CRS4: 18 anni di crescita con risultati eccellenti [file.pdf]

CRS4: 18 anni di crescita con risultati eccellenti

Genesi: riflessioni di un fondatore

Nel lontano 1989, mentre il muro di Berlino crollava e l’Europa d’oggi prendeva forma, in Sardegna si sognava un futuro migliore per i propri figli ed una svolta che portasse lavoro, ma un lavoro più moderno, come quello che si stava affermando nelle società avanzate. Il problema era come innescare un cambiamento in tal senso. Si guardava a modelli come Silicon Valley in California e Sophia Antipolis in Francia e si studiavano gli elementi che avevano favorito il successo di quelle iniziative. Naturalmente la straordinaria bellezza delle coste sarde ispirava paragoni ottimistici ma tutti erano coscienti che il percorso per arrivare alla meta era lungo ed irto di difficoltà. Un primo passo fondamentale, fu che il processo creativo non venne pensato e disegnato dall’alto (top-down) ma dal basso (bottom-up). Cioè, l’Autorità Regionale sollecitò idee e progetti per creare un organismo di ricerca capace di innescare una spirale virtuosa in grado di condurre ai cambiamenti sperati. Scelse il Progetto CRS4, e s’impegò a fornirgli il supporto politico e finanziario per lanciarlo e farlo crescere e gli garantì fin dall’inizio una buona dose di autonomia.

Considero questo processo decisionale verso la creazione e l’istituzione del CRS4 una delle carte vincenti. Il “fiat lux” venne pronunciato il 30 novembre 1990 dal Governo Regionale. Il CRS4 nacque come Società Consortile con soci pubblici (la RAS) e privati (IBM-Italia, Techso e STM, raggiunti in seguito dalla Saras e dalla Tiscali). Il Prof. Carlo Rubbia, premio Nobel di Fisica e Direttore Generale del CERN, accettò l’incarico di Presidente, ed io quello di Amministratore Delegato e Direttore Scientifico.

Rampa di lancio: le scelte vincenti

Perché la ricerca come vettore? Perché è alla base del progresso, non inquina l’ambiente e i giovani sono affascinati dagli aspetti creativi e dall’impegno intellettuale richiesto dai problemi complessi che i ricercatori devono affrontare.

Il Crs4 si diede come missione la ricerca applicata partendo dal calcolo scientifico e dalle tecnologie dell’informazione e della comunicazione. Beneficiò inizialmente di un importante apporto di conoscenze e di tecnologie avanzate dal CERN, fra cui il World Wide Web, l’internet, il calcolo parallelo ad alte prestazioni, le tecniche per fare modelli matematici e simulazioni computazionali. Soprattutto adottò il modo di fare ricerca e di creare un ambiente di lavoro stimolante. I pionieri respiravano passione e creatività, competizione e collaborazione, e all’esperienza di ricercatori eccellenti s’univa l’audacia e la vitalità dei giovani. Vennero così reclutati ricercatori senior già affermatisi in Università

e Laboratori all’estero a cui furono affidati giovani laureati in discipline tecniche e scientifiche selezionati localmente o sul territorio nazionale. Si cercò subito di lanciare collaborazioni internazionali e si adottò la lingua inglese per le comunicazioni fra ricercatori. Altri ingredienti essenziali: una attrezzatura competitiva ed una burocrazia non troppo invasiva.

Partenza a razzo

Raggiunta la massa critica – una quarantina di ricercatori - partì il lancio di progetti con partner industriali. Le scelte si rivelarono giuste e fortunate. Una leadership con visione d’insieme, entusiasmo e obbiettivi ambiziosi può portare lontano. Presto arrivarono successi eclatanti, e contratti incoraggianti. Citerò solo l’Unione Sarda, primo quotidiano on-line su internet insieme al Washington Post, successo che poi produrrà una catena di iniziative imprenditoriali da “Video Online” a “Tiscali”e a Energit, e una collaborazione con l’ENI per la ricostruzione con onde sismiche delle caratteristiche geofisiche del sottosuolo che continua tuttora con ottimi risultati. Fin dai primi anni, l’emergere di capacità progettuali e di realizzazioni interdisciplinari portò alla partecipazione ai bandi nazionali ed europei sui progetti di ricerca. Questo aumentò il livello di auto-finanziamento. Il contributo di base annuo regionale è passato dal 100% iniziale al 43% attuale, mentre il CRS4 cresceva a circa 160 addetti ed il bilancio si avvicinava ai 10 milioni di €. Di pari passo cresceva la creazione di posti di lavoro high-tech e l’indotto industriale.

Consolidazione e rilancio

Dal 2004 il CRS4 ripartiva sotto l’impulso della Presidenza di Renato Soru e della stretta collaborazione con Sardegna Ricerche. Esempi di attività recenti: sostegno del Parco Scientifico e Tecnologico della Sardegna e del Distretto ICT; spinoff, startup, progetto CyberSar per l’infrastruttura di calcolo e reti in Sardegna, collaborazioni prestigiose con l’Università di Oxford, l’EBI di Cambridge, il San Raffaele, IBM, Microsoft, HP, Engineering, ENI, le ditte del Parco, e partecipazione al progetto pan-Europeo di bioinformatica “ELIXIR”. Abbiamo un portafoglio di nuove tecnologie e stiamo concentrando le attività su 6 programmi appartenenti a 3 filiere strategiche: ICT/Calcolo Scientifico, Energia/Ambiente, Bioinformatica/Biomedicina. Visibilità e credibilità sono in continuo aumento.

Queste conquiste sono il frutto di competenza e capacità innovativa, di una crescente attenzione al mercato, e di una continua difesa dell’autonomia dei programmi di ricerca.

Il CRS4 viene indicato come modello di sviluppo regionale ed è ammirato per la sua crescente indipendenza economica. L’impatto sull’economia, e sulla società è evidente.

L’Isola sta realizzando quel futuro che sognava 18 anni fa.

Rete internazionale di contatti

sono stabiliti contatti in tutto il mondo. Lo scambio di idee funziona. La mobilità è attiva.I giovani vanno all’estero per completare la formazione e ritornano in Sardegna dove oggi possono trovare un lavoro qualificato. Esponenti del mondo della ricerca vengono al CRS4 per lavoro o seminari. Segno di vitalità. Chi lascia il CRS4 per lavorare altrove si ricorda dei suoi anni in Sardegna. Personalità del mondo della ricerca hanno passato anni al CRS4 aprendo nuove linee di ricerca, come Rubbia ed il Solare Termodinamico, o Quarteroni e la fluidodinamica delle vele che ha contribuito in seguito a portare in Svizzera la Coppa America.

Uno sguardo al futuro

Abbiamo costruito una squadra molto forte e sarda al 70%, capace di affermarsi in Sardegna, dare un contributo alla rinascita del Paese e farsi valere in Europa. E’un potente motore dello sviluppo economico pronto per le grandi sfide del XXI secolo.

Per restare in corsa il CRS4 deve accelerare potenziando le sue capacità progettuali, lanciando nuove ricerche e scoprendo tecnologie innovative. Tutto ciò ha un costo ed è nostro dovere esplorare nuovi canali di finanziamento pubblici e privati. Siamo de facto un organismo di ricerca “not for profit” ma, pur avendo cambiato statuto e forma giuridica, non abbiamo ancora trovato un assetto societario stabile, adatto alla nostra missione e in linea con le leggi nazionali e le direttive europee.

