RELAZIONE CONSUNTIVA
2013
Approvata dal Consiglio di Amministrazione
in data 19 giugno 2014
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INDICE
PRESENTAZIONE........................................................................................................................ 5 PARTE 1 – Elementi generali e sintesi delle attività svolte..................................................... 7 1 – INRIM - Compiti e missione .................................................................................................. 9 2 – INRIM - Organizzazione e infrastrutture .............................................................................. 9 3 – Quadro di riferimento e interazioni con altre istituzioni.................................................. 10 3.1 – Collaborazioni internazionali .......................................................................................... 10 3.2 – Consorzi e Convenzioni con Ministeri, Regioni, Università e altri enti ........................... 15 3.3 – Contratti iniziati o attivi nel 2013 .................................................................................... 16 3.4 – Progetti premiali ............................................................................................................. 20 4 – Stato di attuazione delle attività relative al 2013 .............................................................. 21 5 – Risultati 2013 e confronto con anni precedenti ............................................................... 26 6 – Metodi di indirizzo, gestione e valutazione delle attività................................................. 29 7 – Risorse finanziarie .............................................................................................................. 30 8 – Risorse di personale ........................................................................................................... 32 PARTE 2 – Schede di attività ................................................................................................... 35 1 – Direzione scientifica ........................................................................................................... 37 Direzione scientifica ................................................................................................................ 41 Divisione Elettromagnetismo................................................................................................... 42 Divisione Meccanica ............................................................................................................... 69 Divisione Ottica ....................................................................................................................... 87 Divisione Termodinamica ...................................................................................................... 101 Attività generali d’istituto ....................................................................................................... 119 Formazione, comunicazione e diffusione della cultura scientifica......................................... 119 Sistema di gestione per la qualità ......................................................................................... 121 Sicurezza sul lavoro .............................................................................................................. 123 Sistemi Informatici ................................................................................................................. 125 Supporto all’attività di taratura, misura e prova ..................................................................... 127 2 – Servizio tecnico per le Attività rivolte ai Laboratori di taratura (SAL) ......................... 129 3 – Direzione generale ............................................................................................................ 133 Ufficio di diretta collaborazione del Presidente e del Direttore generale (UDC) ................... 134 Segreteria Generale .............................................................................................................. 136 Servizi patrimoniali e contabili ............................................................................................... 138 Affari del Personale ............................................................................................................... 140 Stipendi ................................................................................................................................. 142 Relazioni esterne e Biblioteca ............................................................................................... 144 Servizi Tecnici Sicurezza e Ambiente ................................................................................... 146 Appendice 1: Struttura organizzativa dell’INRIM ..................................................................... 148 Appendice 2: Laboratori principali ............................................................................................ 149 Appendice 3: Convenzioni con altri Istituti e Università ......................................................... 150 Appendice 4: Acronimi ............................................................................................................... 153 3/154
TABELLE
Tabella 1 - INRIM – CMC ................................................................................................................ 10 Tabella 2 - Art.185/EMRP Call Energy – progetti avviati nel 2010 ................................................. 11 Tabella 3 - Valore totale e finanziamento UE delle partecipazioni INRIM ai progetti Art.185/EMRP Call Environment and Industry – progetti avviati nel 2011 .............................................................. 11 Tabella 4 - Valore totale e finanziamento UE delle partecipazioni INRIM ai progetti Art.185/EMRP Call Health, SI Broader scope e New Technology – progetti avviati nel 2012 ................................ 12 Tabella 5 – Valore totale e finanziamento UE delle partecipazioni INRIM ai progetti Art.185/EMRP Call Industry, SI Broader scope e Open Excellence – progetti avviati nel 2013 ............................. 13 Tabella 6 – Valore totale e finanziamento UE delle partecipazioni INRIM I progetti Art.185/EMRP Call Energy and Environment – progetti in avvio nel 2014 ............................................................. 14 Tabella 7 - Progetti di ricerca UE ed internazionali (diversi da EMRP) attivi o avviati nel 2013 ..... 16 Tabella 8 - Progetti di ricerca nazionali attivi o avviati nel 2013 ..................................................... 17 Tabella 9 - Progetti di ricerca Poli Regionali d’Innovazione e Regione Piemonte attivi o avviati nel
2013 ................................................................................................................................................ 18 Tabella 10 - Progetti di ricerca Industriali attivi o avviati nel 2013 .................................................. 19 Tabella 11 – Progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2013 ............................................ 25 Tabella 12 – Progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2013 ............................................ 25 Tabella 13 - Pubblicazioni e comunicazioni nel periodo 2009-2013 ............................................... 26 Tabella 14 – Distribuzioni delle pubblicazioni 2013 ........................................................................ 26 Tabella 15 - Knowledge transfer - altri prodotti di valorizzazione applicativa ................................. 26 Tabella 16 - Knowledge transfer - formazione ................................................................................ 27 Tabella 17 - Numerosità dei risultati 2011, 2012 e 2013 ................................................................ 27 Tabella 18 - Altri documenti 2013 ................................................................................................... 28 Tabella 19- Evaluation reports of INRIM ......................................................................................... 29 Tabella 20 – Entrate (al netto delle partite di giro) per gli esercizi 2009 - 2013 (k€) ....................... 30 Tabella 21 - Spese (al netto delle partite di giro) per gli esercizi 2009 - 2013 (k€) ......................... 31 Tabella 22 - Indicatori della gestione finanziaria ............................................................................. 31 Tabella 23 - Personale dipendente al termine degli anni 2006-2013 .............................................. 32 Tabella 24 - Dotazione organica e personale TI in ruolo al 31 dicembre 2013 ............................... 32 Tabella 25- Personale di ruolo (TI e TD) e personale complessivo in formazione nel 2013 ........... 33 Tabella 26 - Mappatura dei settori metrologici INRIM ..................................................................... 37 Tabella 27 - Personale TI (al 31/12/2013) ...................................................................................... 38 Tabella 28 - Attività di taratura, misura e prova dal 2008 al 2013 (situazione al 29 ottobre 2013) . 39 Tabella 29 – Divisioni: risorse umane (TPE) per tipologia di attività ............................................... 40 4/154
PRESENTAZIONE
Il decreto legislativo n. 38/2004, istitutivo dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM),
definisce l’INRIM come Ente pubblico nazionale con il compito di: svolgere e promuovere attività di ricerca
scientifica nei campi della metrologia; di ricoprire le funzioni d’istituto metrologico primario ai sensi della
legge n. 273/1991; di valorizzare, diffondere e trasferire le conoscenze acquisite nella scienza delle misure e
nella ricerca sui materiali, per favorire lo sviluppo del sistema Italia nelle sue varie componenti.
Nel 2013 è stato approvato il finanziamento di 6 Progetti Premiali, con Decreto Ministeriale n. 943
del 25 novembre 2013 (registrato alla Corte dei Conti il 6 marzo 2014), per un importo complessivo di 4.3
milioni di euro.
