Laboratori

Dipartimento Unità Efficienza Energetica - DUEE

Applicazioni dell’efficientamento energetico al patrimonio edilizio, inclusi gli edifici storici classificati come Beni Culturali ed i Musei. Sviluppo di piani di recupero del patrimonio edilizio e architettonico di edifici pubblici anche monumentali. Realizzazione di diagnosi energetiche di edifici di pregio storico-architettonico. Analisi della trasformazione in Near Zero Energy Building (NZEB) di edifici di pregio storico-architettonico. 

Istituto sull’Inquinamento Atmosferico

Progettazione e sviluppo di sensori miniaturizzati a controllo remoto, non invasivi e conformabili, per il monitoraggio (early detection) dei processi di degradazione di opere lapidee, pittoriche e cartacee.

Sviluppo e ingegnerizzazione di sensori e dispositivi sensoristici a basso consumo energetico e a costi contenuti per il monitoraggio multiparametrico di ambienti complessi, outdoor ed indoor, come ad es. siti archeologici e monumenti soggetti a degradazione da inquinanti ambientali (VOCs, gas, %RH, T, particolato). Tali sistemi sono montati su stazioni fisse oppure su unità mobili (veicoli terrestri o droni aerei) dotati di trasmissione dei segnali.

Strumentazione analitica portatile di monitoraggio atmosferico gas, VOCs e particolato su mezzi mobili.

Copertura di superfici con film sottili nanofibrosi otticamente trasparenti e di origine naturale (es. lignina nanostrutturata) per la protezione di manufatti artistici da aggressioni atmosferiche (ottenuti per elettrofilatura o electrospinning).

Laboratorio di Elettronica Industriale - LEI

Il LEI è impegnato nella realizzazione di azionamenti speciali per il controllo ambientale e la sicurezza, nello sviluppo di sistemi per il monitoraggio di strutture museali, artistiche, di luoghi con vincolo architettonico o paesaggistico, mediante l'utilizzo, di sensoristiche tipiche delle tecniche dell'Internet of Things (IoT). Le informazioni possono essere adoperate ad esempio ai fini museali per rilevare le presenze, per verificare quali opere sono di maggior interesse per i visitatori e per fornire ai visitatori stessi informazioni personalizzate su ciascuna opera espeosta.
Altri studi riguardano le metodologie di trasmissione radio mediante l'impiego di dispositivi a bassissimo consumo, quindi energeticamente autonomi, statici o mobili, strutturati in una rete di comunicazione di estensione urbana ed indipendente. L'obiettivo è di individuare nuovi metodi per la propagazione delle informazioni estendendo le possibilità applicative offerte dalle tecnologie IoT nella gestione delle risorse territoriali, ambientali, e di servizio ai cittadini.
Keywords: IoT, LoRa, Sigfox, narrow-band, ultra-low-power, smart-city, sensor, energy, museum automation, architectural survey, environmental monitoring, energy harvesting

Laboratorio di Fisica Tecnica Ambientale - FTALab

Studi sperimentali con metodi ottici su materiali e su interazione opera esposta-visitatori-ambiente. Integrazione di fonti rinnovabili nell’impiantistica museale e in aree archeologiche.
Controllo ambientale di ambienti museali, ipogei, espositivi, stabili e temporanei.
Analisi e predizione delle prestazioni energetiche, simulazione di condizioni di criticità.
Implementazione combinata di tecniche BPS e BIM in ambiente edilizio storico.
Protezione delle opere da degrado per affollamento e altri fattori di rischio.
Progettazione e gestione ottimizzata di allestimenti museali e di eventi.
Interventi di safety e security.

Sistemazioni acustiche e illuminotecniche per conservazione e fruizione.
Bonifiche di locali ipogei da Radon.
Illuminotecnica e acustica di ambienti espositivi.
Simulazione dinamica e monitoraggio di sistemi edificio-impianti.
Diagnostica ambientale.
Soluzioni impiantistiche compatibili con l’esistente e con vincoli apposti.
Certificazione energetica, acustica, ambientale.

Laboratorio di Fisica Tecnica - FITELABS

Il laboratorio di Fisica tecnica (FITELABS) è costituito da un insieme di differenti unità di ricerca specialistiche che operano tra di loro in maniera integrata nelle tematiche relative alla qualità dell’aria, al risparmio energetico, all'illuminotecnica e acustica, alle tecniche per il controllo ambientale. In particolare il FITELABS, ha maturato nell'ambito dei BBCC una notevole esperienza nel campo della simulazione e modellazione numerica, nello sviluppo di sensoristica ambientale a basso costo, nei monitoraggi ambientali strumentali in situ, di telerilevamento satellitare e fotogrammetrico. Ha sviluppato metodologie, tecniche, strumentazioni, modelli di ricostruzione numerica delle condizioni termo-fluidodinamiche, acustiche e illuminotecniche per il supporto alla progettazione, al monitoraggio, agli interventi di manutenzione, di risparmio energetico, di valorizzazione, anche con tecniche di realtà virtuale, di siti archeologici, di spazi museali ad alta fragilità, di esposizioni permanenti e di edifici storici.