Prima di tirare conclusioni ottimistiche sulle cose fatte e su quelle che restano da fare, occorre rendersi conto delle assurde difficoltà che si devono affrontare per fare ricerca e per fare impresa nel nostro Paese. Bisogna semplificare le regole per essere competitivi.

L’handicap rispetto ai Paesi concorrenti è pesante. Solo a patto che in futuro si possa contare su una burocrazia più leggera, su una dotazione finanziaria adeguata e su un alto livello d’autonomia, si potrà andare avanti con convinzione e con rinnovato vigore.

La prima fase della missione impossibile é ormai compiuta! La seconda fase, che sta per iniziare, è una grande occasione per realizzare concretamente le potenzialità del CRS4. E’

una sfida da non perdere, all’altezza dell’investimento umano e finanziario consentito:

dobbiamo fare un salto di qualità, intensificare le collaborazioni, crescere ed accelerare per tenere il passo del progresso globale.

Paolo Zanella Presidente CRS4

Alla redazione di questo dossier – curato da Crs4 e coordinato da Greca Meloni (relazione esterne di Sardegna Ricerche) – hanno scritto: Paolo Zanella, presidente CRS4; Alessandro Milletti, direttore amministrativo; Pietro Zanarini, direttore ICT;

Ernesto Bonomi, direttore del programma Energia e Ambiente; Gruppo Energie

Rinnovabili; Riccardo Triunfo, gruppo Applicazioni Biomediche; Enrico Gobbetti, direttore del programma Advanced Computing and Communications e del gruppo Visual Computing; Lidia Leoni, responsabile del gruppo di Infrastrutture e Servizi di Calcolo e Reti; Anna Tramontano, direttore del programma di Bioinformatica; Marco Mulas, amministratore Karalit; Diego Serrao e Michele Losito, area Sviluppo Prototipi di Elianto.

Crs4: 105 sardi, 28 italiani, 23 stranieri

35 PROGETTI, VALORE 13.143.575

E’ difficile tradurre in numeri il valore delle molteplici attività di ricerca svolte all’interno del CRS4; o meglio, è impensabile che i numeri possano dare un’esatta quantificazione del valore prodotto all’interno di un Centro di Ricerca come il nostro, così come é difficile attribuire un valore oggettivo ad un’opera d’arte. La Gioconda, ad esempio, emerse dal matrimonio leonardiano fra arte e scienza. Sia il volto ammaliante, che, come per primo notò il Vasari, “non colori ma carne pareva veramente”, sia le fantastiche montagne, i corsi d’acqua e gli incantevoli effetti atmosferici dello sfondo, sono il frutto di innumerevoli ore dedicate agli studi anatomici, botanici, climatologici, geometrici e prospettici, uniti a intuizioni mistiche, immaginazione, fantasia, sogni e, infine, un tocco di magia.

Pertanto, spesso ciò che è ottimale per la conoscenza, la ricerca, l’arte, mal si coniuga con le regole imposte dal sistema economico/legislativo, sfavorevolmente influenzato dalla necessità di minimizzare i rischi che caratterizzano le dinamiche della spesa e degli investimenti e dalle “resistenze burocratiche” al cambiamento. Ma questo non si deve tradurre da parte della politica e delle istituzioni in un minor sforzo verso l’investimento per l’avanzamento delle frontiere della conoscenza che, seppure caratterizzati da ritorni dilazionati e spesso imprevedibili, garantiscono la formazione di risorse umane altamente qualificate e lo sviluppo di nuovi approcci metodologici, fondamenti delle spinte propulsive dello sviluppo economico e del benessere di un paese.

Il contesto in cui si sviluppano le attività di ricerca del nostro centro è quindi complesso, anche per l’incertezza e la non puntuale quantificazione delle risorse finanziarie sulle quali possiamo contare. Le cifre di seguito riportate (ai numeri, quindi, si deve comunque tornare……), descrivono, peraltro, un trend positivo dei proventi, che da 7.036.628 euro del 2003 passano a 9.366.156 euro nel 2007, a conferma, anche in termini numerici, dell’incremento del valore delle attività di ricerca svolte dal CRS4, la cui distribuzione percentuale dell’ultimo quinquennio è rappresentata nel grafico, che, associato al

“portafoglio progetti 2008” nella cartina, manifesta la capacità del CRS4, come ente non profit, di procurarsi ulteriori risorse finanziarie, oltre a quelle derivanti dal contributo istituzionale per il funzionamento.

Vengono inoltre illustrati alcuni dati statistici, sull’attuale composizione delle risorse umane (vedi cartina), che nei 18 anni di esistenza del CRS4, sono riuscite ad operare e confrontarsi in un contesto scientifico internazionale, raggiungendo in alcuni casi risultati

di eccellenza che hanno contribuito a trasferire e creare nuove competenze immateriali nella nostra regione.

PORTAFOGLIO PROGETTI 2008 VALORI

Valore dei progetti 13.143.575

N° di progetti 35

TIPOLOGIA CONTRATTUALE Totale

A tempo indeterminato 91

A tempo determinato 14

Collaboratori a progetto 51

TOTALE 156

Sardi Italiani non sardi Stranieri

105 28 23

RIPA RTIZIONE DEL PERSONA LE PER PROVENIENZA

TITOLO DI STUDIO Totale

Licenza media 2

Diploma 19

Laurea 135

Ripartizione percentuale dei proventi relativi agli anni dal 2003 al 2007

CONTRIBUTO REGIONALE PER IL FUNZIONAMENTO

43%

PROVENTI DERIVANTI DALLA VENDITA DI SERVIZI

DI RICERCA 23%

PROVENTI SU PROGETTI DI RICERCA UE E MUR

20%

ALTRI PROVENTI DA PROGETTI DI RICERCA

14%

Alessandro Milletti

ICT – Società dell’Informazione

HARDWARE,SOFTWARE,SERVIZI

Aperto, libero, standard, interoperabile: sono tutti ingredienti fondamentali per un sano ed efficace sviluppo del software e più in generale di tutto quanto ruota attorno all'informatica e al mondo digitale: hardware, protocolli, algoritmi, applicazioni, contenuti.

Nel campo dei motori di ricerca sta diventando sempre più importante disporre di tools aperti e distribuiti, che non funzionino solo in modo centralizzato ma anche in condivisione peer-to-peer, che sappiamo trattare con le dovute tipicità i differenti contenuti multimediali (immagini, video, musica), in grado di gestire la semantica dei contenuti, capaci infine di cercare non solo su pagine web statiche ma anche di accedere (per es. attraverso Web Services) a quella miriade di contenuti/servizi di User Generated Content.

In questo contesto al CRS4 abbiamo recentemente sviluppato MediaDART (http://www.mediadart.org/), un framework open source per lo sviluppo di servizi di distribuzione e condivisione di contenuti multimediali e collegato ad un nuovo motore di ricerca di tipo collaborativo, semantico e georeferenziato, DART (http://www.dart- project.org), un progetto di ricerca co-finanziato dal Ministero della Ricerca e sviluppato da un team congiunto del CRS4, dell’Università di Cagliari e di Tiscali. Altre applicazioni prototipali sono visibili all'indirizzo http://distrettoict.crs4.it/labtv.