Nel luglio 2013 l’ANVUR ha concluso il primo esercizio di valutazione della ricerca riferito agli anni
2004-2010. Nell’ambito di questa valutazione l’INRIM è risultato, nella sua categoria (enti medi di ricerca),
l'Ente più performante nel sistema ricerca Italia, come risulta dai parametri relativi al voto medio riportato
dall’INRIM.
Nel 2013 sono stati compiuti gli adempimenti, riguardanti il D.lgs. n. 150/2009, con l'approvazione da
parte del Commissario Straordinario, del “Piano Triennale della Performance 2013-2015” e della Relazione
sulla Performance 2012. Questi documenti, inviati a Ministeri e Organi di competenza, sono pubblicati sul
sito istituzionale dell’INRIM.
Sempre nel 2013 è stato predisposto il Piano per la Prevenzione della Corruzione per il 2013 -2016,
redatto in conformità al Piano Nazionale Anticorruzione.
Nel 2013 si è anche fatto un rilevante passo avanti verso la soluzione del problema del trasferimento
degli immobili dell’ex Istituto del CNR “Gustavo Colonnetti”, mediante la sottoscrizione, da parte dei Legali
Rappresentanti dell’INRIM e del CNR, dell’atto pubblico di identificazione catastale con cui sono stati
individuati gli immobili costituenti l’ex Istituto Colonnetti.
Anche nel 2013 l’INRIM ha mantenuto l’autofinanziamento intorno al 23% del finanziamento statale, in
particolare cogliendo l’occasione offerta da progetti cofinanziati europei, nazionali e regionali.
Un’iniziativa importante nella cooperazione/competizione Europea, nata nell'ambito ERA NET Plus del
VII PQ, è rappresentata dai progetti dell’European Metrology Research Program (EMRP), ai quali hanno
aderito 22 Istituti dell’area europea EURAMET e.V. L’adesione dell’Italia all’art. 185 è stata formalmente
avviata, attraverso la decisione congiunta del Parlamento e del Consiglio Europeo, a settembre 2009.
La quinta call si è conclusa a novembre 2013 e ha riguardato i temi Energy ed Environment.
Sempre nell’ambito del VII PQ si segnala in particolare la partecipazione, in qualità di coordinatore
europeo, al progetto SetNanoMetro riguardante l’impiego in metrologia di nanoparticelle di biossido di titanio.
Nel campo della ricerca applicata l’INRIM è stato impegnato in diversi ambiti tra i quali, di particolare
rilievo, quello aerospaziale con i programmi del sistema di navigazione satellitare GALILEO per quanto
riguarda scale di tempo e campioni atomici di frequenza, progetti sviluppati su richiesta dell’Agenzia
Spaziale Europea (ESA), anche in collaborazione con Alenia Spazio.
Di particolare impatto sono stati nel 2013 sia l’installazione presso la piramide CNR, ai piedi del Monte
Everest (5.050 m), di una stazione metrologica INRIM per il rilevamento dei parametri ambientali, che il
collegamento Torino-Milano-Bologna-Firenze tramite fibra ottica dedicata, per la disseminazione di segnali di
tempo campione.
Tra gli eventi più significativi organizzati dall’INRIM, in collaborazione con l’Università di Torino, è da
segnalare il 20th International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials
(ISMANAM 2013), che si è tenuto al Centro Congressi “Torino Incontra” e ha visto la partecipazione di più di
400 ricercatori italiani e stranieri.
Massimo Inguscio
Presidente dell’INRIM
Torino, 12 giugno 2014
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PARTE 1 – Elementi generali e
sintesi delle attività svolte
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1 – INRIM - Compiti e missione
Il compito, le funzioni e la missione dell’Istituto sono definiti dal decreto istitutivo1 del 2004, ripresi più
ampiamente nel nuovo statuto predisposto secondo il D.Lgs. n.213/2009 e nel documento di vision
decennale, per cui l’INRIM:
è ente pubblico nazionale con il compito di svolgere e promuovere attività di ricerca scientifica nei
campi della metrologia;
svolge le funzioni di istituto metrologico primario ai sensi della Legge n.273/1991;
valorizza diffonde e trasferisce le conoscenze acquisite nella scienza delle misure e nella ricerca sui
materiali.
L’INRIM - uno dei 12 enti di ricerca2 vigilati dal MIUR e quinto per entità di finanziamento ministeriale - è
l’istituto metrologico nazionale3 (NMI) per tutte le unità SI, con la sola eccezione delle unità relative alla
metrologia delle radiazioni ionizzanti, dove l’NMI italiano è l’ENEA INMRI.
Questa relazione annuale intende presentare in modo sistematico e documentato le informazioni su quanto
l’INRIM ha realizzato nel 2013 per conseguire i propri compiti, funzioni e missione.
2 – INRIM - Organizzazione e infrastrutture
La struttura organizzativa dell’INRIM è riassunta in Appendice 1.
Infrastrutture: è situato su un’area di circa 130 000 m2 nella periferia sud di Torino, l’INRIM comprende 18
edifici - con una superficie utile di circa 37 000 m2 - e circa 40 laboratori principali distribuiti in oltre 170 locali
(Appendice 2). A questi si aggiungono la sede di Cso M. D’Azeglio con 11 000 m2 e i laboratori ospitati
presso il Politecnico di Torino e presso l’Università di Pavia, dove sono presenti due unità operative INRIM,
afferenti rispettivamente alle Divisioni Meccanica e Termodinamica.
1
D.Lgs. n.38/2004
http://www.istruzione.it/web/ricerca/enti-ricerca
3
Mentre nel contesto della L.273/1991 si parla di “istituto metrologico primario”, l’espressione corrispondente a livello
internazionale è “istituto metrologico nazionale” (NMI).
2
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3 – Quadro di riferimento e interazioni con altre istituzioni
Anche nel 2013, gran parte delle attività INRIM risultano sempre più integrate in iniziative e
collaborazioni internazionali e nazionali (incluse le azioni promosse dalla Regione Piemonte).
3.1 – Collaborazioni internazionali
Gran parte delle attività INRIM sono inquadrate in iniziative e collaborazioni internazionali che hanno
origine dalla Convenzione del Metro del 18754. L’INRIM partecipa agli organismi metrologici internazionali
(BIPM, CIPM e Comitati Consultivi del CIPM, OIML) ed europei (EURAMET per gli NMI e ACCREDIA per
l’accreditamento). L’INRIM è attivo in 8 dei 10 Comitati Consultivi disciplinari del CIPM (tutti tranne il CCRI,
radiazioni ionizzanti, dove il membro italiano è l’ENEA-INMRI e tranne il CCU, unità a partecipazione
individuale), in 8 come membro (di cui uno, CCL, lunghezza, come presidente).
L’INRIM è firmatario del CIPM Mutual Recognition Arrangement (MRA5) del 1999 che, regolando il mutuo
riconoscimento dei campioni nazionali e dei certificati di taratura e di misura emessi dagli NMI dei Paesi
firmatari, pone le basi per l’equivalenza delle misure a livello internazionale.