Laboratorio di Misure Industriali, Sezione Meccanica - LAMI

Costituito nel 1991 il LAMI, Laboratorio di Misure Industriali dell’Università di Cassino e del Lazio Meridionale si propone sul territorio come importante Centro di Ricerca nel settore della metrologia industriale, scientifica e legale-regolatoria e connessa strumentazione. L’accreditamento secondo la norma IEC/ISO 17025 raggiunto nel 2000 rappresenta il presupposto per la disseminazione dei campioni nazionali delle unità di misura, oltre che per garantire un’offerta di servizi metrologici qualificati alle industrie del territorio.

Il LAMI si propone come centro di eccellenza per la formazione pratica oltre che degli studenti anche dei tecnici specializzati con vario livello di istruzione dei centri di metrologia e delle industrie del territorio. Il LAMI partecipa a numerosi progetti di ricerca e sviluppo precompetitivo in settori strategici (energia, ambiente, industria aerospaziale) e coordina numerose attività di trasferimento orizzontale e verticale alle PMI. Il laboratorio è costituito da una sezione di Misure Meccaniche e Termiche, una sezione di Trasmissione del Calore e Calcolo Numerico ed una sezione Ambientale. Le principali attività del LAMI riguardano: lo sviluppo di modelli di simulazione (e.g. celle a combustibile reversibili ad alta temperatura, sistemi di termovalorizzazione, sistemi di gassificazione di biomasse basati su tecnologia downdraft, …);la progettazione e caratterizzazione metrologica di sistemi di misura (Centro LAT 105 accreditato); la misura delle concentrazioni di inquinanti (polveri aero disperse), pressione, temperatura e umidità nei gas; le misure di pressione e temperatura (sia a contatto che a distanza mediante  tecnica all’infrarosso); la misura di velocità e portata di fluidi; la misura di distribuzione bidimensionale di velocità mediante tecnica Particle Image Velocimetry (PIV); la modellazione numerica di problemi termofluidodinamici complessi mediante tecniche di fluidodinamica computazionale (CFD) sia utilizzando codici di calcolo proprietari, che software open source e commerciali; la progettazione e realizzazione di esperimenti finalizzati alla validazioni di modelli di codici di calcolo per la modellazione termofluidodinamica.

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Laboratorio di Misure Meccaniche e Termiche - MM&T.Lab

Le attività del laboratorio riguardano la progettazione, modellazione e produzione di una strumentazione di misura compatta e portatile per valutare i parametri che influenzano in modo significativo la vita delle opere e dei beni culturali. In particolare, lo scopo della ricerca è sviluppare una PCB a microcontrollore in grado di leggere la composizione gassosa, le caratteristiche termo-igrometriche e i livelli di PM presenti nell'ambiente, integrando diversi nodi all’interno in una rete wireless che comunica con un database online e/o su App dedicata. Infine sarà integrato un IMU a 12 DOF per lo studio dei movimenti e delle vibrazioni di manufatti durante il trasporto.

A seguito della recente tendenza di sviluppo della realtà virtuale negli ambiti multidisciplinari come l'istruzione e le arti, le attività di ricerca mirano a integrare la realtà virtuale immersiva con il patrimonio culturale.

Laboratorio di monitoraggio ambientale

Il laboratorio realizza monitoraggi ambientali e sviluppa metodiche innovative per il campionamento di agenti chimici aerodispersi e per il monitoraggio di indicatori di effetto in ambienti museali.

Gli inquinanti, con meccanismi ed efficacia differenti, rappresentano in molti casi un fattore negativo anche per la conservazione di beni culturali; pertanto la determinazione degli stessi agenti ai fini del loro controllo appare una esigenza fondamentale. È possibile monitorare particolato aerodisperso comprendente polveri, fumi e metalli pesanti, e composti organici volatili e semivolatili, provenienti da svariate fonti che vanno dal traffico urbano esterno, agli arredi, ai prodotti utilizzati per le pulizie o per la conservazione, all'interno di ambienti di vita o museali. Tra questi la categoria di inquinanti più importante in un ambiente confinato è quella dei Volatile Organic Compounds (VOC).

Laboratorio Energia Solare Test e Ricerca - ESTER

Laboratorio outdoor ESTER per la misura di variabili meteorologiche e della radiazione solare al suolo e per la caratterizzazione di dispositivi fotovoltaici di varia tecnologia.
Monitoraggio outdoor e indoor in vari campi di applicazione (benessere termoigrometrico negli edifici, efficienza energetica, valutazione e ottimizzazione del microclima in ambienti di interesse storico e culturale e per il recupero di edifici storici)
Simulazione dinamica e monitoraggio di edifici e ambienti di interesse storico e culturale e ambienti museali per la stima e la previsione del degrado di opere d’arte in essi contenute e degli edifici stessi. Identificazione di soluzioni di riqualificazione e restauro attraverso tecniche di ottimizzazione multiobiettivo in edifici storici, residenziali e del terziario.
Caratterizzazione termica di materiali trasparenti e semitrasparenti innovativi.