Anche la modalità di interazione con le informazioni digitali assume sempre più importanza, in particolare stanno emergendo nuove forme come l'utilizzo di schermi (reali o virtuali) “multitouch”, ossia sensibili a più dita di una persona che interagiscono contemporaneamente che gli oggetti virtuali proiettati. Al CRS4 abbiamo messo a punto

una tecnologia “aperta”, denominata t-Frame (http://www.youtube.com/watch?v=3abyJ2McM5w) che non ha nulla da invidiare ad

analoghe e tuttavia “chiuse” tecnologie sviluppate anche da grossi nomi dell'informatica mondiale. Altre applicazioni sono visibili all'indirizzo http://mediacenterlab.crs4.it.

GPS: ultimamente è difficile trovare qualcuno che non conosca il significato, magari approssimato, di questo acronimo. Questa notorietà è dovuta a diversi fattori, tra cui il drastico calo dei costi, l'effetto traino provocato dall'ingresso di Google nel settore geografia/mapping con applicazioni stand-alone come GoogleEarth o web-based come GoogleMaps e la successiva diffusione di migliaia di cosiddetti mashup (applicazioni web- based di tipo Web2.0), per la maggior parte di tipo “geografico”, come Panoramio o

Flickr, che accrescono i loro contenuti a ritmi esponenziali e contano già decine di milioni di foto geo-referenziate inserite dagli utenti.

A fronte di un mare di contenuti, in questo caso geo-referenziati, le soluzioni tecnologiche attuali sono molto primitive. Quando le foto relative ad una particolare posizione geografica sono centinaia se non migliaia, è chiaramente insoddisfacente vedere cluster di decine o centinaia di icone l'una sull'altra e lasciare che l'utente clicki sull'una o sull'altra per aprire la foto associata.

Per avere un'idea concreta delle soluzioni proposte dal CRS4, si invita il lettore a provare i prototipi software che si stanno realizzando nel laboratorio GeoWeb (http://geoweb.crs4.it).

Sempre nel campo delle informazioni geografiche, un altro settore in cui è attivo il CRS4 è quello dei Sistemi Informativi Geografici (GIS), strumenti che permettono la gestione integrata di dati territoriali di diversa natura e che consentono di svolgere analisi e interrogazioni, anche molto complesse, sui dati archiviati e di visualizzare i risultati in modo semplice ed intuitivo. I campi di applicazione sono innumerevoli: urbanistica, ambiente, trasporti, emergenze e protezione civile, turismo, reti tecnologiche, difesa e sicurezza, geomarketing, telecomunicazioni, servizi di localizzazione, etc.

Mentre agli inizi del Web l'enfasi era tutta sui “contenuti” (WWW come un'enciclopedia universale, di pagine contenenti testi, immagini, suoni, video, etc. iperlinkate tra loro), ora è sempre più chiaro che altrettanto importanti sono i “servizi” che vengono veicolati nell'architettura del Web.

Le architetture aperte e gli standard sono condizione inderogabile per uno sviluppo di WebServices interoperabili. Al CRS4 si stanno sviluppando e sperimentando nuove piattaforme e strutture di erogazione di servizi (per es. servizi di e-government al cittadino, servizi orientati al commercio elettronico di prodotti locali, servizi di business intelligence, etc.).

I giovani di oggi, nati nell'era digitale del telefono cellulare, hanno oggi un ruolo ed una dimestichezza notevole nell’utilizzo delle tecnologie innovative. Le interazioni dei loro dati multimediali sono pluridirezionali, si riceve quanto si consegna al singolo o alla comunità (vedi you tube, my space, facebook ecc.). Le attività di ricerca in questo settore al CRS4 vanno sempre più nella direzione del “mobile learning attivo”.

Pietro Zanarini

Esplorare il sottosuolo con tecniche numeriche avanzate

Fin dall’inizio degli anni novanta, un gruppo di fisici, matematici ed ingegneri del CRS4 ha fatto dell’esplorazione geofisica e della ricostruzione acustica del sottosuolo l’obiettivo della sua ricerca di punta. Dal lontano 1993, l’industria petrolifera ha commissionato una serie di progetti di ricerca industriale. Questa collaborazione, tuttora in forte evoluzione, è da sempre stata finalizzata allo sviluppo di metodi numerici e applicativi software, progettati e realizzati al CRS4 e poi regolarmente utilizzati nell’attività di prospezione di idrocarburi.

Il suo nome è chiaro: la geofisica è la disciplina che applica le teorie della fisica per la scoperta delle proprietà della terra a partire dai dati acquisiti con un’opportuna strumentazione. Il notevole progresso tecnologico dall’inizio del ventesimo secolo, che ha trasformato e migliorato la strumentazione, ha reso possibile localizzare idrocarburi attraverso l’identificazione di eterogeneità del sottosuolo racchiuse in porzioni relativamente piccole della crosta terrestre. In poche decine d’anni l’esplorazione geofisica ha aumentato enormemente la capacità di previsione grazie all’introduzione di tecniche di ricostruzione ad alta risoluzione che hanno messo i prospettori in grado di vedere attraverso la terra e di sviluppare una più chiara comprensione della struttura e della storia dei giacimenti, andando ben aldilà del caro buon senso empirico.

La sismica, il principale metodo d’investigazione nella prospezione degli idrocarburi, richiede l’utilizzo di una sorgente acustica impulsiva a bassa frequenza. Le onde si propagano nel sottosuolo e in parte rimbalzano verso la superficie ogni qualvolta incontrano un’eterogeneità lungo il loro cammino. Gli echi sono rilevati da una rete di ricevitori collocata in superficie così che l’insieme delle tracce registrate contiene un’informazione sulla stratigrafia della porzione di sottosuolo illuminata. Il problema, a questo punto, è di fornire gli strumenti matematici e numerici che trasformino le informazioni collezionate in un’immagine del sottosuolo, tramite una serie di elaborazioni.

Per l’esplorazione si è interessati alla rilevazione delle configurazioni rocciose che per le loro caratteristiche geometriche o stratigrafiche possono contenere dei giacimenti. È quindi importante che l’immagine sismica del sottosuolo che si ricava permetta la rilevazione quanto più aderente alla realtà sotterranea delle dislocazioni dei vari strati idonei ad intrappolare gli idrocarburi. Per ottenere un’immagine, occorre che il sottosuolo sia illuminato da differenti posizioni attivando la sorgente acustica che può raggiungere svariate decine di migliaia di scoppi, producendo complessivamente anche decine di

milioni di tracce che potrebbero riempire un intero camion, una volta riversate su nastri magnetici per la loro archiviazione.

Formalmente, l’esperimento sismico non è molto dissimile dall’ecografia medica, ma cambia la scala delle regioni illuminate: da una superficie dell’ordine di qualche centimetro quadrato si passa ad una di centinaia di chilometri quadrati e da una profondità di penetrazione di una decina di centimetri ad una di alcuni chilometri. Nella sismica i dati di un’acquisizione devono subire un processo di trasformazione che può durare svariate settimane anche con l’aiuto dei più potenti calcolatori. L’immagine ottenuta è una rappresentazione del sottosuolo che serve, una volta interpretata, a formulare un’ipotesi circa l’esistenza del giacimento ed i rischi operativi nel suo raggiungimento.