L’adesione al CIPM-MRA comporta l’impegno continuativo di notevoli risorse umane, strumentali e
finanziarie, per mantenere e migliorare le Calibration and Measurement Capabilities (CMC) pubblicate
nell’appendice C del Key Comparison Data Base (KCDB) del BIPM (http://www.bipm.org/kcdb), dove sono
registrati i risultati dei confronti chiave e supplementari e le capacità di misura (incertezza e campo di
misura) degli NMI, riconosciute e validate internazionalmente dal CIPM. Per l’INRIM, sono riportate 409
CMC (399 in fisica e 10 in chimica) a dicembre 2013.
Tabella 1 - INRIM – CMC
Field
2009
2010
2011
2012
2013
Div
42
42
42
42
42
T:25; M:17
EM Electricity and magnetism
206
206
209
209
L
M
PR
QM
Lenght
Mass
Photometry and Radiometry
Amount of substance
39
108
23
10
39
108
23
10
42
108
23
10
42
108
23
10
108
42
108
23
10
T
Thermometry
50
50
50
61
TF
Time and Frequency
16
494
16
494
14
498
14
509
AU
V
Acoustics,
Vibrations
Ultrasounds
and
Totals
6
7
62
14
409
E
M
M
O
T:8; E:2
T
O
L’INRIM partecipa attivamente in EURAMET (http://www.euramet.org/) - l’associazione europea
degli istituti nazionali di metrologia - che svolge il ruolo di Organismo metrologico regionale (RMO)
dell’Europa in ambito CIPM-MRA. L’EURAMET coordina la cooperazione nella ricerca metrologica, nella
riferibilità delle misurazioni alle unità SI, nel riconoscimento internazionale dei campioni e delle CMC dei
propri membri. L’INRIM partecipa a 11 su 12 Comitati tecnici EURAMET.
Dal 2007, l’EURAMET è responsabile per l’elaborazione e l’attuazione dello European Metrology Research
Programme, EMRP. http://www.euramet.org/index.php?id=documents. L’EMRP è un programma europeo
volto a facilitare una più stretta integrazione dei programmi nazionali di ricerca metrologica attraverso la
collaborazione fra gli NMI europei con l’obiettivo di accelerare l’innovazione e la competitività in Europa.
4
Firmata inizialmente dai rappresentanti di 17 nazioni, tra cui l’Italia, la Convenzione del Metro è il trattato diplomatico
internazionale che ha creato il BIPM, un organismo intergovernativo posto sotto l’autorità della Conferenza generale dei
pesi e misure (CGPM) e la supervisione del CIPM. Attualmente vi sono 53 Stati Membri, tra cui tutti i maggiori paesi
industrializzati, e 28 Associati alla CGPM.
5
Il CIPM-MRA è stato finora firmato dai rappresentanti di 75 istituti - da 47 Stati Membri, 27 Associati alla Conferenza
generale dei pesi e misure e 3 organizzazioni internazionali (IAEA, IRMM e WMO) - e copre altri 123 Istituti Designati
come detentori si specifici campioni nazionali.
6
7
N. 3 CMC ritirate e numerosi accorpamenti di CMCs effettuati nell’Area Metrologica “Electricity and Magnetism”
N. 1 CMC nuova nell’Area Metrologica Thermometry relative al Triple point of Argon
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Da metà 2008 è stata avviata la prima fase (iMERA Plus) di questo programma come iniziativa ERANETPlus nel 7° Programma quadro, con la partecipazione di 19 paesi più l’IRMM, per un costo totale di 64,6
M€, di cui 21 M€ finanziati dalla EC.
La seconda e principale fase dell’EMRP è stata formalmente avviata con la decisione congiunta del
Parlamento e del Consiglio Europeo (16 settembre 2009) sulla partecipazione della Comunità (in base
all’Art. 1858 del Trattato europeo) al programma EMRP intrapreso da 22 stati membri attraverso EURAMET
e.V. L’impegno complessivo su 7 anni (commitment) dei paesi partecipanti ammonta a 200 M€, cui l’Italia
contribuisce per circa il 7% con 14 M€, cioè con circa 2 M€ all’anno, di cui circa 200 k€ come contributo
annuale al “common pot” e ai costi del Segretariato EMRP.
Si sono conclusi nel 2013 i progetti appartenenti alla prima call, dedicata al tema Energia. L’ INRIM
ha partecipato a 7 JRP, ottenendo nel triennio 2010-2012 un finanziamento EU di circa 682 k€ (Tab. 2).
Tabella 2 - Art.185/EMRP Call Energy – progetti avviati nel 2010
Elnergy
Call
Finanziamento
totale UE (k€)
42
Valore totale
progetto(k€)
91
Metrology for energy harvesting
130
281
ENG03 - LNG
Metrology for Liquefied Natural Gas
72
156
ENG04 – SmartGrid
Metrology for smart electrical grids
118
248
ENG05 – Lighting
Metrology for solid-state lighting
138
298
46
99
136
296
Acronimo
Titolo
ENG01 – GAS
Characterisation of energy gases
ENG02- Harvesting
ENG07 - HVDC
ENG09 - Biofuels
Metrology for high-voltage
current
Metrology for biofuels
direct
La seconda call sui temi Ambiente e Industria si è conclusa nel novembre 2010. L’ INRIM ha
partecipato a 14 JRP, coordinandone 2. Il finanziamento EU all’ INRIM nel triennio 2011-2013 è stato di circa
3 009 k€ (Tab. 3).
Industry
Environment
Tabella 3 - Valore totale e finanziamento UE delle partecipazioni INRIM ai progetti Art.185/EMRP - Call
Environment and Industry – progetti avviati nel 2011
Finanziamento Valore totale
Call
Acronimo
Titolo
totale UE (k€)
progetto(k€)
113
248
ENV01 - MACPoll
Metrology for chemical pollutants in air
Traceability for Surface Spectral Solar
158
347
ENV03 - solarUV
Ultraviolet Radiation
Traceable Radiometry for Remote
197
431
ENV04 - MetEOC
Measurement of Climate Parameters
Metrology for oceanic salinity and
280
613
ENV05 - Ocean
acidification
Metrology
for
Pressure,
368
806
Temperature,
Humidity
and
ENV07 - MeteoMet
Airspeed in the Atmosphere
High Temperature Metrology for
138
302
IND01 - HiTeMS
Industrial Applications (>1000 °C)
Dynamic mechanical properties and
long-term deformation behaviour of
172
379
IND05 - MeProVisc
viscous materials
Metrology for Industrial Quantum
460
1 008
IND06 - MIQC
Communication Technologies
Metrology for advanced industrial
298
654
IND08 – Met Mags
magnetics
Traceable Dynamic Measurement of
70
154
IND09 - Dynamics
Mechanical Quantities
8
“Nell'attuazione del programma quadro pluriennale la Comunità può prevedere, d'intesa con gli Stati membri interessati,
la partecipazione a programmi di ricerca e sviluppo avviati da più Stati membri, compresa la partecipazione alle strutture
instaurate per l'esecuzione di detti programmi.”
