I sistemi radar consentono l'osservazione continua e sistematica dell'area di interesse. Immagini bidimensionali ad alta risoluzione possono essere generate sfruttando i sensori radar ad apertura sintetica inversa (ISAR), che tipicamente operano in modalità monostatica. SOLE mira allo sviluppo di un sistema radar distribuito che sfrutta una nuova soluzione tecnologica basata sulla fotonica e che consente acquisizioni multistatiche e multibanda, coerenti e con diversità spaziale e frequenziale. L’ IREA partecipa al progetto per le attività legate allo sviluppo delle tecniche di elaborazione dati ISAR.

Prime contractor: CNIT – Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni

Periodo di attività: 2017 - 2020

Finanziamento IREA:  € 63.000

Responsabile IREA: Gianfranco Fornaro

Linea di ricerca: 

Il progetto riguarda un sistema integrato per il riutilizzo delle acque provenienti dall'acquacolture per applicazioni idroponiche. L'attività dell’IREA è rivolta allo sviluppo di un primo prototipo di sensore da laboratorio per la valutazione della qualità delle acque. Il sensore si baserà su misure di spettroscopia in fluorescenza con lunghezze d'onda di eccitazione nella regione dell'ultravioletto (270-405nm) per la rivelazione di inquinanti organici. Il vantaggio di questa tecnica consiste nell'utilizzare la naturale autofluorescenza di molte sostanze organiche ovvero sono in grado di emettere un segnale di fluorescenza  quando eccitati ad opportune lunghezza d'onda

Prime contractor: CNM-CSIC - Instituto de Microelectronica de Barcelona - Campus UAB

Periodo di attività: : 2017 - 2019

Finanziamento IREA:  € 85.922

Responsabile IREA: Romeo Bernini

Linea di ricerca: Sensori ottici ed optofluidici integrati 

Il progetto NextGEOSS realizza un accesso federato ad un Hub di dati di Osservazione della Terra (OT), fornendo al contempo servizi user-friendly per la loro ricerca, accesso e sfruttamento. Gli obiettivi generali del progetto NextGEOSS sono: fornire un Hub di nuova generazione per l’accesso ai dati OT; coinvolgere le comunità legate all’OT promuovendo applicazioni innovative nell’ambito del GEOSS; promuovere GEOSS come un approccio europeo sostenibile per la distribuzione e sfruttamento dei dati di OT.

NextGEOSS coinvolge i principali fornitori (provider) di dati OT e si propone di agevolare la connettività fra i data center europei e mondiali tramite metodi di ricerca ed elaborazione innovativi. NextGEOSS beneficia delle tecnologie Web e Cloud offrendo un accesso a tutti i repository di dati OT e fornirà al contempo servizi federati di ricerca, elaborazione, visualizzazione e analisi dei prodotti. NextGEOSS include sia una serie di attività dimostrative (pilot) che evidenziano le capacità del sistema, sia diverse iniziative di coinvolgimento della comunità del GEO e, in generale, dell’OT. In quest’ambito, IREA svolge il ruolo di collegamento dell’iniziativa NextGEOSS con l’infrastruttura di ricerca EPOS.

Prime contractor: DEIMOS ENGENHARIA S.A.

Periodo di attività: : 2016 - 2020

Finanziamento IREA:  € 136.975

Responsabile IREA: Francesco Casu

Linea di ricerca: Utilizzo di piattaforme Cloud per l'elaborazione di dati SAR interferometrici 

Tematica: Rischio vulcanico, sismico e idrogeologico

Il progetto consiste in uno studio finalizzato allo sviluppo di future missioni Spaziali con Radar ad Apertura Sintentica (SAR) operante in banda L. Lo studio è mirato in primo luogo al consolidamento degli scenari applicativi, di medio e lungo periodo, connessi all'impiego di un SAR satellitare operante in banda L. In secondo luogo, alla definizione preliminare dei requisiti tecnici e di missione connessi alla realizzazione di un sistema SAR satellitare operante nella suddetta banda di frequenze. Il CNR, attraverso l’IREA e l’IFAC, è coinvolto in tutte le attività di definizione dei requisiti di utente e di sistema legate alla generazione di prodotti mediante l’impiego di algoritmi di elaborazione e inversione di dati SAR.

