICA ha potenziato lo sviluppo tecnologico e l’integrazione ed il potenziamento di azioni e strutture per lo sviluppo di strumentazione e servizi di monitoraggio ambientale, anche promuovendo la collaborazione tra pubblico e privato. Sono così stati sviluppati prototipi o sistemi innovativi di monitoraggio con interessanti risultati e ricadute nel settore.

Le azioni di innovazione e sviluppo  tecnologico sviluppate direttamente dai laboratori dei differenti Istituti CNR sono state diversificate ed hanno riguardato applicazioni relative all’ambito climatico-ambientale.  Tra esse si segnalano diverse realizzazioni, tra cui le più significative si riportano di seguito:

• sistema in fibra ottica per il monitoraggio di liquidi, per il controllo dello stato di salute di bacini idrici, corsi fluviali o acque marine; per la sorveglianza in tempo reale della qualità delle acque negli acquedotti: una applicazione utile anche per PON Smart City;
• misure d’interesse ambientale, per il monitoraggio di processi idrogeologici;
• realizzazione di un prototipo di sensore distribuito in fibra ottica per la misura di temperatura e/o deformazioni lungo distanze di chilometri e con risoluzione spaziale al metro;
• messa a punto di metodologie di sensing elettromagnetico, con sviluppo  e integrazione di un’interfaccia grafica, di algoritmi di tomografia radar per l’elaborazione di dati georadar, in grado di fornire immagini ad alta risoluzione in 2D-3D, più facilmente interpretabili;
• sviluppo di sistema a sensori optofluidici per il monitoraggio di liquidi basati sullo scattering di Raman.
• prototipizzazione rapida di sensori ottici integrati e microfluidici;
• sviluppo di metodologie per il monitoraggio della vegetazione basata su analisi spettroscopiche;
• sviluppo di sensoristica per la misura dell’intromissione del cuneo salino in aree costiere anche a supporto di studi sulla desertificazione costiera e ad attività agricole e agrotecniche;
• realizzazione della sonda multi-parametrica ed interfaccia software, (Android, iOS Apple) per il monitoraggio in Near-Real-Time della salinità e temperatura della falda idrica;
• realizzazione di un sensore multiplo per la misura della velocità delle onde sismiche e resistività elettrica del sottosuolo, per definire la geometria di un acquifero differenziandone le proprietà in termini di salinità.

I-AMICA, nell’ambito del potenziamento di azioni rivolte al trasferimento tecnologico e allo sviluppo industriale, ha definito interventi e collaborazioni con realtà industriali/imprenditoriali al fine di promuovere occasioni reali per lo sviluppo industriale di tecnologie avanzate e conseguenti ricadute occupazionali. Ciò ha permesso alle ditte ALA – Advanced LIDAR Applications e F.A.I. Instruments di impegnarsi attivamente nella realizzazione e messa a punto di prototipi e sistemi avanzati di monitoraggio climatico-ambientale e di sensoristica innovativa. Da questa azione è anche derivata l’assunzione di personale nel campo dell’innovazione e del tecnology transfer.

Tra i sistemi promossi in questa task è stato realizzato  un sistema multiparametrico per misure di qualità dell’aria in ambienti indoor, denominato Indoor Environmental Monitoring System, che ha lavorato presso il Museo Nazionale di Capodimonte di Napoli, nella Sala del Carro dell’Aurora. Esso è stato sviluppato, in due moduli, dalla ditta F.A.I. Questo sistema prototipale, unico nel suo genere in Italia, si può prestare ad impieghi ed applicazioni indoor successive, anche in considerazione del fatto che il Patrimonio Culturale italiano rappresenta circa il 70% del patrimonio Culturale Mondiale.

Le  attività sviluppate dalla ditta ALA s.r.l. hanno permesso lo sviluppo di prototipi relativi a sistemi per misure di particolato atmosferico mediante sistemi lidar portatili e a fasci contropropaganti. Sono stati così sviluppati: un sistema lidar a retrodiffusione elastica e retroriflessione per il monitoraggio del particolato in aree industriali, aree metropolitane e ”hot-spot”, in generale, che impieghi fasci laser eye-safe. Sistemi Lidar nella versione di pico-lidar portatili e a più ampio range di azione eye-safe per misure di particolato atmosferico sia in aree urbane che in ambienti confinati (indoor). Sonde a retrodiffusione ad alta economicità per la rivelazione della presenza di particolato in aria con tecnica-in situ. Sensori compatti basato su retroriflessione e depolarizzazione, per la misura del particolato atmosferico da utilizzare per la valutazione quantitativa della concentrazione di ceneri vulcaniche, disegnati anche per l’uso su aeromobile. E’ stato inoltre sviluppato un rivelatore di incendi da installare su aereo a pilotaggio remoto- APR (drone). Attenzione posta anche  all’upgrading di sistemi lidar trasportabili (non eye-safe) a diversità di polarizzazione e Raman, utilizzabili in assenza di operatori in aree remote in condizioni ambientali particolarmente impegnative. A seguito dei risultati ottenuti in questo ambito è nata una prima azione di collaborazione in attività di ricerca relativamente alla problematica della qualità dell’aria in Cina, con reali possibilità di avviare attività congiunte.