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IND11 - MADES
IND12 - Vacuum
IND14 - Frequency
IND15 - SurfChem
Metrology to Assess the Durability and
Function of Engineered Surfaces
Vacuum metrology for production
environments
New
generation
of
frequency
standards for industry
Traceable
quantitative
surface
chemical
analysis
for
industrial
applications
148
324
301
660
99
217
207
517
La terza call sui temi Salute, SI, e Nuove tecnologie si è conclusa nel novembre 2011. L’ INRIM ha
partecipato a 15 JRP, coordinandone 1. Il finanziamento EU atteso dall’ INRIM nel triennio 2012-2014 è di
circa 2 200 k€ (Tab. 4).
New Technologies
SI Broader scope (1st)
Health
Tabella 4 - Valore totale e finanziamento UE delle partecipazioni INRIM ai progetti Art.185/EMRP - Call
Health, SI Broader scope e New Technology – progetti avviati nel 2012
Finanziamento Valore totale
Call
Acronimo
Titolo
totale UE (k€)
progetto(k€)
158
357
HLT03 - MTU
Metrology for therapeutic ultrasound
Metrology for the characterisation of
biomolecular interfaces for diagnostic
93
209
HLT04 - BioSurf
devices
Metrology for next generation safety
167
377
HLT06 - MRI Safety
standards and equipment in MRI
154
348
SIB01 - InK
Implementing the new Kelvin
Accurate time/frequency comparison
and dissemination through optical
226
510
SIB02 - NEAT-FT
telecommunication networks
Realisation of the awaited definition
264
596
of the kilogram – resolving the
SIB03 - KNOW
discrepancies
Developing a practical means of
unfunded
EMRP SIB05
disseminating the new kilogram
Primary standards for challenging
133
300
SIB09 - Elements
elements
Novel
techniques
for
traceable
179
405
SIB10 - NOTED
temperature dissemination
Traceable
characterisation
of
131
296
NEW01 - TReND
nanostructured devices
176
398
NEW02 - Raman
Metrology for Raman spectroscopy
Uncertainty – Novel mathematical and
statistical approaches to uncertainty
53
120
NEW04 - Uncertainty
evaluation (
Traceability
for
computationally33
73
NEW06 - TraCIM
intensive metrology
Microwave and terahertz metrology for
225
507
NEW07 - THz Security
homeland security
187
421
NEW08 - MetNEMS
Metrology with/for NEMS
Nel 2013 sono invece stati avviati i progetti relativi alla quarta call (conclusa a novembre 2012),
dedicata ai temi Industry, SI Broader scope e Open Excellence. L’ INRIM ha partecipato a 20 JRP,
coordinandone 2. Il finanziamento EU atteso nel triennio 2013-2015 è di circa 4 000 k€ (Tab. 5).
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Open excellence
SI Broader scope
Industry
Tabella 5 – Valore totale e finanziamento UE delle partecipazioni INRIM ai progetti Art.185/EMRP Call Industry, SI Broader scope e Open Excellence – progetti avviati nel 2013
Call
Finanziamento Valore totale
Acronimo
Titolo
totale UE (k€)
progetto(k€)
IND52 Gonio
Multidimensional
reflectometry
for
129
301
reflectometry
industry
IND53 Large
Tackling fundamental issues for large
239
555
volume
volume metrology in industry
Compact
and
high-performing
262
609
IND55
microwave clocks for industrial and
Mclocks
technological applications
Chemical metrology tools to support the
201
468
IND56
manufacture of advanced biomaterials
QAIMDS
in the medical device industry
Metrology for Airborne Molecular
98
229
IND63
Contamination
in
Manufacturing
MetAMC
Environments
Automated
Impedance
Metrology
159
369
SIB53 AIM
extending the Quantum Toolbox for
QuTE
Electricity
SIB54 BIOImplementing traceability for biological
87
203
SITrace
relevant molecules and entities
International Timescales with Optical
388
903
SIB55 ITOC
Clocks
Realisation,
dissemination,
and
87
203
SIB56
application of the unit watt in airborne
SoundPwr
sound
SIB57
New primary standards and traceability
195
455
NEWSTAR
for radiometry
Advanced
angle
metrology
for
128
298
SIB58 Angles
dissemination of SI angle unit radian
A quantum standard for sampled
87
202
SIB59 Q-Wave electrical measurements: dissemination
of the SI volt
129
301
SIB60
Metrology for Long Distance Surveying
Surveying
Crystalline surfaces, self assembled
143
332
SIB61
structures, and nano-origami for a
CRYSTAL
traceable dimensional (nano)metrology
SIB63 Force
Improved Force Traceability within the
183
425
Metrology
Meganewton Range
181
421
SIB64
SI metrology for moisture in materials
METefnet
EXL01
EXL01 - Quantum engineered states for
870
2.032
QESOCAS
optical clocks and atomic sensors
EXL02
EXL02 - Single-Photon Sources for
189
439
SIQUTE
Quantum Technologies
EXL03 - Measurement and control of
86
201
EXL03
single-photon microwave radiation on a
MicroPhoton
chip
EXL04
EXL04 - Spintronics and spin216
502
SpinCal
caloritronics in magnetic nanosystems
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A fine 2013 sono stati selezionati, all’interno delle proposte della quinta call EMRP, i seguenti progetti
(attinenti ai temi Energy and Environment) che si avvieranno nel 2014:
Environment
Energy
Tabella 6 – Valore totale e finanziamento UE delle partecipazioni INRIM I progetti Art.185/EMRP - Call
Energy and Environment – progetti in avvio nel 2014
Finanziam
Valore
ento
totale
Call
Acronimo
Titolo
totale UE progetto(k
(k€)
€)
Sensor development and calibration method for
130
290
ENG59
inline detection of viscosity and solids content of
non-Newtonian fluids
ENG60
Metrological support for LNG custody transfer
160
350
and transport fuel applications
ENG62
Metrology for Efficient and Safe Innovative
180
400
Lighting
ENG52
Measurement Tools for Smart Grid Stability and
196
436
Supply Quality Management
ENG56
Traceable
measurement
of
drive
train
128
284
components for renewable energy systems
MeteoMet2:
metrology
for
land
based
423
940
ENV58
atmospheric Essential Climate Variables
Metrology for VOC indicators in air pollution and
202
450
ENV56
climate changes
Towards a European Metrology Network/Centre
362
805
ENV53
for Earth Observation (EO) and Climat
Per quanto riguarda le collaborazioni a livello europeo sono da menzionare anche i progetti nell’ambito FP7
(Seventh framework programme of the European Community for research and technological development
including demonstration activities). Nel 2013 si sono conclusi i progetti BISNANO e Nas-ERA, mentre sono
proseguiti i progetti ECOTHERMO e BRISQ2; sono invece stati avviati i progetti WALL, DRREAM, ITNFACT e SetNanoMetro.
Un’ulteriore importante collaborazione è quella con l’ESA (European Space Agency), iniziata nel 1998
come contributo per la definizione, lo sviluppo e la sperimentazione del sistema di tempo europeo Galileo.