Committente: European Space Agency (ESA)

Prime contractor: e-GEOS S.p.A.

Periodo di attività: 2017 - 2019

Finanziamento IREA:  € 30.000

Responsabile IREA: Stefano Perna

Oggetto dell'attività è lo studio e caratterizzazione degli ambienti delle aree costiere in Cina, e per quanto possibile in Europa, che sono soggetti a gravi rischi di alluvione. Le aree selezionate in Cina sono, in particolare, le due regioni delta del Yangtze River (YR) e del Pearl River (PR). Altre aree costiere in Europa che sono potenzialmente soggette a gravi rischi di innalzamento del livello del mare, come il delta del fiume Po in Italia, saranno prese in considerazione per ulteriori indagini. A questo scopo, saranno utilizzate tecniche interferometriche SAR differenziali avanzate e metodi per la valutazione del rischio causato dall'innalzamento del livello del mare nelle aree costiere. Il lavoro verrà svolto in collaborazione con i partner cinesi coinvolti nel progetto “Integrated analysis of the combined risk of ground subsidence sea level rise, and natural hazards in coastal delta regions”.

Committente: European Space Agency (ESA)

Prime contractor: IREA

Periodo di attività: 2017 - 2020

Finanziamento IREA:  € 65.000

Responsabile IREA: Antonio Pepe

Tematica: Rischio idrogeologico

Il progetto affronta lo studio dei meccanismi biofisici alla base del fenomeno della risposta adattativa indotta da campi elettromagnetici a Radiofrequenza (1.95 GHz) rispetto all’azione danneggiante di agenti chimici mutageni. In particolare, l'attività è focalizzata sull’eventuale coinvolgimento del processo di autofagia nell’induzione dell’effetto protettivo.

La risposta adattativa (RA) è un fenomeno per il quale trattamenti con dosi molto basse di un agente chimico e fisico offrono resistenza nei confronti di un successivo trattamento con dosi elevate di noti agenti danneggianti. Questo fenomeno è stato descritto sia in vitro sia in vivo. Negli ultimi 10 anni sono state accumulate numerose evidenze che esposizioni a radiofrequenza sono in grado di indurre RA e sono stati identificati alcuni dei parametri che inducono adattamento tra cui: frequenza, segnale, tasso di assorbimento specifico, tipo cellulare, durata dell'esposizione, agente danneggiante. Comunque molti questiti sono ancora aperti poichè i) non è noto perchè solo alcune combinazioni di questi parametri sono efficaci nell'indurre adattamento; ii) i meccanismi alla base dalla RA sono ancora sconosciuti e dibattuti.

Il progetto ha lo scopo di studiare i meccanismi alla base del fenomeno della RA indotta da radiofrequenze a livello cellulare e fisiologico. In particolare, si intende confermare ed esplorare nuovi protocolli in colture cellulari derivanti da tessuti sani e tumorali mediante la valutazione dell'induzione di autofagia e di stress ossidativo. In particolare, sarà valutato il coinvolgimento dell'autofagia nell'induzione della protezione da campi elettromagnetici. Inoltre, verrà valutato il ruolo della durata dell'esposizione e delle caratteristiche elettromagnetiche (frequenza, tasso di assorbimento specifico) impiegate. La sperimentazione verrà condotta in due linee cellulari, per determinare se la risposta ottenuta è dipendente dal tipo cellulare esaminato.

Committente: Agence Nationale de Securitè, Sanitaire de l’Alimentation, Environment, Travail (ANSES, Francia)

Prime contractor: CNRS - France

Periodo di attività: 2017 - 2020

Finanziamento IREA:  € 41.600

Responsabile IREA: Maria Rosaria Scarfì

Linea di ricerca: Valutazione degli effetti biologici di campi elettromagnetici

A seguito dell’eruzione del vulcano Etna iniziata il 24 dicembre 2018 e dello sciame sismico che ha accompagnato questo evento e perdura tuttora, nel quadro delle attività coordinate dal Dipartimento della Protezione Civile, i ricercatori del CNR-IREA e delle Sezioni dell’INGV di Catania-Osservatorio Etneo e Osservatorio Nazionale Terremoti di Roma hanno misurato i movimenti permanenti del terreno grazie ai radar satellitari italiani COSMO-SkyMed ed europei Sentinel-1. Sono stati evidenziati valori massimi di spostamento che superano i 30 cm verso Ovest e i 50 cm verso Est sulla sommità dell’Etna e, nell’area attivata dal terremoto di Mw 4.9, uno spostamento massimo verso Est di circa 13 cm, ed uno verso Ovest di circa 16 cm.

