Progetti green

L’Università Niccolò Cusano ha partecipato a progetti di ricerca ecologici condotti dal Dipartimento di Ingegneria in veste di partner nella realizzazione del power train elettrico insieme ad altre realtà che investono sulla ricerca e sullo sviluppo di nuove tecnologie ecosostenibili. L’obiettivo prefissato era quello di creare un nuovo mezzo di trasporto ecologico su strada, altamente tecnologico, che permettesse di percorrere brevi distanze con un minore dispendio economico e impatto sull’ambiente: l’Hiquad. Questo mezzo di trasporto ecologico progettato per essere un quadriciclo stradale dotato di motore ibrido a basso consumo ed emissioni, è costruito con materiali innovativi, confortevole e in grado di rispettare tutti gli standard di sicurezza su strada.

Il trasporto contribuisce al 25% delle emissioni di carbonio, richiedendo soluzioni di mobilità efficienti e sostenibili. I veicoli a zero emissioni, specialmente i veicoli elettrici a batteria (BEV), sono cruciali. La ricerca deve concentrarsi sull’aumento dell’efficienza energetica nei veicoli elettrici, dando priorità ai veicoli commerciali leggeri nel traffico urbano. A differenza dei veicoli tradizionali, il design di un powertrain elettrico dovrebbe eseguire realizzato sinergicamente con lo sviluppo della strategia di controllo. Tuttavia, questo approccio è raramente utilizzato a causa di vincoli computazionali. BEVOLUTION affronta questa lacuna proponendo una metodologia agile per il design completo di BEV, con un’enfasi sui veicoli commerciali leggeri per gli operatori logistici, con l’obiettivo di ridurre significativamente i tempi di sviluppo. L’innovativo design di BEVOLUTION integra due cicli: un Energy Model per l’analisi del sistema e un Digital Twin per il comportamento dettagliato dei componenti del veicolo. Questa combinazione accelera lo sviluppo del veicolo mantenendo l’accuratezza, specialmente durante i periodi transitori. I Parametri Chiave di Prestazione guidano il design, concentrandosi sulla riduzione del tempo di sviluppo di BEV, sull’aumento dell’autonomia e sul risparmio delle emissioni di CO2.

Il progetto propone lo studio dei piccoli invasi collinari (Small Reservoirs – SRs) come soluzioni resilienti a supporto della gestione della risorsa idrica in ambito irriguo alla luce dei cambiamenti climatici.
Considerando l’ampia diffusione nel territorio gli SRs costituiscono un’opportunità unica per affrontare gli scenari di carenza idrica, potendo potenzialmente fornire volumi idrici significativi per l’irrigazione nei periodi siccitosi. Tuttavia, ad oggi non esistono dati certi e affidabili sulle caratteristiche costruttive idrologiche, fisico-chimiche e sugli aspetti socio-economici dei piccoli invasi SRs. Alla luce di ciò, il progetto SIGHTING mira a studiare gli SRs come proxy della sostenibilità in agricoltura e dell’uso appropriato del suolo.

Realizzazione di un prototipo operativo di un trattore elettrificato per coltivazioni specializzate (vigneto, frutteto) con struttura ROPS fissa (di tipo non abbattibile) con altezza globale inferiore a 1600 mm, di media potenza con riferimento al segmento.

Per riabilitare i siti di discarica e trovare un utilizzo alternativo a questa tipologia di gas serra, l’Unicusano ha promosso un dottorato di ricerca cofinanziato dalla Regione Lazio. Della durata di tre anni, “LFGtoGreenH2 – Idrogeno verde: processi innovativi di produzione dal gas di discarica” punterà a teorizzare modelli di processi per catturare il metano rilasciato in atmosfera dai rifiuti organici e ottenerne la trasformazione in idrogeno verde attraverso i processi termici di reforming a temperature elevate (circa 700-800° C).

In particolare il team guidato dalla professoressa Lidia Lombardi studierà processi innovativi di valorizzazione del gas da discarica (LFG) per produrre idrogeno (H2), un vettore energetico che rappresenterà una parte importante della complessiva strategia dell’EU per l’integrazione del sistema energetico europeo. Con questo scopo, l’attività di ricerca si dedicherà all’analisi completa dei processi di reforming per la conversione del LFG in H2, attraverso la modellazione dei processi più promettenti – dry reforming e steam reforming – inseriti nel layout complessivo di un ipotetico impianto di produzione di H2, con attenzione alla definizione della tipologia di dispositivi/reattori da utilizzare. Il lavoro modellistico, supportato da approfondimenti sperimentali in laboratorio sui processi più interessanti per la specifica applicazione, permetterà la definizione dei bilanci di massa e di energia, fornendo le basi per la definizione del layout di tipo industriale, e successivamente effettuare la valutazione tecnico-economica e la valutazione energetico-ambientale dei processi analizzati. Alla parte teorica farà seguito la parte pratica di attuazione dei modelli elaborati grazie alla collaborazione con l’azienda IND.ECO s.r.l. (parte del Greenthesis Group), che gestisce il sito di discarica di Borgo Montello a Latina.

HySuM propone l’analisi di due diverse alternative per ridurre le emissioni dei quadricicli leggeri e pesanti. HySuM contribuirà allo sviluppo di un innovativo motore alimentato a gas a combustione ultra-lean per l’ICE-HEV che riduce drasticamente il consumo di carburante e le emissioni rispetto ai motori termici all’avanguardia. Entrambe le alternative saranno dimostrate in laboratorio sviluppando una piattaforma di test dedicata e convalidate sul banco di prova del telaio.

