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14 gennaio 2014

Università di Pisa: Nuovi progetti di ricerca con MIT di Boston

Università di PISA – Quattro nuovi progetti di ricerca dell’Università di Pisa in collaborazione con MIT Boston

Selezionati i progetti finanziati nell’ambito della seconda call dell’accordo MIT-Unipi che promuove attività di ricerca e scambio tra Università di Pisa e Boston

Insieme ai colleghi statunitensi condurranno ricerche nelle varie aree scientifiche, lavorando a progetti con le finalità più diverse: dallo studio del modellamento delle rocce costiere, alla conservazione della biodiversità degli ecosistemi; da nuovi materiali di notevole interesse tecnologico, all’analisi del comportamento di costruzioni in muratura soggette ad azioni sismiche. Si è conclusa la valutazione dei progetti presentati in risposta alla seconda call dell’accordo MIT-UNIPI sottoscritto nel 2012, per promuovere nuove collaborazioni di ricerca tra l’Università di Pisa e il Massachusetts Institute of Technology di Boston. Tra le undici proposte arrivate, sono stati selezionati e finanziati dall’Advisory Board quattro nuovi progetti, che vanno ad aggiungersi ai primi cinque già scelti lo scorso mese di luglio.

I vincitori sono Marta Pappalardo del dipartimento di Scienze della Terra, con il progetto “Assessing the effect of Biota on coastal Rock Surface”, Lisandro Benedetti Cecchi del dipartimento di Biologia, “Critical Slowing Down and Early Warning Indicators of Regime Shifts”, Valentina Domenici del dipartimento di Chimica, “Energy Storage Devices and Actuators based on Composites of Liquid Crystal Elastometers”, 
e Riccardo Barsotti del dipartimento di Ingegneria civile e industriale, “Mechanical Models for Masonry Walls under Seismic Action”. I progetti saranno realizzati in collaborazione con un PI (Principal Investigator) del MIT e le attività si svolgeranno dal mese di gennaio 2014 al mese agosto 2015.

Per l’Università di Pisa la collaborazione con il MIT è particolarmente rilevante per il prestigio di cui gode l’istituzione statunitense, universalmente riconosciuta ai vertici della ricerca scientifica. In Italia il MIT aveva all’attivo collaborazioni su progetti specifici solo con i Politecnici di Milano e Torino: Pisa è stata dunque la prima università generalista italiana a sottoscrivere una partnership di rilievo più ampio. La convenzione, di durata triennale, riguarderà tutte le aree scientifiche, con priorità ai settori dell’Energia, dell’ICT e delle Scienze della vita, che fanno diretto riferimento a tre dei distretti tecnologici toscani. Il progetto MIT-Unipi è infatti nato con l’obiettivo di sostenere in particolare la promozione di collaborazioni di ricerca tra i docenti del MIT e quelli dell’Università di Pisa su progetti aperti a tematiche nuove e avanzate.