L’INRIM ha preso parte alle fasi più importanti dei progetti Galileo, inizialmente attraverso la selezione di un
bando di gara; a partire dal 2005 il contributo dell’INRIM è stato richiesto direttamente dall’ESA e non è più
stato soggetto a gara. La partecipazione ha riguardato il progetto, lo sviluppo e l’attuazione della Galileo
Time Validation Facility, puntando a:
1) confermare tutti gli orologi e le scale di tempo del sistema Galileo in questa fase iniziale che si
chiama In OrbitValidation (2012-2013);
2) monitorare e controllare il sistema di tempo Galileo per assicurare il suo accordo con la norma di
riferimento internazionale chiamata Universal Time Coordinated (UTC).
Sempre nell’ambito del contesto internazionale, si annoverano gli impegni a carattere continuativo affrontati
dall’INRIM per sostenere la partecipazione all’accordo internazionale CIPM-MRA, per il riconoscimento in
ambito internazionale dei certificati di taratura e misura emessi in relazione alle 409 Calibration and
Measurement Capabilities (CMCs), pubblicate sul KCDB database (http://kcdb.bipm.org/AppendixC/) gestito
dal Bureau International des Poids & Measures (BIPM).
Impegni che riguardano anche la sottomissione del rapporto annuale sullo stato e sulla conformità del
sistema di gestione per la qualità dell’INRIM al comitato tecnico TC-Q di EURAMET e la partecipazione al
progetto EURAMET ref. 1123 “On site peer review”, con gli Istituti Metrologici nazionali IPQ - Instituto
Português da Qualidade (PT), CEM Centro Español de Metrología (ES).
A tal riguardo, nel mese di novembre 2013 l’INRIM ha sostenuto con successo la peer-visit annuale che ha
esaminato il sistema di gestione per la qualità e i laboratori di portata dei gas e di fotometria e ha partecipato
con propri esperti, nei mesi di novembre e dicembre 2013, alle peer-visit che hanno esaminato il QMS e i
laboratori di fotometria, di Volume e di densità dei solidi degli Istituti metrologici nazionali IPQ (PT) e CEM
(SP).
14/154
Nel complesso, questi recenti sviluppi della metrologia europea dimostrano come questa disciplina sia
sempre più riconosciuta dall’Unione Europea come un importante fattore di crescita economica.
3.2 – Consorzi e Convenzioni con Ministeri, Regioni, Università e altri enti
L’INRIM ha partecipato al consorzio Proplast:
o
Scopo: sostenere le imprese del settore materie plastiche in attività di ricerca applicata con
materiali polimerici e d’innovazione tecnologica (nell’ambito della caratterizzazione di materiali e
manufatti, delle tecnologie di trasformazione - stampaggio, estrusione e compounding,
ingegneria di processo e di prodotto), di selezione e formazione di risorse umane tecnicamente
preparate a operare nel settore.
o
Oneri: quota d’iscrizione annuale, di 5,5 k€, per un periodo di almeno tre anni
o
Ritorni economici: possibilità di accedere ai contributi previsti dalla Reg. Piemonte per gli
aggregati al Polo d’Innovazione “Nuovi Materiali”, di cui il Consorzio Proplast è gestore.
Oltre alle collaborazioni internazionali già citate, l’INRIM ha aderito, senza alcun impegno finanziario, anche
ad altri organismi nazionali ed europei, tra i quali si segnalano:
-
-
ACCREDIA: si tratta dell’ente unico di accreditamento nazionale, al quale l’INRIM fornisce supporto
tecnico per l’espletamento delle attività di accreditamento dei laboratori di taratura;
CEI – Comitato Elettrotecnico Italiano: è un ente riconosciuto dallo Stato Italiano e dall’Unione
Europea per le attività normative e di divulgazione della cultura tecnico-scientifica; significativa è la
partecipazione di parte del personale INRIM ai suoi Comitati;
UNI - Ente Nazionale Italiano di Unificazione: è un’associazione privata, senza fine di lucro,
riconosciuta dallo Stato e dall’Unione Europea; studia, elabora, approva e pubblica le norme
tecniche volontarie - le cosiddette “norme UNI” - in tutti i settori industriali, commerciali e del terziario
(tranne in quelli elettrico ed elettrotecnico); rappresenta l’Italia presso le organizzazioni di
normazione europea (CEN) e mondiale (ISO); parte del personale INRIM partecipa attivamente ai
WorkingGroups e alle Commissioni dell’ente;
Poli Regionali d’Innovazione: l’INRIM ha collaborato, attraverso lo sviluppo di numerosi progetti di
ricerca, con i Poli Regionali “Meccatronica (MESAP)”, “Architettura sostenibile e idrogeno
(POLIGHT)” e “Biotecnologie e Biomedicale”.
Sono vigenti nell’INRIM 35 convenzioni con altri Istituti e Università, nazionali e internazionali, riportati in
Appendice 3. Oltre a varie convenzioni per stage, formazione e dottorato, in particolare nel 2013 l’INRIM ha
definito i seguenti nuovi accordi:







Camera di Commercio, Industria, Artigianato e Agricoltura di Torino (CCIAA), Politecnico di Torino,
Laboratorio Chimico Camera di Commercio Torino, Istituto Superiore Mario Boella (ISMB) e
Consorzio per la Ricerca e l’Educazione Permanente (COREP);
Associazione per la Certificazione delle Apparecchiature Elettriche (ACAE) - Bergamo;
Università degli Studi di Torino - Dipartimento di Matematica;
Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS) - Republic of Korea;
Seconda Università degli Studi di Napoli - Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
(DIII);
Centro Interuniversitario Agorà Scienza – Torino;
Terna Rete Italia S.p.A. – Roma.
Un altro notevole elemento di sostegno alle iniziative di ricerca è costituito dalle fondazioni bancarie, in
particolare dalla Compagnia di San Paolo, che nel 2013 ha proseguito il finanziamento relativo al progetto
“Oltre i limiti classici della misura sfruttando le correlazioni quantistiche” (600 k€ in due anni).
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3.3 – Contratti iniziati o attivi nel 2013
Per la loro valenza di ricerca e di disseminazione delle conoscenze, sono da segnalare (l’elenco
completo è riportato in “Risultati e dati 2013”) diversi progetti su contratto in corso o avviati nel 2013.
Nelle tabelle seguenti si descrivono i progetti di ricerca internazionali e finanziati dall’UE (diversi da quelli
EMRP, già elencati nel paragrafo 3.1), i progetti nazionali (inclusi quelli acquisiti in ambito MIUR e quelli
finanziati da Fondazioni), quelli finanziati dalla Regione Piemonte (ivi compresi i poli regionali) e i progetti
industriali.
Per quanto riguarda i progetti europei, i MIUR e i regionali, vengono riportati per ciascuno sia l’ammontare
del finanziamento ricevuto che l’importo totale del progetto (entrambi riferiti all’intera durata del progetto).