L'eruzione e la sequenza sismica con il mainshock finora registrato di Mw 4.9 sono stati monitorati fin dall'inizio dall'INGV di Catania e Roma e vengono tenuti costantemente sotto controllo h24 mediante le reti sismica e geodetica. Nell’ambito delle proprie attività di monitoraggio del vulcano Etna effettuate anche tramite reti gravimetriche e magnetiche, geochimiche (flussi dei gas nel pennacchio, dal suolo e dalle fumarole), telecamere termiche e “nel campo del visibile” e con sopralluoghi sul terreno, la sede dell’INGV di Catania – Osservatorio Etneo, in collaborazione con la sede di Roma – Osservatorio Nazionale Terremoti, hanno inoltre effettuato un’analisi preliminare dei dati radar satellitari relativi alla eruzione iniziata il 24 dicembre 2018 e allo sciame sismico associato, da integrare con le informazioni fornite dagli altri sistemi di monitoraggio.

Utilizzando i dati radar dei satelliti europei Sentinel-1 (S1), del programma europeo Copernicus, e quelli della costellazione italiana COSMO-SkyMed (CSK), dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) - centro di competenza per le acquisizioni ed utilizzo dei dati satellitari - e del Ministero della Difesa, un team di ricercatori del CNR-IREA e dell’INGV, ha rilevato la frattura che ha alimentato la colata lavica causata dall’eruzione e misurato con alta precisione i movimenti permanenti del suolo, utilizzando la tecnica dell'Interferometria SAR Differenziale. Tale tecnica consente, confrontando immagini radar acquisite prima e dopo gli eventi sismici, di misurare, lungo la linea di vista (LOS, Line of Sight) del sensore, lo spostamento del suolo avvenuto nell’intervallo temporale intercorso fra le due acquisizioni, con accuratezza centimetrica. Inoltre, disponendo dei passaggi da orbite differenti (ascendenti e discendenti) è possibile ricostruire anche la componente Orizzontale (in direzione Est-Ovest) e Verticale del campo di deformazione rilevato. In Tabella 1 sono riportate le coppie interferometriche di immagini radar i cui risultati vengono mostrati di seguito.

Tabella 1: Coppie interferometriche co-sismiche utilizzate per l’analisi condotta

Si noti che in Figura 1 sono state riportate le immagini rappresentate in coordinate radar piuttosto che in coordinate geografiche o cartografiche per evitare di enfatizzare le distorsioni geometriche dovute alla topografia dell’area e alla geometria di acquisizione del sensore radar (angolo di vista 34°).  

Figura 1 – Confronto tra le immagini di ampiezza CSK, rappresentate in coordinate radar, acquisite prima e dopo gli eventi analizzati; (a) immagine di ampiezza CSK pre-eventi acquisita il 23102018; (b) immagine di ampiezza CSK post-evento acquisita il 26122018 (il box rosso è relativo all’area zoomata nei pannelli (c) e (d)); (c) zoom dell’immagine CSK pre-eventi relativa alla zona interessata dalla frattura e la conseguente colata lavica; (d) zoom dell’immagine CSK post-evento relativa alla zona interessata dalla frattura (evidenziata con le ellissi gialle) e la conseguente colata lavica (evidenziata con le frecce verdi). I dati CSK sono copyright di ASI (2018).

Figura 2 – Mappe di deformazione in LOS ottenute a partire dai dati SAR Sentinel-1 (a,b) e mappe delle componenti orizzontale (in direzione Est-Ovest) e verticale degli spostamenti del suolo stimate a partire dalle mappe LOS (c,d). Nel dettaglio: (a) mappa ottenuta dalla coppia interferometrica S1 ascendente relativa all’intervallo 16122018 – 28122018; (b) mappa ottenuta dalla coppia interferometrica S1 discendente relativa all’intervallo 22122018 – 28122018; (c) componente orizzontale (Est-Ovest) degli spostamenti del suolo misurati; (d) componente verticale. I dati S1 sono copyright di Copernicus (2018). 