Hydrozero è una spin off dell’Università degli studi Niccolò Cusano costituita al fine di favorire la transizione ecologica e la decarbonizzazione mediante la produzione e l’utilizzazione dell’energia in maniera innovativa. Altro obiettivo per l’Ateneo è realizzare attività di ricerca e sviluppo per sperimentare nuove tecnologie dell’idrogeno, nuovi materiali, componenti e sistemi per l’accumulo di energia nelle diverse forme.

Il 14 novembre 2022, il Prof. Ing. Giuseppe Cherubini, Direttore Generale dello IAT S.r.l., il Prof. Ing. Antonio Naviglio, Presidente della S.R.S. Servizi di Ricerche e Sviluppo S.r.l., l’Amministratore Delegato dell’Università degli studi Niccolò Cusano, Ing. Fabio Stefanelli, e l’arch. Andrea Villani parteciperanno alla COP 27 UNFCCC presentando proprio un progetto per la realizzazione di un sistema di produzione idrogeno, utilizzando elettrolizzatori di tipologia PEM (convertitori di energia elettrica in idrogeno gassoso).La spin-off è stata costituita per dotare l’Università Niccolò Cusano di una applicazione che riguardi l’intera catena del valore nell’ambito della produzione di idrogeno “green”. Il Progetto si pone l’obiettivo di realizzare, in un Paese chiave del Nord Africa (Egitto), un sistema di produzione di elettricità fotovoltaica (PV), quindi alimentato da energia solare, che possa beneficiare dell’elevato livello di insolazione e della disponibilità di terreno praticamente illimitata (al di fuori dell’area prossima al Nilo, il territorio è prevalentemente desertico). Questa energia elettrica rinnovabile è previsto che venga trasferita alla dorsale di trasmissione principale del Paese fino al porto di Alessandria, dove è previsto l’utilizzo dell’energia elettrica per produrre idrogeno, utilizzando elettrolizzatori di tipologia PEM. Una parte dell’energia elettrica in rete e/o dell’idrogeno sarà resa disponibile al Paese ospitante, mentre la maggior parte sarà immessa nel gasdotto già esistente Greenstream, che unisce l’Egitto all’Italia. L’idrogeno sarà, quindi, trasferito in forma gassosa ad utenze esistenti nel sud dell’Italia, in particolare per alimentare lo stabilimento di Acciaierie d’Italia (ex ILVA) riducendo le emissioni di CO2. La profonda trasformazione in atto induce anche i soggetti istituzionalmente interessati alla formazione ad ampliare l’offerta formativa, includendo tematiche fino ad oggi “di nicchia”. L’Ateneo è particolarmente attento alla trasformazione in atto e, pertanto, vede nello sviluppo e diffusione dell’idrogeno verde un tema assolutamente prioritario. Nell’ambito del Progetto si farà carico di acquisire importanti dati ed informazioni che utilizzerà per fornire servizi formativi sia a livello universitario che a livello operativo.

Una delle linee di ricerca, sviluppate all’ interno dei laboratori dell’Università Niccolò Cusano, è la progettazione di sensori innovativi per le camere di combustione dei motori a combustione interna dei veicoli. I sensori sono degli strumenti in grado di fornire informazioni, ad oggi non disponibili, al sistema di controllo e gestione del motore. Tali informazioni consentirebbero lo sviluppo futuro di un sistema di monitoraggio e controllo innovativo, preciso ed efficiente in grado di migliorare le prestazioni del motore con risvolti positivi sia sul risparmio energetico, sia sulle emissioni nocive emesse dal veicolo. Il dipartimento di ingegneria della Unicusano si sta attivando per la realizzazione di una tipologia di sensori dotati di una membrana di carburo di silicio, materiale che mantiene costanti le sue caratteristiche meccaniche anche ad alte temperature. Attualmente il progetto è ancora in fase di studio, vi terremo aggiornati su questa importante iniziativa green.

Ha lo scopo di sviluppare una nuova vernice antivegetativa innovativa e sicura per applicazioni navali: una vernice che ha il nobile scopo di impedire la crescita di alghe e specie marine sugli scafi delle navi. Una sfida difficile ma interessante, che vede un partenariato d’eccellenza tra istituti di ricerca come l’Ateneo Cusano e Roma “Tor Vergata” e aziende come CE.RI.COL. ed Azimut Benetti SPA. Un impatto ambientale significativo: la nuova vernice antivegetativa, impiegata in modo da non rilasciare sostanze chimiche dannose in mare, è resa possibile da un processo di produzione semplice e con rifiuti sicuri (chimica verde). Questo permetterà una riduzione di biocidi, una riduzione dell’impatto energetico e rifiuti, dovuto alla riduzione delle attività di manutenzione dello scafo, e una riduzione consistente delle emissioni di CO2 (fino a 19,2 milioni di tonnellate CO2 equivalente a 1000 volte le emissioni di CO2 all’anno prodotte da tutte le auto in Italia). Presso i laboratori del campus della Cusano, si sono svolti i test per valutare l’eco-tossicità delle vernici usando l’alga selvatica Chlamydomonas Reinhardtii. I test di eco-tossicità hanno indicato che le cellule sono visibilmente morte nel caso di un supporto rivestito con vernice biocida, come visibile dal cambiamento della soluzione algale. È stata confermata l’assenza di attività tossica nei confronti di alghe e microrganismi di riferimento biologico. I ricercatori dell’Unicusano stanno infine svolgendo una Life Cycle Analysis per determinare l’effettivo impatto ambientale sia del processo di prodizione sia dei materiali impiegati. Lo staff della facoltà di Ingegneria della Unicusano, che collabora al progetto, è composto dal prof. Guarino, prof.ssa Cacciotti, prof. Patanè, prof.ssa Lombardi e l’Ing. Di Ilio.