Tabella 7 - Progetti di ricerca UE ed internazionali (diversi da EMRP) attivi o avviati nel 2013
Finanziamento Valore totale
Committente
Argomento
totale (k€)
(k€)
FP7
Controlling domain wall dynamics for
EC Marie Curie
functional devices (WALL) (sett. 2013, 4
323
anni)
Ohm to farad traceability with digitallyKRISS
110
110
assisted bridges (luglio 2013, 1 anno)
Drastically Reduced Rare Earth use in
Applications of Magnetocalorics (gennaio
FP7 DRREAM
285
505
2013, 3 anni)
FP7
FP7-NMP
BISNANO
FP7 Ecothermo
ESTEC-ESA
FP7-ITN-FACT
European Space
Agency, GMV
NATO
FP7 BRISQ2
European Space
Agency, Thales F
European Space
Agency, Thales F
UE – FP7
Heinrich-HeineUniversität
Düsseldorf (UDUS)
- Germania
UE-FP7
TPIC(CAS) –
P.R.Cina
KRISS - Korea
TPIC(CAS) – Cina
Nas-ERA (ott. 2011, 2 anni)
Functionalities
of
Bismuth-based
nanostructures (ott. 2010, 3 anni)
Ecothermo (ott. 2012, 2 anni)
69
121
130
172
421
1 220
200
200
250
250
400
8 600
35
278
498
660
815 + 126
About 3 000
76
-
Development
of
high-performance
transportable and breadboard optical clocks
and advanced subsystems (SOC2) (ott.
2010, 4 anni)
104
138
Shape-engineered Ti02 nanoparticles for
metrology of functional properties: setting
design rules from material synthesis to
nanostructured devices (SetNanoMetro)
(dic. 2013, 3 anni e 4 mesi)
538
5 669
2nd
Scientific
collaboration
INRIMTIPC(CAS) on Cryogenic Fixed Point Cells
and Cryostats (sett. 2012, 3 anni)
75
75
15
15
20
20
ESTEC N. 4000105051/11/NL/CP (gennaio
2012, 2 anni)
Fucture Atomic Clock Technology (ott.
2013, 4 anni)
Galileo FOC Time Validation Facility (sett.
2013, 1,5 anni)
HDS-QKD (dic. 2012, 2 anni)
Bright Squeezed vacuum states (dic. 2012,
3 anni)
2a + 3a Extension Galileo Time Validation
Facility (luglio 2012, 1 anno e due mesi)
1a Extension Galileo Time Validation
Facility (nov. 2011, 1,5 anni)
Scientific collaboration INRIM-KRISS on
Cryogenic Fixed Point Cells (luglio 2012, 2
anni)
Scientific collaboration INRIM-TIPC(CAS)
on Cryogenic Fixed Point Cells (luglio 2011,
2 anni)
16/154
Tabella 8 - Progetti di ricerca nazionali attivi o avviati nel 2013
Committente
Argomento
PRIN 2010-2011
Controllo della dinamica di magnetizzazione
in nanostrutture magnetiche per applicazioni
nelle tecnologie ICT (DyNanoMag) (febbraio
2013, 3 anni)
Realizzazione e caratterizzazione di sistemi
di misura con riferibilità metrologica a livello
primario per energia e potenza elettrica in
regime non sinusoidale (ott. 2011, 2 anni)
Caratterizzazione
e
modellizzazione
avanzata di materiali magnetici per il "More
Electric Aircraft" (MEA) (ott. 2011, 2 anni)
Valutazione delle incertezze di taratura delle
centraline CEMS (dic. 2012, 1 anno)
Progetto DM49702 “NO FALLS” (febbraio
2012, 2 anni)
Confronto di misura su apparecchi di
illuminazione (ott. 2013, 1 anno)
Fotometria e goniofotometria di materiali da
costruzione opachi (agosto 2013, 4 mesi)
Regolo: Studio e verifica delle caratteristiche
fotometriche di impianto di illuminazione
innovativo (giugno 2011, 2 anni)
Oltre i limiti classici della misura sfruttando le
correlazioni quantistiche (marzo 2012, 2
anni)
Sviluppo di tecniche di microfabbricazione
del diamante per applicazioni nella biosensoristica e nella fotonica (marzo 2012, 4
anni)
PRIN 2009
PRIN 2009
SNAM
Torino Wireless
IMQ
ENEA
Regione
Lombardia
(Reverberi)
Compagnia di San
Paolo
FIRB - "FUTURO
IN RICERCA"
Anno 2010
FIRB - "FUTURO
IN RICERCA"
Anno 2010
FIRB - "FUTURO
IN RICERCA"
Anno 2010
PRIN 2009
Finanziamento
totale (k€)
Valore
totale (k€)
24,2
34,6
61
86
66
94
50
50
45
81
9
9
19,5
19,5
65
65
600
600
357
510
LiCHIS (marzo 2012, 3 anni)
338
419
Thermalskin (marzo 2012, 3 anni)
271
325
Misure assolute di campioni ottici di
frequenza ad alta accuratezza con link in
fibra ottica (ott. 2011, 2 anni)
101
144
Diffusione del segnale orario radiotelevisivo
(luglio 2009, 5 anni)
65
65
Sviluppo a applicazione di nuovi materiali
dosimetrici per radiazioni ionizzanti (febbraio
2013, 3 anni)
97
139
Convenzione
INRIM/RAI
MIUR
PRIN 2010-2011
17/154
Tabella 9 - Progetti di ricerca Poli Regionali d’Innovazione e Regione Piemonte attivi o avviati nel 2013
Committente
Polo
(MESAP)
Polo
sostenibile
(POLIGHT)
Progetto di ricerca
Meccatronica
MeMa (aprile 2012, 2 anni)
TUFOC (novembre 2012, 2 anni)
e
Architettura
idrogeno
RETEATTIVA H2Q (luglio 2012, 2
anni)
ECOTHERMO (luglio 2012, 2 anni)
Finanziamento
totale (k€)
Valore
totale (k€)
99,5
166
45
70
94
156
87
145
121
202
154,5
257
19
32
68
120
MICRODIBI (ottobre 2011, 2,5 anni)
HYPERSPECTRA (ottobre 2011, 2
anni)
Polo
Biotecnologie
biomedicale
(BIOTECH BIOMED)
e
N.T.NISO (settembre 2011, 2 anni)
LOCTECH (aprile 2012, 2 anni)
Regione Piemonte
Politecnico di Torino;
Riserva Naturale Speciale
del Sacro Monte di Varallo
(VC)
Preservation,
safeguard
and
valorisation of Masonry decorations
in the Architectural historical heritage
of Piedmont (marzo 2010, 3 anni)
65
93
Regione Piemonte fondi
Europei CIPE 2007
Metrology at molecular and cellular
level for regenerative medicine
(METREGEN) (gennaio 2009, 4
anni)
1 574
1 870
18/154
Tabella 10 - Progetti di ricerca Industriali attivi o avviati nel 2013
Committente
Progetto di ricerca
DKC
Sviluppo e verifica di conformità alla normativa tecnica di
apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per
125
bassa tensione (condotti sbarre BT) (ott. 2013, 8 mesi)
Analisi delle prestazioni delle apparecchiature di misura e
9,4
prova (sett. 2013, 1 mese)
Sviluppo e verifica di conformità alla normativa tecnica di
Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per
32
bassa tensione (quadri BT) (giugno 2013, 5 mesi)
Sistema di riferimento e procedure per la taratura di
trasduttori EVT-ECT analogici e digitaliu e merging-unit
48
sino a 2500Hz (gennaio 2013, 1 anno)
Uncertainty budget for magnetic dipole models (nov. 2012,
49,5
1,5 anni)
A new generation of Peltier-sensor differential scanning
38
calorimeter insert (luglio 2012, 1 anno)
Tilting rotary table system (ROTOTILT) (luglio 2012, 6
12
mesi)
Study of the dynamics of carbon in steels cast for IBA
15
cyclotrons (marzo 2012, 11 mesi)
Contratto per la commercializzazione del software on the basis of
Powerfield dell’INRIM (2010, 10 anni)
sales volume
Contratto di consulenza per lo sviluppo di un laboratorio
60
accreditato (maggio 2013, 2 anni)
ROTOTILT – Tilting rotary table system (sett. 2012, 8
20
mesi)
Valutazione del risparmio energetico conseguibile con
l’introduzione di apparecchi di illuminazione a led in
10,5
impianti di illuminazione stradale (ott. 2013, 1 anno)
LAGOR
EGI
RSE
Thales Alenia Space;
BASF Future Business
GmbH
HSW Systems srl
Ion Beam Applications
S.A.