Fin dagli anni settanta, le compagnie petrolifere hanno intuito l’importanza della modellistica, dell’analisi numerica e della simulazione per il raggiungimento dei propri obiettivi operativi, non solo nella fase esplorativa ma, in tempi più recenti, anche in quella produttiva ogni qualvolta il monitoraggio dello stato del giacimento lo richieda. La necessità di elaborare volumi sempre maggiori di dati in tempi di calcolo compatibili con le esigenze industriali ha creato nuove opportunità per lo sviluppo di software sofisticati ma ha anche dato un notevole impulso all’industria del supercalcolo. La prospezione di giacimenti richiede tuttora un enorme sforzo di ricerca e sviluppo. Gli ampi margini di guadagno garantiti da un mercato energetico in continua espansione consentono l’identificazione di fonti sicure di approvvigionamento che oggi devono essere ricercate a profondità sempre maggiori.

Naturalmente, nel sottosuolo non si trovano solo idrocarburi ma in esso è racchiusa anche l’acqua. Considerando le proiezioni sulla scarsità di questa risorsa fondamentale per la vita, sarebbe opportuno iniziare a pensare per tempo cosa fare. Come i petrolieri che da molto tempo hanno investito enormi somme nell’innovazione, è tempo che, pure per l’acqua, le amministrazioni attivino sinergie in ampi ambiti della scienza e della tecnologia per una gestione razionale di questa risorsa con appropriati strumenti software di previsione.

Ernesto Bonomi

Energie rinnovabili tra nuraghi e saline

In un mondo sempre più bisognoso di energia (in particolare nell’industria e nei trasporti) e sempre più tormentato dalle crisi ecologiche (aumento dell’anidride carbonica atmosferica, cambiamenti climatici, inquinamento) e dall’aumento dei prezzi di carburanti, la ricerca nel settore delle fonti rinnovabili diviene assolutamente strategica.

Le attività del CRS4 in questo settore acquistano, dunque, sempre maggiore importanza.

Nel campo delle Energie Rinnovabili questo impegno si concretizza in più direzioni, dal solare termodinamico a concentrazione, all’idrogeno, alle celle a combustibile.

Risalgono ai tempi della fondazione del CRS4 (1992) le prime esperienze di calcolo ad alte prestazioni utili alla progettazione di materiali e dispositivi. Oggi i ricercatori sviluppano sofisticate tecniche modellistiche per la risoluzione di problemi tecnologici e industriali legati all’idrogeno, alle celle a combustibile e ai sistemi per l’accumulo a lungo termine di calore di origine solare.

Il CRS4 è capofila del progetto Estate Lab, dedicato al solare termodinamico a concentrazione, finanziato dal Ministero dell’Università e Ricerca (DM 23161) e dalla Regione Autonoma della Sardegna, cui partecipano RTM spa, SAPIO srl, Università di Cagliari e Sardegna Ricerche. Il laboratorio ha in programma la realizzazione di un dimostratore per la produzione di energia solare termica ad alta temperatura, attraverso il quale si vuole sperimentare la fattibilità della produzione di energia elettrica efficiente, pulita e competitiva, a partire dalla fonte energetica solare. Inoltre, attraverso la gestione termodinamica ad alta temperatura dell’energia solare raccolta, sarà realizzato un sistema di immagazzinamento di nuova concezione basato su elementi solidi ceramici.

Il dimostratore verrà realizzato a Macchiareddu e sarà costituito da due linee di specchi parabolici lineari di 100 metri di lunghezza, che concentreranno i raggi solari verso un tubo trasparente contenente un fluido termovettore di tipo gassoso. A seconda delle necessità il gas caldo verrà ripartito fra le unità di accumulo per lo scambio termico e il generatore di vapore. Il prototipo sarà accoppiato ad una centrale elettrica convenzionale. La realizzazione di questo laboratorio permetterà di acquisire un ruolo di eccellenza nell’innovazione e nella gestione delle tecnologie solari termiche con l’intento di diventare un riferimento a livello internazionale, in particolare verso il Bacino del Mediterraneo e dei paesi della cosiddetta fascia solare.

Il programma è impegnato anche nello studio di sistemi per la produzione di idrogeno, nello sviluppo di membrane innovative per celle a combustibile polimeriche, nella progettazione di sistemi di accumulo e estrazione di calore con produzione

di acqua dissalata (Stagni Solari).

L’idea di fondo del progetto relativo all’idrogeno è l’integrazione con impianti di gassificazione, biomasse e con sistemi di termovalorizzazione di rifiuti, con l’intento di sviluppare ricerche e sperimentazioni capaci di realizzare sistemi di produzione di idrogeno e separazione di anidride carbonica, e con lo scopo di ridurre al minimo il costo ambientale e di produzione di questo nuovo vettore energetico.

Per quanto concerne la produzione di energia elettrica da celle a combustibile (Fuel Cell) il programma è impegnato in una serie di progetti finanziati il cui obiettivo principale è lo sviluppo di materiali polimerici innovativi ad alta conducibilità ionica (protonici). La sfida è arrivare a disegnare superconduttori ionici analogamente a quanto ottenuto con quelli elettronici.

Il progetto dello Stagno Solare (Solar Pond) si propone di dimostrare l’efficienza produttiva ed economica di un sistema ad energia solare per dissalazione su grande scala. Nelle saline di Macchiareddu si potrà in questo modo sfruttare la tendenza dell’acqua salata a separarsi, in particolari condizioni, in strati a salinità diversa: un impianto di pompaggio spilla la soluzione calda dello strato inferiore, facendola circolare in uno scambiatore termico. In questo modo si ottiene una considerevole generazione di calore e conseguente produzione di acqua dissalata.

Il programma ha elaborato uno studio concernente un sistema di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili per soddisfare il fabbisogno del sistema idrico primario dell’isola il cui consumo annuo si aggira intorno a 200.000 MWh, corrispondenti a un costo energetico di circa 30 milioni di euro all’anno (ovvero circa il 25 % del costo dell’acqua prodotta). Lo studio evidenzia che, producendo parte di questa energia da fonte eolica (la cui installazione costerebbe circa 114 milioni di euro) il costo sarebbe ammortizzato in circa 5 anni. In questo modo non si utilizzerebbe corrente prodotta in centrali elettriche convenzionali evitando quindi di bruciare 360.000 barili di petrolio all’anno, che immetterebbero in atmosfera 151.800 tonnellate di anidride carbonica all’anno.

Gruppo Energie Rinnovabili del CRS4

L’informatica clinica ha la sua casa al Brotzu di Cagliari

Uno dei campi di ricerca e di studio del Crs4 è costituito dalle applicazioni biomediche applicate a contesti clinici ed ospedalieri.

La medicina, infatti, ha superato quella che può essere definita la “soglia digitale”, imponendosi come uno dei settori trainanti del mercato ICT, Information &

Communication Technology, oltre che come uno dei principali consumatori di tecnologia.

Le forze alla base di questa trasformazione sono sia nella natura stessa della pratica clinica, incentrata sulla gestione e l’analisi dell’informazione, sia nella crescita esponenziale della capacità di acquisire, per fini diagnostici e terapeutici, dati biologici in formato digitale. La disponibilità di informazioni così dettagliate apre la strada alla possibilità di creare modelli computazionali potenzialmente in grado di simulare la morfologia e fisiologia del corpo umano abbastanza bene da poter essere usati per una serie di attività di enorme importanza ai fini del miglioramento della qualità di cura dei pazienti. Inoltre le possibilità offerte dalle reti e dalle tecnologie di condivisione di informazioni e risorse permettono la realizzazione di sistemi diffusi sul territorio, un aspetto essenziale per la Sardegna.

