Ricerca: le 9 idee innovative che cambieranno il nostro futuro

TORINO - Nove progetti altamente innovativi, tutti made in Politecnico di Torino, e finanziati dalla Fondazione CRT attraverso il bando «La Ricerca dei Talenti» perché innovare significa crescere e, soprattutto, portare delle soluzioni laddove esistono dei problemi reali o situazioni che si possono migliorare. La ricerca e la tecnologia, in questa ottica, possono fare molto, come ci dimostrano questi 9 ricercatori. Abbiamo dato un’occhiata alle loro idee, per capire anche dove ci stiamo dirigendo.

Una nuova generazione di calcestruzzi autoriparanti
L’idea è di Paola Intonaci, laureata in Ingegneria Edile. Ispirato alla capacità della natura di autorigenerarsi, il progetto SHEcrete intende sviluppare, caratterizzare, modellare e prototipare materiali artificiali a base cementizia che manifestino la stessa capacità degli organismi viventi di guarire spontaneamente da possibili processi di degrado. La ricerca proposta si basa su un approccio multidisciplinare, che parte dallo studio e dalla selezione degli agenti riparanti ottimali e, parallelamente, dallo sviluppo di una tecnologia di produzione di macrocapsule idonee a contenere tali agenti e a consentirne il rilascio mirato in coincidenza con il manifestarsi di eventi di danno, per poi giungere alla realizzazione e alla caratterizzazione fisico-meccanica di veri e propri prototipi di sistemi autoriparanti, differenziati per capacità prestazionali.

Energia solare per l’acqua potabile
Quasi un miliardo di persone nel mondo non ha accesso all'acqua potabile: un problema sanitario, sociale e politico enorme. Inoltre, la scarsità di acqua è spesso fonte di conflitti internazionali (come è accaduto tra Pakistan ed India) ed è una questione strettamente legata alla capacità di approvvigionamento energetico. La dissalazione è infatti un processo che consuma molta energia. L’idea è dell’ingegnere meccanico Pitero Aisnari e il progetto si prefigge proprio di provare ad applicare l’utilizzo dell’energia solare per dissalare l’acqua, con una tecnologia quindi disponibile anche in regioni remote senza accesso alla rete elettrica. L’energia del Sole, concentrata mediante opportuni specchi, riesce infatti a dissalare e purificare l’acqua, rendendola potabile.

Chinese New Towns vs. Italia delle Cento Città
Le New Towns cinesi di "terza generazione» sono una risposta alla necessità di riequilibrare la popolazione urbana nel Paese, dopo una troppo alta concentrazione nelle province sul mare. È nell’interno che oggi il Governo cinese sta concentrando le politiche di innovazione, di sostenibilità e di crescita urbane. In quest’ottica l’architetto Michele Bonino ha sviluppato una ricerca che indaga come la forma fisica delle città, attraverso la lente dell’architettura e del progetto urbano, possa rivelare processi sperimentali di negoziazione dei diritti di cittadinanza e di appartenenza ad una nuova comunità.

Contatti sociali e malattie infettive
La capacità di identificare l’origine di un’epidemia può fornire preziose informazioni per contrastare la malattia infettiva che la produce. Sfortunatamente, in molti casi l’epidemia viene scoperta dopo che è trascorso molto tempo dal primo contagio, quando una parte significativa della popolazione è già stata contagiata. La conoscenza dell’origine del contagio può migliorare la performance dei modelli matematici, in particolare nel caso dei modelli detti non Markoviani. Il progetto SYBIL del matematico Alfredo Braunstein utilizza il metodo dell’inferenza bayesiana per prevedere comportamenti futuri da osservazioni parziali, con l’obiettivo di proporre sistemi per la stima dell’evoluzione di un’epidemia, a partire dal caso dagli ambienti controllati.

Un mare di acqua pura
L’acqua desalinizzata costa più di dieci volte l’acqua potabile ottenuta da riserve naturali di acqua dolce e richiede, per ottenerla, l’impiego di molta energia; per diminuire questi costi l’impiego di materiali altamente performanti negli impianti può essere determinante. Il progetto DESAL del ricercatore del Politecnico di Torino Giancarlo Cicero propone la realizzazione di membrane porose ultra sottili per la desalinizzazione delle acque. In particolare, vengono utilizzati metodi computazionali per ottimizzare membrane a base di ossido di grafene ridotto (proposto come materiale nanoporoso alternativo e a basso costo), che funzionano come dei filtri molecolari.

Nuove forme di mobilità nelle aree urbane
La promozione dei cambiamenti di comportamento individuali relativi alla scelta delle modalità di trasporto è un tema di ricerca e di policy making centrale per raggiungere l’obiettivo di riduzione dell’inquinamento e migliorare i servizi in particolare nelle aree urbane. L’obiettivo del progetto DEMONSTRATE del professor Marco Diana è di chiarire la relazione tra la diversificazione di mezzi di trasporto e i possibili interventi, rendendo il progetto altamente multidisciplinare. L’ingegneria dei trasporti può infatti contribuire attraverso l’implementazione di nuove tecnologie; la psicologia sociale è cruciale per capire come valori e credenze individuali condizionino i comportamenti; l’economia applicata per stimare come miglioramenti dei sistemi di trasporto impattino sulla domanda.

Laser semiconduttore multi-lunghezza d’onda
Il progetto della ricercatrice Mariangela Gioannini studia i principi fisici ed i metodi per il progetto di laser a semiconduttore multi-lunghezza d’onda (comb laser) realizzati con una sola sezione e con materiali nano-strutturati. Il progetto è ispirato dai numerosi risultati sperimentali ottenuti in laboratori di ricerca internazionali dove è stato dimostrato che particolari laser a semiconduttore, dalla struttura molto semplice (una sola sezione attiva) e con materiali a punti quantici o a cascata quantica, sono in grado di generare spettri ottici multi- lunghezza d’onda con righe di emissione di uguale intensità perfettamente equi-spaziate tra loro. Tali laser sono definiti «comb laser».

Modelli matematici della trasformazione strutturale dei tessuti biologici
Lo scopo del progetto del matematico e fisico Alfio Grillo è descrivere come i tessuti biologici si trasformano a seguito di traumi o patologie, e impiegare le conoscenze acquisite per supportare nuovi protocolli di rigenerazione tissutale. A tal fine occorre comprendere e controllare gli stimoli che innescano l’ evoluzione dei tessuti.

Misura di oggetti di grandi dimensioni
Applicazioni industriali consuete nell’ambito della Large-Volume Metrology (LVM) sono la verifica dimensionale e l’assemblaggio di oggetti di grandi dimensioni, con importanti ricadute sulla funzionalità e sicurezza dei prodotti finiti. Gli strumenti generalmente impiegati sono tecnologicamente avanzati ma molto costosi e caratterizzati da operazioni di messa a punto/taratura piuttosto onerose in termini di tempo. L’obiettivo del progetto del professor Domenico Augusto Maisano è di sviluppare modelli cooperativi innovativi per un uso congiunto di diversi strumenti di misura, nella fase di messa a punto, taratura e misura.