Microplus s.r.l
MeterSIT
HSW Systems s.r.l
Società Gemmo S.p.A.
Valore totale
(k€)
Thales Alenia Space
(Roma)
ABB S.p.A.
Agilent
Misura di contaminazione molecolare (ott. 2013, 1 anno)
Caratterizzazione metrologica della termocamera FLIR
SYSTEM ThermoVisionTM A40M per applicazioni alla
misura di temperatura di interruttori magnetotermici /
differenziali (giugno 2013, 8 mesi)
Measurement of the sound power of a Turbo Molecular
Pump and objective and subjective assessment of its
noise sound quality (ott. 2012, 4 mesi)
30
16,8
25
19/154
3.4 – Progetti premiali
Nel 2013 sono stati finanziati dal MIUR (con Decreto Ministeriale n. 943 del 25 novembre 2013,
registrato alla Corte dei Conti il 6 marzo 2014) i seguenti Progetti premiali, per un’ assegnazione totale di k€
4 339,111:
I anno:
Progetto n. 6: Implementazione del nuovo Sistema Internazionale (SI) delle Unità di Misura (k€ 1 397)
Progetto n. 7: Metrologia a supporto di tecniche terapeutiche e diagnostiche basate sull’impiego di campi
elettromagnetici e di ultrasuoni (k€ 543)
Progetto n. 8: Ring Laser Gyroscope per la metrologia angolare e come dimostratore del principio di auto
taratura per la misura dell’effetto Lense-Thirring (k€ 349)
II anno:
Progetto n. 1: LIFT – Link ottico nazionale per il tempo e la frequenza (k€ 666)
Progetto n. 2: Metrologia dei parametri ambientali (k€ 430)
Progetto n. 5: Oltre i limiti classici di misura (k€ 954)
20/154
4 – Stato di attuazione delle attività relative al 2013
I risultati conseguiti nel corso dell’anno sono riportati in dettaglio nella seconda parte di questo
Consuntivo. Lo stato di avanzamento delle attività programmate nelle Divisioni è nel suo complesso in
accordo con le previsioni dei Piani Triennali di riferimento.
Si riportano di seguito i principali risultati conseguiti nel 2013 relativamente alle attività di ricerca e sviluppo,
alla disseminazione dei campioni delle unità e all’attuazione della funzione NMI e ai cofinanziamenti ottenuti
nell’ambito dei progetti di ricerca nazionali e internazionali.
Attività e risultati di maggior rilievo conseguiti nel 2013 in ricerca e sviluppo e nel ruolo NMI
Tra i risultati di maggior rilievo conseguiti nel corso dell’anno e in fase di pubblicazione, sono da segnalare:
 Excellent science
Implementazione del sistema SI e Quantum Metrology:
Realizzazione e caratterizzazione di nanoSQUID per la misura di singoli quanti di flusso e per la
caratterizzazione di singole nanoparticelle magnetiche. I dispositivi sono giunzioni Josephson
submicrometriche (0,3x0,3 µm2) poste in un loop anch’esso con dimensioni inferiori al micrometro
(0,4 µm2). I nanointerferometri hanno mostrato una profondità di modulazione di 110 µA (pari al
70% circa della corrente critica) e un rumore di flusso di 0.65 µU0/Hz^1/2.
Il punto triplo dello Xenon (161,4 K) è il miglior candidato per la sostituzione del punto triplo del
Mercurio (234,3 K) come punto di definizione della STI-90 . L'INRIM è il primo NMI a realizzare lo
Xenon dopo la dimostrazione da parte del NRC (Canada) che la sua qualità dipende in modo
decisivo dalla presenza di tracce di Krypton. I risultati preliminari, in ottimo accordo con i risultati
NRC, sono ora stati pubblicati on-line su Int J Thermophys (DOI 10.1007/s10765-014-1580-x).
Confronto con NMC di scale di temperatura per radiazione realizzate con approcci diversi: ITS-90
tradizionale (NMC) e metodo di interpolazione/estrapolazione ai punti fissi (INRIM) che prefigura le
possibili future realizzazioni del kelvin come previste dalla mise-en-pratique. Accordo entro 0.3 K al
Pd-C (1765 K) ampiamente entro l’incertezza del confronto. Risultati on-line su Int J Thermophys
(DOI 10.1007/s10765-014-1564-x).
Il nuovo campione primario di frequenza a fontana di cesio criogenica ITCsF2 è stato ufficialmente
accettato dal preposto comitato del BIPM, per contribuire alla taratura di TAI. Differenti misure di
confronto con le fontane del NIST hanno portato ad una misura assoluta dello shift dovuto alla
radiazione di corpo nero nell’atomo di Cs..
Si è contribuito alla mise-en-pratique della candela mediante rivelatori a efficienza quantica
predicibile. La sensibilità spettrale del PQED operante alla temperatura dell'azoto liquido (77K) è
stata prevista sulla base di costanti fondamentali e parametri del materiale con una incertezza
inferiore a 10 ppm. L’incertezza nella sensibilità spettrale è di un fattore 5 inferiore a quanto
ottenuto in precedenza con qualsiasi altro metodo .
La collaborazione con l’AIST ha condotto alla realizzazione di rivelatori Nano-TES per il conteggio
di fotoni, a base di titanio e pellicola d'oro, direttamente accoppiato ad una fibra ottica ottenendo
un’elevata efficienza di rivelazione con un’elevata velocità di risposta ( τeff = 186 ns ). La
risoluzione energetica di questo dispositivo è pari a 0,26 eV ed è in grado di discriminare da zero a
tredici fotoni incidenti, alla lunghezza d’onda di 1535 nm con 500 kHz di frequenza di ripetizione.