I progetti

  • Marta Pappalardo – “Assessing the effect of Biota on coastal Rock Surface”
: Il progetto di ricerca si propone di indagare con un approccio quantitativo le interazioni fra quegli organismi marini, come mitili e balanidi, che vivono aderenti ai litorali rocciosi e i substrati ai quali essi si fissano. È noto infatti che la distribuzione di questi organismi varia in funzione delle modificazioni ambientali. La sfida scientifica consiste nel verificare in quale misura essi svolgano un ruolo nel modellamento delle rocce lungo costa e quindi se, in ultima analisi, le loro variazioni in risposta alle modificazioni ambientali abbiano un impatto sull’evoluzione a lungo termine dei paesaggi costieri. L’opportunità che offre questo progetto è quella di avvalersi delle sofisticate tecniche di misura delle proprietà meccaniche delle rocce che hanno messo a punto i ricercatori del dipartimento di Ingegneria civile e ambientale del MIT, per ottenere indicazioni sui tassi di erosione delle rocce lungo costa. Comprendere i meccanismi attraverso i quali le forme del rilievo evolvono ha importanti implicazioni per la pianificazione degli interventi di protezione dei litorali e, in ultima analisi, per le politiche ambientali in aree costiere.
  • Lisandro Benedetti Cecchi – “Critical Slowing Down and Early Warning Indicators of Regime Shifts”: Il progetto valuta la possibilità di anticipare transizioni verso stati alternativi (regime shifts) in sistemi ecologici naturali mediante la sperimentazione sul campo. Vi è una crescente preoccupazione che la continua antropizzazione della biosfera possa innescare regime shifts in molti ecosistemi naturali, con conseguente perdita di biodiversità e di servizi. Recenti esperimenti con popolazioni di microorganismi hanno mostrato come sia possibile anticipare un regime shift in condizioni controllate di laboratorio. Lo studio si popone di estendere queste analisi a ecosistemi naturali, utilizzando i popolamenti ad alghe e invertebrati di coste rocciose come modello di studio. Sarà valutata l’ipotesi secondo cui la capacità di recupero del sistema da piccole perturbazioni dovrebbe diminuire lungo il gradiente di perturbazione dello strato algale arborescente (critical slowing down). L’esperimento permetterà inoltre di valutare se gli indicatori indiretti proposti per anticipare regime shifts, quali l’aumento di autocorrelazione e di varianza, si comportano come previsto dalla teoria in condizioni naturali. I risultati diranno se questi indicatori sono effettivamente utilizzabili per anticipare regime shifts in ecosistemi naturali con importanti implicazioni per la conservazione e la gestione ambientale.
  • Valentina Domenici – “Energy Storage Devices and Actuators based on Composites of Liquid Crystal Elastometers”
: Il progetto riguarda alcuni materiali compositi di notevole interesse tecnologico costituiti da un film a doppio strato in cui la componente principale è data da un particolare tipo di materiale “soft” che è in grado di modificare la propria forma (allungarsi e accorciarsi) cambiando la temperatura: gli elastomeri liquido cristallini. Ricoprendo questi film con polimeri conduttori, strati sottili di metalli o di ossidi metallici è possibile osservare una variazione di forma, reversibile e controllata, applicando altri tipi di stimoli esterni, come i campi elettrici. Questi film a doppio strato quindi sono utilizzabili non solo come attuatori, ma anche come micro-dispositivi in grado di convertire varie forme di energia: termica, meccanica ed elettrica, ad esempio. Il progetto riguarda lo studio chimico-fisico dei meccanismi alla base del funzionamento di questi materiali a doppio strato, con particolare attenzione ai fenomeni all’interfaccia tra i due materiali. A questo scopo verranno combinate tecniche spettroscopiche (V. Domenici, Università di Pisa), tecniche elettrochimiche (Y. Shao-Horn, MIT Boston) e computazionali (A. Kolpak, MIT Boston).
  • Riccardo Barsotti – “Mechanical Models for Masonry Walls under Seismic Action”
:  Il progetto di ricerca, che sarà sviluppato da Riccardo Barsotti insieme a Stefano Bennati, docenti del dipartimento di Ingegneria civile e industriale dell’Università di Pisa, e da John Ochsendorf, del dipartimento di Architettura del MIT di Boston, ha per oggetto le costruzioni in muratura, una tipologia costruttiva che costituisce la maggior parte del patrimonio architettonico nel territorio italiano ed europeo. Lo studio sarà affrontato con i metodi e gli strumenti teorici che sono propri della Meccanica dei solidi e delle strutture, in particolare quelli riconducibili all’analisi limite e ai modelli elastici non lineari delle strutture. L’attività di ricerca si articolerà in più fasi. In una prima fase si procederà allo studio del comportamento sotto carico e della capacità portante ultima dei singoli elementi strutturali presenti nelle costruzioni murarie, quali pannelli, volte o archi. L’ipotesi, già oggetto di numerosi altri studi precedenti, è che l’utilizzo di semplici modelli meccanici consenta una descrizione sommaria ma efficace del loro comportamento. In seguito, basandoci sui risultati ottenuti, si elaboreranno schemi più complessi, rivolti all’analisi di porzioni più ampie di un intero edificio in muratura. Infine, verranno esaminati casi studio ritenuti particolarmente significativi.

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