Il connubio tra moderne tecnologie e la pratica clinico-diagnostica è diventato, quindi, indispensabile per l'attività del personale medico così come l'informatizzazione dei processi e delle attività ospedaliere è sempre più un aspetto essenziale per migliorare la gestione delle aziende sanitarie. Ma, nonostante la larga disponibilità di tecnologia, le aziende sanitarie e i grandi ospedali sfruttano ancora in minima parte le potenzialità offerte dai moderni sistemi informatici per migliorare la qualità globale della cura e in particolare per la riduzione del rischio sanitario. La sfida più importante nel campo dell'informatica clinica sta nel trasformare i dati provenienti dai sistemi ospedalieri, come i laboratori o le radiologie, in informazioni accessibili e facilmente fruibili dal personale medico e quindi in ulteriore conoscenza, determinante per poter prendere decisioni sulle cure da adottare. Analogamente, sul fronte direzionale, ai vari livelli dell'organizzazione sanitaria, dal singolo presidio sanitario su fino al governo regionale e a quello nazionale, la sfida consiste nella possibilità di confrontare e aggregare dati analitici completi e congruenti, che diano una visione completa e un reale supporto alle scelte strategiche.

La nascita di progetti ambiziosi e di ampio respiro, come il Sisar (Sistema Informativo Sanitario Regionale), voluto dalla Regione Sardegna, testimoniano il forte interesse

anche da parte delle istituzioni nel razionalizzare, tramite l’utilizzo dell’informatica e delle moderne tecnologie, i processi all’interno dei nostri ospedali.

Il Crs4 collabora attivamente con l’Azienda Ospedaliera Brotzu di Cagliari per l’applicazione in un contesto clinico reale dei risultati delle proprie ricerche scientifiche legate alla telemedicina, alle simulazioni chirurgiche e alla visualizzazione di modelli tridimensionali per la pianificazioni di interventi chirurgici.

Nel campo della telemedicina è in fase di sperimentazione un sistema di consulto a distanza per la diagnosi, attraverso l’utilizzo di apparati di costo limitato. Tale sistema è attualmente in fase di studio e consente ad uno specialista dotato semplicemente di una connessione ad internet, di poter dare un parere ad un collega su un caso clinico specifico, avendo a disposizione le immagini ecografiche dello studio e delle riprese in tempo reale dell’esame che si sta effettuando. Seguendo questa filosofia si avrebbe la possibilità di accedere ai dati in remoto in modo semplice e molto vantaggioso per tutti i soggetti coinvolti: per clinici impegnati negli esami, ma soprattutto per i pazienti ad essi sottoposti, che potrebbero avere consulti tra più specialisti senza doversi spostare, cosa non sempre agevole per pazienti soggetti ad alcun patologie (ma soprattutto difficoltosa in una Regione come la Sardegna).

Frutto dell'esperienza del Crs4 nel campo della visualizzazione scientifica - si veda l’articolo di Gobbetti su Visual Computing - è, invece, la sperimentazione di un sistema quasi-olografico per la visualizzazione di immagini volumetriche, come per esempio quelle provenienti dalle TAC. Uno schermo per la riproduzione di questo tipo di immagini tridimensionali consentirà a persone di con differenti competenze, come ad esempio un chirurgo ed un neurologo, di pianificare, in modo collaborativo, interventi di neurochirurgia. Il Brotzu sarà il primo ospedale al mondo ad avere installato un dispositivo di questo tipo, frutto di un progetto di ricerca Europeo.

Riccardo Triunfo

Visual Computing

SARDEGNA POLO DI ECCELLENZA

Nell’ultimo decennio il Visual Computing si è affermato come una delle discipline informatiche chiave. Il suo ambito di ricerca riguarda la progettazione di metodi e sistemi per la modellazione geometrica e fisica, l’acquisizione e sintesi di immagini, la visualizzazione scientifica e la realtà virtuale. La Regione Sardegna può annoverarsi tra i poli di eccellenza a livello internazionale in questo settore grazie al Visual Computing Group del CRS4, che ha sviluppato una serie di tecnologie considerate allo stato dell'arte dalla comunità scientifica. Esempi rappresentativi delle attuali attività di ricerca sono i seguenti.

Territorio ed ambienti urbani. Il CRS4 ha sviluppato tecniche scalabili per la visualizzazione rapida ad alta qualità di modelli colorati di terreni e ambienti urbani. Per i terreni è stato introdotto uno dei primi metodi per generare rapidamente superfici a risoluzione variabile tramite assemblaggio di segmenti precalcolati (BDAM: Eurographics 2003). Il metodo, sfruttando la programmabilità delle schede grafiche, assicura un'accuratezza millimetrica nella visualizzazione a scala globale (P-BDAM: IEEE Visualization 2003). Uno schema di compressione wavelet con garanzie di accuratezza permette inoltre di ridurre efficacemente i dati da trasmettere (C-BDAM: Eurographics 2006). L'efficienza dell'approccio è stata dimostrata in numerose applicazioni. Nel quadro di attività di trasferimento tecnologico, la regione Sardegna ha sviluppato su questa base i sistemi Sardegna3d (www.sardegna3d.it) e Italia3D (www.italia3d.it). Per permettere l’esplorazione interattiva di modelli urbani molto dettagliati, è stata inoltre sviluppata, in collaborazione con ISTI-CNR, una nuova rappresentazione discreta per la codifica efficiente di insiemi di edifici (BlockMap - Eurographics 2007).

Modelli geometrici complessi. L’acquisizione di forme tramite laser scanning è di particolare interesse in numerosi settori, inclusi i beni culturali ed il reverse engineering.

Gli scanner generano superfici molto accurate ma difficili da visualizzare a causa della loro mole. Uno dei risultati principali del CRS4 è stato l'introduzione di modelli scalabili basati sulla decomposizione volumetrica gerarchica, che hanno portato alle prime tecniche capaci di sfruttare appieno gli hardware grafici per esplorare grandi superfici triangolate e nuvole di punti (ATP, SIGGRAPH 2004; LPC, Computers and Graphics 2004; GPU-MT, IEEE Visualization 2005). Le tecniche sono state utilizzate su numerosi casi test, tra cui i modelli del Digital Michelangelo Project. Le simulazioni numeriche e la progettazione computerizzata generano modelli molto complessi, sia geometricamente

che topologicamente, che sono molto più difficili da visualizzare di quelli tipicamente prodotti da laser scanning. La loro gestione efficace è un campo di ricerca molto attivo.

Uno dei principali risultati del CRS4 è stato l'introduzione di un metodo volumetrico basato sulla modellazione multi-scala della risposta all’illuminazione piuttosto che su livelli di dettaglio geometrici (Far Voxels, SIGGRAPH 2005). Il metodo è stato validato su numerosi casi complessi, inclusa l’ispezione dell'intero modello del Boeing 777 su un semplice PC a singolo processore. Più recentemente, tecniche simili sono state dimostrate per volumi semitrasparenti derivati da scanner medici (MOVR, CGI 2008).