Figura 3 – Interferogrammi in LOS ottenute dai dati SAR Sentinel-1 e mappe di deformazione in LOS ottenute dagli interferogrammi. Nel dettaglio: (A1) mappa ottenuta dalla coppia interferometrica S1 ascendente relativa all’intervallo 22122018 – 28122018; (A2) mappa ottenuta dalla coppia interferometrica S1 discendente relativa all’intervallo 22122018 – 28122018; (B1) deformazione in LOS corrispondente all’interferogramma A1 e (B2) deformazione in LOS corrispondente all’interferogramma A2. I dati S1 sono copyright di Copernicus (2018)

Il Sistema CSK è il maggior asset spaziale nazionale oggi operativo ed è attualmente costituito da una costellazione di quattro satelliti. E’ pianificato il lancio del primo di una nuova generazione di satelliti tecnologicamente più avanzati (CSG - COSMO-SkyMed Seconda Generazione) entro il 2019 seguito dal lancio di un secondo satellite a distanza di un anno. E’ stata inoltre recentemente approvata a livello governativo la realizzazione di due ulteriori satelliti CSG, a dimostrazione della attuale rilevanza strategica ed applicativa nazionale ed internazionale del sistema italiano, unica costellazione a quattro satelliti oggi operativa nel panorama mondiale.

Il gazzettino.it     31-12-2018     Etna, dopo terremoti ed eruzione il suolo si è spostato sino a 50 centimetri

Il messaggero.it     31-12-2018     Etna, dopo terremoti ed eruzione il suolo si è spostato sino a 50 centimetri

Il Mattino.it        31-12-2018     Etna, dopo terremoti ed eruzione il suolo si è spostato sino a 50 centimetri

La Repubblica.it     01-01-2019     Eruzione dell'ETNA: il vulcano si è spostato di 50 centimetri

Rainews.it           02-01-2019     ETNA. L'eruzione provoca uno spostamento del vulcano di 50 centimetri 

it.notizie.yahoo.com 02-01-2019     Eruzione Etna, gli esperti: il vulcano si è spostato di 50 centimetri

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Il progetto EO4GEO (http://www.eo4geo.eu) - Innovative solutions for Earth Observation/Geoinformation training, Soluzioni innovative per la formazione nel contesto dell’Osservazione della Terra e delle Informazioni geospaziali - è finanziato dalla Comunità Europea nell’ambito di Erasmus+ Sector Skills Alliance, include 26 partners (e inizialmente anche 22 associated partners) molti dei quali facenti parte della Copernicus Academy Network. I partners provengono da 16 Paesi Europei e includono competenze di Università e mondo della ricerca, settori privati e pubblici, operanti nel settore della formazione/training e nei settori spaziale, geospaziale e geomatica. Il progetto è coordinato dall’associazione privata GISIG  ed ha iniziato le attività il primo gennaio 2018, con una durata di 4 anni.

EO4GEO ha lo scopo di colmare il divario esistente tra la articolata e cospicua offerta derivante dal Sistema Copernicus (in passato definito GMES - Global Monitoring for Environment and Security), ideato e realizzato in congiunzione tra l’Unione Europea (EU) e l’Agenzia Spaziale Europea (ESA), e la domanda di formazione e training nei settori spaziali e geospaziali rafforzando gli strumenti e le conoscenze già esistenti nel campo dell’informazione a beneficio di utilizzatori finali (industrie, agricoltura, servizio commerciali, assicurazioni, ecc.). Tali utilizzatori sono in parte già coscienti dell’importanza degli strumenti e servizi disponibili ma impreparati al loro efficiente ed efficace utilizzo. Molti altri non ne conoscono l’esistenza e le potenzialità e già dal primo anno l’impegno sarà di avvicinare il maggior numero possibile di potenziali utilizzatori a tali sistemi.