Laboratorio Interdisciplinare di Fisica Tecnica - LIFT

Il LIFT si occupa di attività di ricerca nei settori della Fisica Tecnica e della Fisica Tecnica Ambientale, ed in particolare:

• Controllo del benessere e della qualità ambientale attraverso l'impiego di strumenti di misura atti alla determinazione di parametri ambientali quali l'umidità relativa, la velocità dell'aria, la temperatura media radiante delle pareti e la temperatura dell'aria. Tutto ciò è possibile grazie all'utilizzo di centraline microclimatiche e opportuni sensori. Ad oggi il concetto di benessere si estende anche all'acustica e per tale ragione risulta importante determinare la capacità di insonorizzazione degli ambienti dal mondo esterno, ponendo attenzione alla capacità fonoisolante e fonoassorbente dei materiali utilizzati in campo edile. A riguardo il LIFT esegue misure di rumore in ambienti confinati e non;

• Determinazione delle prestazioni energetiche degli edifici attraverso strumenti di calcolo dinamici e individuazione di metodologie di progettazione innovative con attenzione particolare rivolta a edifici storici (su cui vigono vincoli artistico-architettonici), con la possibilità di validare le modellazioni eseguite mediante misurazioni in situ. Poiché le prestazioni degli edifici esistenti vengono pregiudicate dall'eventuale presenza di anomalie strutturali il LIFT è in grado di eseguire indagini termografiche;

• Caratterizzazione del comportamento termico di elementi di involucro attraverso l’utilizzo di strumenti di misura.

• Modellazione di impianti termomeccanici e dimensionamento di componenti di impianto

• Diagnosi energetica e modellazione dinamica delle prestazioni dei sistemi attivi integrati per la produzione di energia termica e frigorifera.

• Analisi Ottica con goniofotometro delle caratteristiche illuminotecniche dei corpi illuminanti e delle lampade e dimensionamento di impianti di illuminazione artificiale

Laboratorio Outdoor Manoeuvring Basin on Nemi Lake

Il laboratorio dispone di una stazione sperimentale sulle rive del lago, area soggetta a vincoli ambientali e in quasi completa assenza di attività antropiche. È usualmente impiegato per prove di manovrabilità con la tecnica del modello libero, autopropulso, con sistema automatico di governo installato a bordo, acquisizione dati e rilevazione automatica della traiettoria. Data la sua particolare topologia e dal limitatissimo rumore ambientale sia in aria che in acqua, il bacino permette di effettuare misure di rumore irradiato in campo lontano con elevati standard di qualità. Il sito ricopre elevato interesse anche per l’archeologia subacquea.

LABORATORIO per la Protezione del patrimonio costruito e del paesaggio culturale a rischio per cambiamenti climatici ed eventi estremi naturali ed antropogenici - res q

L'attività dell'ISAC in questo particolare contesto è rivolta all’analisi sperimentale e modellistica per la valutazione degli impatti dell’inquinamento, dei cambiamenti climatici e degli eventi estremi sul patrimonio costruito, naturale e paesaggistico. In particolare è mirata all’identificazione di elementi di vulnerabilità e aree di rischio a supporto dello sviluppo di strategie per la protezione del patrimonio costruito e paesaggio culturale esposto a rischi naturali e causati da attività antropica.

Il laboratorio svolge attività di ricerca nei seguiti ambiti:

•          Studio dell’impatto del microclima, dell’inquinamento e dei cambiamenti climatici, inclusi gli eventi estremi.

•          Monitoraggio climatico indoor-outdoor mirato alla protezione del patrimonio culturale (inquinanti gassosi, aerosol, temperatura, umidità, radiazione solare, direzione e velocità del vento, precipitazioni, pressione).

•          Sviluppo di modelli, funzioni di danno per la quantificazione dell’impatto in scenari complessi (centri storici, siti archeologici costieri, paesaggio terrazzato, ecc.) esposti a situazione di multirischio in seguito al cambiamento climatico tra cui modellistica CFD (Computational Fluid Dynamics) per la valutazione e lo studio di parametri ambientali e modellistica integrata meteo-idro-geologica.

•          Valutazione di materiali innovativi, incluse risorse naturali e riciclo di materiali, per interventi di protezione, restauro e conservazione dei beni culturali e dell’edilizia storica e urbana al fine di verificarne l’impatto ambientale in termini di compatibilità, durabilità e sostenibilità.

•          Sviluppo di misure e strategie per la protezione del patrimonio culturale e paesaggio con focus sulla prevenzione (Risk Management Cycle) e la conseguente implementazione dei piani di gestione del rischio.

Laboratorio Smart Cities and Communities

Sviluppo di sistemi di monitoraggio museale energetico ed ambientale integrati per monitorare i flussi, trasferire i dati al sistema di aggregazione, provvedere al controllo adattivo delle principali utenze. Sviluppo di piattaforme di raccolta e elaborazione dati di diagnostica sull’impiantistica dei musei.