Display 3D. L’avanzamento della ricerca nell’elettronica e nella fotonica permette la realizzazione di display innovativi che superano le limitazioni dei monitor classici. Il CRS4 si sta interessando allo sviluppo di tecniche efficienti per gestire le potenzialità dei nuovi display 3D. In particolare, in collaborazione con Holografika (Ungheria), che sviluppa un display 3D combinando proiettori e uno speciale schermo olografico, sono stati realizzati sistemi che, tramite il controllo opportuno della generazione dell’immagine, permettono di visualizzare oggetti che appaiono fluttuanti nello spazio a occhio nudo. Tramite l’adattamento dinamico della risoluzione basato sulle caratteristiche del display, è stata dimostrata la possibilità di interagire con enormi modelli di superfici e volumi (SIGGRAPH 2006 Etech; EUROGRAPHICS 2008).

Sistemi multisensoriali. Oltre alla resa visiva, molte applicazioni avanzate hanno bisogno di gestire altri canali sensoriali, sia per simulare situazioni reali che per permettere un’interazione più efficace con modelli simulati. Uno dei settori in cui queste tecnologie sono di maggiore interesse è l’addestramento chirurgico. Al CRS4 sono state realizzate diverse tecnologie ed applicazioni innovative in questo settore. I risultati ottenuti finora includono tecniche innovative per la simulazione di fresatura di ossa, modelli semplificati per il trasporto di agenti di contrasto nei vasi umani, e tecniche per simulare la chirurgia alla cataratta. Moduli di simulazione e visualizzazione specializzati sono stati integrati in sistemi industriali per l’addestramento chirurgico.

Ulteriori informazioni sono disponibili sul sito: www.crs4.it/vic/.

Enrico Gobbetti

Il gruppo di Infrastrutture e Servizi di Calcolo e Reti del CRS4

Il CRS4 è un centro di ricerche basato sullo sviluppo e l’applicazione di nuove tecnologie che utilizzano il calcolo ad alte prestazioni per risolvere problemi computazionali su larga scala. Grazie all’utilizzo delle risorse di calcolo la ricerca scientifica ha raggiunto risultati impensabili fino a pochi anni fa. La potenza di calcolo sempre maggiore consente agli utenti di raccogliere ed elaborare quantità enormi di dati e di mettere in Rete, a disposizione degli altri utenti, i risultati ottenuti. Per poter far ciò, i ricercatori del CRS4 usufruiscono di servizi informatici di altissimo livello, di una gestione attenta dei sistemi e di un costante aggiornamento e sperimentazione di nuove tecnologie, grazie al supporto del gruppo di Infrastrutture e Servizi di Calcolo e Reti che collabora con gli stessi ricercatori ai diversi progetti, distinguendosi per la dinamicità dei servizi sempre allo stato dell’arte.

Le principali attività del gruppo posso essere suddivise nelle seguenti macro aree:

calcolo, reti, servizi agli utenti interni ed esterni e collaborazione ai progetti.

Il calcolo del CRS4 è basato sull’utilizzo di cluster (dall’inglese grappolo) Beowulf che non sono altro che gruppi di computer IBM compatibili collegati tra loro attraverso la rete, utilizzanti software open-source tali da essere considerati virtualmente un grosso sistema di calcolo . I sistemi operativi utilizzati sono dei sistemi Linux modificati dal nostro personale per adeguarli alle diverse esigenze, i collegamenti vengono realizzati tramite reti TCP/IP (il protocollo di rete di Internet, per intendersi), mentre la comunicazione e sincronizzazione dei processi degli utenti vengono realizzate tramite software disponibile gratuitamente. Nei cluster Beowulf si utilizzano computer commerciali per produrre un’alternativa economica ad un supercomputer tradizionale;

questo sistema ci ha consentito di avere una risorsa di calcolo di tutto rispetto con una spesa ragionevole.

Un altro requisito molto importante per il centro è la connessione alla rete Internet ad alta velocità che ci consente di collaborare con altri Enti in modo efficiente. In particolare, all’interno di un progetto che prevede la realizzazione di una infrastruttura di calcolo d’avanguardia pensata per potenziare la ricerca attraverso lo sviluppo di nuovi strumenti computazionali chiamato Cybersar, il gruppo sta realizzando una rete ottica con una tecnologia che permette di trasmettere più canali all’interno della stessa fibra ottica utilizzando diverse lunghezza d’onda (tecnologia WDM). Questa rete consentirà di collegare i vari centri di calcolo del progetto ad una velocità massima aggregata di

80Gb/s (giusto per avere un’idea, la dorsale di tutta la rete della ricerca italiana è di 10 Gb/s). La rete che stiamo realizzando sarà tra le prime reti ottiche al mondo per il collegamento dinamico delle risorse computazionali e dei dati attraverso l’utilizzo di un sistema di gestione centralizzato e delle tecniche del Grid computing (paradigma del calcolo distribuito in grado di consentire ad un vasto numero di utenti l’utilizzo di risorse provenienti da un numero indistinto di calcolatori interconnessi da una rete). In questo modo, i nostri ricercatori potranno utilizzare le risorse residenti negli altri centri (e viceversa) come se si trovassero nella computer room del CRS4.

Il collegamento ad alta velocità alla rete Internet e la realizzazione della rete ottica ci costringe ad essere particolarmente attenti alla sicurezza dei nostri sistemi e dei servizi.

La creazione da parte dei ricercatori di alcune applicazioni nel campo della genetica e della medicina, richiedono una valutazione dei rischi ed uno studio approfondito delle tecniche e degli strumenti per la salvaguardia dei dati da eventuali rischi di violazione. In particolare, stiamo approntando dei sistemi di controllo per l’integrità , la confidenzialità e la disponibilità dei dati in modo da rendere i servizi del centro sempre accessibili in modo sicuro e rispondenti alle più stringenti normative in materia di sicurezza.

Oltre al lavoro di supporto al personale del CRS4, il gruppo è stato coinvolto nella gestione dei servizi agli utenti del Parco tecnologico di Pula. In particolare, siamo i responsabili della gestione della dorsale della rete del campus, della connessione fisica delle aziende ad Internet , della gestione dei servizi informatici di un progetto regionale chiamato Sardegna DistrICT che favorirà la collaborazione tra centri di ricerca pubblici/

privati e imprese operanti nel settore dell'high tech. All’interno dell’infrastruttura del Distretto ICT, abbiamo curato la progettazione, l’implementazione e la futura realizzazione dei servizi.

Grazie alla competenza del proprio personale, il gruppo viene sempre coinvolto nella progettazione e realizzazione delle infrastrutture fisiche e logiche dei vari progetti. Un esempio è il progetto GRIDA3, che prevede la realizzazione di un gestore di risorse condivise per le analisi dei dati e delle applicazioni ambientali; all’interno di questo progetto definiremo l’infrastruttura per l’implementazione dei servizi offerti.

Lidia Leoni

Il laboratorio di Bioinformatica e la sua rete di rapporti internazionali

Nel 2001 è stata decodificata la sequenza dei tre miliardi di nucleotidi che formano il genoma umano, la molecola che contiene tutta l’informazione necessaria per la vita.

Alcune regioni del DNA (i geni) vengono utilizzate per sintetizzare polimeri organici chiamati proteine. Le proteine assumono una forma tridimensionale che permette loro di svolgere una funzione, per esempio farci riprodurre, muovere, digerire il cibo, estrarre energia dalla sua combustione, difenderci da patogeni, vedere, sentire, parlare, avere freddo o caldo, arrabbiarci, essere allegri, ricordare, ...

Per capire come questo accade e come porre riparo a malfunzionamenti del sistema, dobbiamo analizzare i dati, che sono tanti, con metodi computazionali e un approccio multi-disciplinare che combini biologia, chimica, fisica, statistica e, ovviamente, informatica.