EO4GEO lavora in un contest multi- ed inter- disciplinare e applica soluzioni innovative nei campi dell’educazione e del training includendo anche la presentazione di esempi di casi reali e scenari di apprendimento collaborativi incrementando abilità e competenze in molteplici settori. La strategia di EO4GEO è di implementare un articolazione dei messaggi da trasferire che sia comprensibili ai più, per esempio sviluppando un’ontologia basata in modo specifico sul settore spaziale e geospaziale che tenga conto dello stato dell’arte fin qui conosciuta; sviluppando e integrando inoltre una piattaforma dinamica e collaborativa con diversi strumenti ad essa associata; disegnando e sviluppando una serie di curricula ed un completo portfolio di moduli per educazione e training direttamente utilizzabili nel contesto di Copernicus (www.copernicus.eu) ed altri programmi di rilevanza nazionale, europea e internazionale. Questo puo’ essere realizzato conducendo diverse azioni di training costruendo un set di scenari in tre sub-settori: applicazioni integrate tra cui l’ambito agricolo, smart cities, e cambiamenti climatici che sono di utilità per lo studio del territorio.

Prime contractor: Association GISIG

Periodo di attività: : 2018 - 2021

Finanziamento IREA:  € 105.000

Responsabile IREA: Mario Angelo Gomarasca

Una serie devastante di incendi hanno colpito la California e, in particolare, la regione di Los Angeles nel mese di novembre 2018. Non è la prima volta che sentiamo parlare di incendi in California ma l’impressione è che stiano diventando sempre più frequenti ed intensi.

Quali sono le cause e/o i fattori determinanti per l’innesco e la propagazione di questi incendi? È un pericolo che sentiamo vicino o lontano da noi? Potrebbe accadere anche in Italia/Europa? Queste sono alcune delle domande a cui cercano di rispondere giornalisti e scienziati soprattutto alla fine della fase di emergenza. Trovare una risposta significa diminuire il rischio che un elemento naturale come il fuoco possa determinare eventi così catastrofici.

Tra i fattori determinanti troviamo i cambiamenti climatici che inasprendo periodi di piovosità, siccità ed alte temperature creano condizioni della vegetazione particolarmente suscettibili al fuoco. Pianificazione e gestione del territorio che non tengano conto del rischio di incendio possono concorrere inoltre a creare condizioni di pericolo per la popolazione, le abitazioni e le attività produttive. Il rischio è esteso a tutte le aree temperate compresa l’Europa meridionale dove, anche recentemente, si sono verificati eventi devastanti come in Portogallo (2017) e Grecia (2018). L’innalzamento delle temperature, inoltre, espone al rischio anche paesi e zone climatiche tipicamente “immuni” o dove gli incendi nel passato sono stati limitati, rendendo queste aree più vulnerabili.

Le tecniche di Osservazione della Terra (OT) forniscono dati e misure fondamentali per il monitoraggio del fenomeno degli incendi boschivi e per la stima del danno (e.g. estensione area bruciata, severità dell’incendio, frequenza eventi, perdita di vegetazione, emissioni in atmosfera) soprattutto su aree molto vaste per le quali i soli rilievi in situ potrebbero essere molto onerosi.

In particolare, i ricercatori IREA si occupano dello sviluppo di metodi ed algoritmi per la mappatura delle aree bruciate e della severità dell’incendio (i.e. impatto sulla vegetazione) da dati satellitari ottici e SAR. In questo quadro, la ricerca si concentra soprattutto sull’utilizzo di dati acquisiti dalle missioni ESA Sentinel nell’ambito del programma Copernicus coordinato dalla Commissione Europea.

Su questi temi Daniela Stroppiana, ricercatrice dell'IREA, ha parlato nel corso di una intervista a SkyTG24

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L’IREA partecipa al progetto RPASinAir che, grazie ad un finanziamento di circa 8 milioni di euro da parte del Miur nell’ambito del Pon Ricerca e Innovazione, svilupperà l’impiego di sistemi aeromobili a pilotaggio remoto (droni) e di sensori innovativi per il monitoraggio del territorio al fine di segnalare eventi critici e aiutare la prevenzione dei rischi e la gestione delle emergenze (alluvioni, slavine, terremoti, incidenti industriali).

Nell'ambito di questo progetto, di cui è capofila il Distretto Tecnologico Aerospaziale pugliese, l’IREA-CNR coordinerà tutte le attività relative allo sviluppo di nuove metodologie e applicazioni per analizzare i dati acquisiti dai sensori a bordo dei sistemi aviotrasportai, fondendoli con dati satellitari, in situ o da archivio, per l’analisi e l’individuazione di condizioni di rischio e per il monitoraggio periodico del territorio.

Leggi la notizia sul Corriere del Mezzogiorno

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