Di questo si occupa il laboratorio di Bioinformatica del CRS4 che conta una trentina di ricercatori e tecnici provenienti da paesi e discipline diverse, partecipa al Distretto di Biomedicina, fornisce supporto tecnico e scientifico alle aziende biotecnologiche sviluppando metodologie innovative, contribuisce a formare i ricercatori e tecnici di domani e produce risultati scientifici di alta qualità.

La sua missione è di contribuire alla comprensione degli elementi del sistema biologico

“uomo”, delle loro relazioni e del loro funzionamento coordinato.

Ciascuno di noi è geneticamente differente: due individui hanno in media un nucleotide diverso ogni mille. Nella maggior parte dei casi questo non ha effetti funzionali, ma alcune differenze sono responsabili di patologie o di predisposizioni a patologie. Come distinguere tra i due casi è un problema aperto. In stretta integrazione con il laboratorio di genotyping, in grado di analizzare rapidamente migliaia di variazioni genomiche, il laboratorio sta affrontando il problema dal punto di vista sia metodologico che pratico ottenendo risultati che gli hanno già guadagnato una reputazione internazionale.

Tutte le cellule contengono lo stesso DNA, ma ciascuna di esse ha una sua identità: non tutti i geni sono utilizzati da tutte le cellule. La rete che controlla questi meccanismi e il cui malfunzionamento è causa di un gran numero di patologie, soprattutto tumorali, è estremamente complessa e dipende da interazioni tra geni, proteine e tra geni e proteine. Il laboratorio analizza l’attività di geni in cellule diverse, ottenuti ancora nel

laboratorio di genotyping, per identificare le cause del malfunzionamento della rete di controllo biologico in tumori ed è parte di varie collaborazioni internazionali.

Una volta identificata la molecola il cui malfunzionamento è alla base di una patologia (target), è necessario interferire con la sua attività. La maggior parte dei farmaci che acquistiamo sono stati individuati per “tentativi” quasi alla cieca. Ma la bioinformatica può analizzare la molecola target, calcolare la sua struttura e disegnare una molecola che ne blocchi l’attività’. Talvolta la molecola terapeutica può essere essa stessa una proteina, per esempio nei vaccini, e un’analisi computazionale può permettere di modificarla per aumentarne la tollerabilità. Il laboratorio è parte di iniziative mondiali per calcolare la struttura tridimensionale di tutte le proteine umane e facilitare quindi lo sviluppo di terapie e vaccini.

Se si conoscono tutti gli elementi di una cellula, di un organo o di un intero organismo sistema e come questi interagiscono e si controllano a vicenda, è possibile simularne il funzionamento in silico, un approccio che apre possibilità impensabili fino a qualche anno fa. Un esempio per tutti: un farmaco deve interferire con un meccanismo patologico, ma la rete di controllo di una cellula è complessa ed interconnessa, e quindi non necessariamente bloccare una via di funzionamento ha un effetto terapeutico. In alcuni casi il farmaco non funziona, o da effetti collaterali imprevisti che si scoprono solo quando il farmaco è somministrato ai pazienti, con tutte le conseguenze del caso. Oggi questi effetti non possono essere previsti e, soprattutto, variano da individuo a individuo a causa delle differenze genetiche. La simulazione dell’effetto di un farmaco può rendere il suo sviluppo più veloce ed evitare di sottoporre i pazienti a terapie non adatte. Uno dei progetti internazionali di frontiera in cui il CRS4 è pesantemente coinvolto è la simulazione dell’elettrofisiologia del cuore umano al fine di simulare l’azione di farmaci.

Il laboratorio è già dotato di tutti gli elementi necessari per un’iniziativa di successo:

problemi di rilevanza strategica, ampia visione, tecnologie appropriate, una rete di collaborazioni internazionali e, soprattutto, giovani menti creative ed entusiaste. Grazie a ciò la promessa del laboratorio di Bioinformatica del CRS4 di contribuire alla salute dell’uomo e allo sviluppo scientifico ed economico del territorio si sta già trasformando in realtà.

Anna Tramontano

KARALit Digital Science and Engineering

SPIN OFF DEL CRS4 E DEL PARCO TECNOLOGICO DELLA SARDEGNA

L’impresa ricorda un po’ quella di Davide contro Golia, anche se in questi casi il lieto fine è un’eccezione piuttosto che la regola: sviluppare e vendere software nel mercato globale del CAE (Computer Aided Engineering) e della CFD (Computational Fluid Dynamics) dominato da colossi multinazionali come ANSYS e Fluent. E provare a farlo partendo da un piccolo centro di ricerca di un piccolo Parco tecnologico nella provincia dell’Europa.

La CFD rappresenta il settore più maturo e trainante del mercato CAE, settore che oggi si può meglio chiamare Digital Engineering: R&S, calcolo, ICT, visualizzazione scientifica e quant’altro al servizio degli ingegneri per supportare l’analisi, il progetto, la simulazione, costruzione, verifica, e modifica dei prodotti dell’ingegneria. Il mercato CAE-CFD vale più di 300 milioni di Euro all’anno e registra da diversi anni uno stabile trend di crescita di oltre il 15%. Una dozzina di multinazionali si spartiscono questo mercato, con un dominatore con una quota ben superiore al 50%, un secondo grande attore con il 20- 25% e una decina di altri produttori.

Nonostante la crescita continua, o forse proprio per quello, oggi il mercato CAE produce scarsa innovazione: tutti i prodotti offerti sono sostanzialmente equivalenti nel prezzo, nel formato e nelle capacità. La licenza, che non include mai i codici sorgenti, è venduta tipicamente per anno e ad un prezzo che dipende dalla dimensione del problema che può essere affrontato. Le offerte di prodotti sono concentrate soprattutto in due settori:

l’aerodinamica (che comprende anche l’automotive e il gas-turbine) e l’ingegneria strutturale. I prodotti di oggi non sono molto dissimili da quelli offerti 10 o 15 anni fa, nonostante in questo stesso periodo si sia registrato un crollo del costo dell’hardware insieme ad un enorme incremento della potenza di calcolo. Ad un mutamento di scenario così importante non ha in effetti fatto seguito un ugualmente importante ampliamento e miglioramento dell’offerta. Tutti i competitori sono grandi multi-nazionali con uffici di distribuzione nei 5 continenti. Hanno altissimi costi di investimento e una grande inerzia nello sviluppare e proporre nuovi e innovativi prodotti. Quello che manca realmente nell’attuale offerta sono prodotti di modellistica ed analisi che integrino conoscenze diversificate (multi-physics) per problemi multidisciplinari di interesse in settori al di là delle sole aerodinamica e ingegneria strutturale, come l’ingegneria chimica e nucleare, le celle a combustibile e i semiconduttori, o come le reti idrauliche e, perché no, le reti del traffico, solo per fare alcuni esempi ma la lista potrebbe essere molto più lunga.

L’iniziativa conta su 20 anni di esperienza e attività del fondatore, 5 dei quali in giro per il mondo e 15 nel CRS4, nella fluidodinamica e nella CFD, sulla sua rete di contatti e conoscenze e su idee molto ambiziose. Per affrontare la impari lotta, la Karalit adotterà un modello di business basato contemporaneamente sulla diversificazione dei prodotti, sulla loro focalizzazione su settori target industriali particolari e sul prezzo. In modo analogo a quello che è successo nei recenti anni nel mercato del trasporto aereo di passeggeri con l’avvento delle compagnie low-cost: con l’offerta di destinazioni precedentemente non disponibili, attraendo clienti che prima non volavano, e ad un prezzo più basso.

I prodotti, sia di tipo standardizzato (off-the-shelf) che customizzato, offriranno caratteristiche non disponibili nelle attuali offerte, saranno sviluppati per applicazioni industriali per le quali non esiste offerta e le licenze includeranno i codici sorgente e saranno a basso costo (licenze a tempo indefinito). La Karalit quindi produrrà e venderà conoscenza piuttosto che il solo uso di un prodotto software.

La chiave del successo resterà nella capacità di continuare ad offrire know-how nel tempo, continuando ad investire in R&S ed offrendo prodotti innovativi ogni 12-18 mesi.

La competizione dovrà mutare radicalmente e da statica, con pochi e grossi soggetti, dovrà diventare più dinamica: stare sempre avanti agli altri, avere sempre nuove idee prima degli altri e riuscire a trasformarle in nuovi prodotti con la minima inerzia. In questo contesto includere i codici sorgente nelle licenze diventerà un bene piuttosto che rappresentare una perdita di proprietà intellettuale: quello che conterà saranno le idee e la capacità di produrre nuovi prodotti e nuova innovazione, piuttosto che quello che si è prodotto sino ad ora.

L’iniziativa è partita con il supporto del CRS4 (casa madre) e di Sardegna Ricerche, gestore del Parco Tecnologico della Sardegna, che hanno messo a disposizione risorse quantificabili in circa 350.000 Euro, per sostenere il piano di investimento iniziale e i costi di 2 ricercatori del CRS4 per 18 mesi. Altre risorse, quantificabili in almeno 200.000 Euro, sono però necessarie sin da subito. Al momento sono in corso contatti con investitori di rischio, sia istituzionali che privati (l’associazione dei Business Angels italiani), e con imprenditori locali. Il fattore più importante per il successo dell’iniziativa sarà infatti il tempo e sarà molto importante riuscire ad alzare da subito il tasso di crescita della società al di sopra di un livello di aborto dell’iniziativa. L’obiettivo è quello di avere, all’inizio del prossimo anno, uno staff costituito da 5-6 ingegneri con eccellente formazione per sostenere il lancio del primo prodotto off-the-shelf e conquistare una piccola nicchia del mercato e per iniziare a sviluppare i prossimi e successivi prodotti.

Marco Mulas

Gli impianti Elianto e gli specchi ustori di Archimede

Da anni l’Unione Europea è impegnata nel ridurre la produzione dei gas serra, una delle cause principali dei cambiamenti climatici ormai in atto, e ha formalizzato quest’obiettivo nelle linee guida delle politiche energetiche future. Tra i provvedimenti approvati durante il “Council of European Union” tenutosi a Bruxelles nel marzo 2007, i capi di stato Europei hanno stabilito di incrementare le produzioni energetiche derivanti da fonti rinnovabili. Gli accordi hanno sancito che, entro il 2020, la produzione da rinnovabile debba coprire il 20% del fabbisogno energetico Europeo. Per raggiungere l’obiettivo ogni paese membro viene chiamato ad incrementarne la produzione e l’uso.

In Italia sono stati quindi emanati alcuni decreti legislativi che incentivano le produzioni di energia elettrica e termica da fonti rinnovabili e promuovono l’ottimizzazione e la razionalizzazione dei consumi energetici.

Il Sole è una delle scommesse che l’Italia sta portando avanti, essendo questa importante fonte di energia rinnovabile abbondante nelle sue regioni meridionali. Le tecnologie che sfruttano l’energia solare sono differenti: alcune ben note come il solare fotovoltaico e termico, altre meno come la tecnologia solare termodinamica. La prima sfrutta la conversione della luce in elettricità mediante l’effetto fotovoltaico, mentre la seconda e la terza trasformano la radiazione luminosa in calore. Nel solare termico, il calore viene utilizzato come tale, per esempio, in ambito domestico, per generare acqua calda, mentre nel caso del solare termodinamico esso alimenta un “ciclo termodinamico”

che genera energia elettrica.

In relazione a questa ultima tecnologia, più giovane e non ancora diffusa commercialmente, nell’aprile 2008 è stato varato il Decreto del Ministero dello Sviluppo Economico sui “Criteri e modalità per incentivare la produzione di energia elettrica da fonte solare mediante cicli termodinamici”, successivamente pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n. 101 del 30 aprile 2008.

E’ in questo contesto che si inserisce l’iniziativa dei ricercatori del CRS4 Giovanni Murgia e Piero Pili, che per anni hanno portato avanti le attività di ricerca e sviluppo sulla tecnologia solare termodinamica, e che nel Maggio 2007 hanno fondato Elianto, una società spin-off del CRS4, che si prefigge come obiettivo la progettazione e la commercializzazione di impianti solari termici e termodinamici di piccola taglia.

Avvalendosi di un team di giovani ingegneri Sardi, nell’anno in corso Elianto si sta occupando della progettazione e realizzazione di un prototipo di impianto solare termico e uno termodinamico basato sulla emergente tecnologia a “specchi di Fresnel”.

Gli impianti di Elianto sono capaci di generare calore mediante un sistema di specchi riflettori che, sfruttando lo stesso principio dei leggendari “specchi ustori di Archimede”, concentrano la radiazione solare verso un tubo ricevitore fisso. All'interno del tubo scorre un olio che raggiunge la temperatura di 300 °C, sufficiente ad alimentare un turbogeneratore per la produzione di energia elettrica.

Come per tutte le tecnologie solari, la quantità di energia prodotta dall’impianto è legata alla superficie occupata dal sistema di captazione. Impianti di grande potenza, ad es. gli impianti da 50 MW elettrici necessitano di circa 150 ettari di territorio. Avendo ben presente che nelle regioni fortemente antropizzate del sud-europa è difficile disporre di grandi aree libere di territorio da destinare alle attività produttive Elianto ha scelto di focalizzare le proprie energie sulla progettazione e realizzazione di impianti di più piccola scala con taglia di potenza intorno alle unità di megawatt.

Questi impianti hanno il vantaggio che si integrano più facilmente nelle aree destinate alle produzioni industriali e, se installati nelle aree agricole, determinano un minore impatto ambientale e paesaggistico rispetto ai grandi impianti. Questo fatto è tanto più vero nelle regioni ad elevato interesse storico, paesaggistico e turistico come la Sardegna. Oltre alla installazione di impianti, Elianto realizza molte delle sue componenti più avanzate eseguendo internamente la loro progettazione e lo sviluppo. I materiali utilizzati allo scopo sono a basso impatto ambientale in piena armonia con gli obiettivi ambientali ed economici che sono collegati alla produzione verde dell’energia.

La scommessa di Elianto è quella di fornire alla Sardegna in primis, ed alle regioni del sud Italia una tecnologia innovativa, pensata e sviluppata nell’isola, per la produzione di

“energia ecologica” a vantaggio delle comunità che ospiteranno gli impianti che potranno vedere ridotto il costo della loro bolletta elettrica e contemporaneamente contribuire alla crescita di una realtà produttiva impegnata ad affermare idee Sarde in un contesto tecnologico internazionale altamente competitivo e in grandissima espansione.

Diego Serrao , Michele Losito