Grazie ad un ridotto tempo di recupero, il dispositivo è compatibile con frequenze di ripetizione fino
a 500 kHz, cioè con un flusso medio di fotoni pari a circa 3,6 × 106 fotoni / s (460 fW) .
Si è realizzata una sorgente basata sulla Parametric Down Conversion indirizzata all'osservazione
di oggetti microscopici al di sotto del limite dello shot noise. Principale caratteristica di tale
sorgente, ottenuta pompando un cristallo BBO tipo II con un fascio laser impulsato a 405 nm, e'
l'elevata correlazione spaziale che ha permesso di raggiungere una riduzione del rumore del 75%
al di sotto dello shot noise.
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Fisica Matematica, Modellistica e ICT a supporto della metrologia
Sono stati ottenuti importanti risultati teorici nello studio dei rilassamenti in nanomagneti
monodominio Nella pubblicazione sono discussi risultati teorici relativi al rilassamento della
magnetizzazione verso stati ben definiti. Il metodo potrebbe fornire le basi per una drastica
riduzione dei tempi di transizione di elementi di memoria magnetica.
Procedendo con gli studi sul quantum sensing, si è dimostrata teoricamente la possibilità di
migliorare le prestazioni di un doppio interferometro utilizzando luce quantistica (squeezed, twin
beams). In particolare si è evidenziato per la prima volta come l'utilizzo delle correlazioni
quantistiche dei twin beams possa permettere una drastica riduzione del rumore, che in condizioni
ideali si annulla. In condizioni reali (pressione di radiazione, efficienza di rivelazione finita,...) il
vantaggio resta comunque di diversi ordini di grandezza. Tale risultato dischiude nuove possibilità
di misura aprendo la via a possibili applicazioni tecnologiche di ampia portata (tra cui la possibilità
di realizzare test della gravità quantistica in laboratori di piccola scala).
 Meeting the societal challenges
Energia
Sono stati pubblicati sul J. Phys. Chem. C, 117 (2013) i risultati ottenuti nello studio della
sonoluminescenza multibolla in metalli liquidi realizzati con due esperimenti basati su Hg e un
eutettico di Ga, In e Sn. I risultati hanno evidenziato per il mercurio, la formazione di un plasma
denso e caldo e il suo ruolo a sostegno dell’effetto di sonoluminescenza
Ambiente
E’ stato sviluppato un metodo originale per la misura della temperatura dell'aria su grandi distanze
per la stima dell'indice di rifrazione. Il metodo si basa sulla dipendenza della velocità del suono
dalla temperatura stessa. Un’unità trasmittente emette un onda acustica e un impulso di luce laser
sincronizzati. Un ricevitore posto a una distanza nota misura il ritardo di fase tra l'impulso di luce e
l'onda sonora, da cui calcola la velocità del suono. Si è dimostrata una accuratezza del metodo
migliore di 0.1 °C su una distanza di 75 m.
Nell’ambito della Sensoristica remota per monitoraggio climatico. è stato progettato e costruito un
prototipo di sensore composto da radiometri basato su diodi emettitori di luce (LED), al fine di
eseguire dallo spazio misure di riflettività/radianza spettrale riferibili al SI in siti di prova autonomi e
distribuiti geograficamente. Oltre ad essere una sorgente luminosa, un LED può anche essere
utilizzato come fotorivelatore selettivo in lunghezza d’onda. I vantaggi, oltre il basso costo, sono la
sua intrinseca risposta passa banda, senza la necessità di ulteriori filtri ottici, e la sua compattezza.
Se un LED di riferimento è usato come un emettitore ed un altro per rivelare questa luce, il crossover dei due intervalli spettrali definisce il valore della corrente misurata. Senza degrado, questa
corrente risulta essere costante.
Salute
Sviluppo di metodologie computazionali e sperimentali per la dosimetria elettromagnetica applicata
alla diagnostica a risonanza magnetica; valutazione mediante modelli incentrati sulle interazioni
elettrostatiche dell’affinità di legame tra proteine coinvolte nei meccanismi di adesione cellulare.
Sono stati sintetizzati, studiati e caratterizzati quattro diversi tipi di poliuretani biodegradabili con lo
scopo di utilizzarli come strutture di supporto (scaffold) per la crescita di tessuti ingegnerizzati.
Sono state effettuate caratterizzazioni fisico-chimiche e morfologiche, che hanno mostrato
l'influenza dell’estensore di catena sulle proprietà del poliuretano. E’ stata evidenziata una
correlazione tra le superfici e le proprietà termiche ed è stata osservata una relazione tra la
risposta biologica e la morfologia superficiale. Il poliuretano sintetizzato con la amminoacido
derivato diammina è risultato il candidato più promettente per fabbricare scaffold che supportino la
rigenerazione di tessuti muscolari.
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 Industrial leadership: addressing the innovation gap
Disseminazione delle unità SI
Organizzazione ed esecuzione del confronto pilota CCQM-K105 "Electrolytic conductivity at 5.3
S·m-1", INRIM laboratorio pilota.
E’ stato sviluppato un nuovo termometro dielettrico basato sull'effetto whispering gallery di un
risonatore di zaffiro; il dispositivo, realizzato nell'ambito del progetto EMRP SIB10 NOTED, è stato
indagato nel campo di temperatura da -50 °C a circa 90 °C, mostrando una risoluzione migliore di
0.5 mK ad una ripetibilità entro 2 mK. I risultati dello studio sono stati pubblicati su Meas. Sci.
Technol., Vol. 24, No. 055106 (2013) e in Temperature. Its Measurement and Control in Science
and Industry, Vol. 8, Part 2, pp. 920-924, AIP Conf. Proc. 1552, New York (2013).
Il Link ottico italiano per la disseminazione del segnale di frequenza campione ha raggiunto un
risultato chiave con l’installazione e la caratterizzazione della tratta di 650 km che congiunge
INRIM al polo scientifico di Sesto Fiorentino. Il link in fibra è caratterizzato da una stabilità a breve
termine pari a 10-14 ad 1 s , e da un’accuratezza ultima di frequenza di 5x10-19 a 1000 s su banda
di 0.5 Hz.
Sistema di navigazione europeo
E’ stata completata la realizzazione della Galileo Time Validation Facility finanziata da ESA, con
funzionamento completamente automatizzato e analisi in tempo reale dei dati. Tutti i parametri
necessari al controllo del Galileo Time sono ora forniti in sicurezza; l’analisi degli orologi di bordo è
effettuata con notifica di comportamenti anomali, con la validazione indipendente della
disseminazione di UTC e GGTO da parte di Galileo e con la partecipazione a tutti i test di timing
della fase IOV di Galileo, anche in supporto a Thales Italia e in stretta collaborazione con ESA.
Ricerca per l’industria
Il progetto GEMIL (Geometrical Errors by Measurement of Independent Lines), iniziato su
commessa industriale nel 2007, dopo aver prodotto risultati sul piano scientifico in termini di
validazione di laboratorio del metodo, è stato validato sul campo ed ha trovato applicazione nel
gruppo industriale leader del settore. Sostenuto da un brevetto internazionale, il metodo è ora in
fase di implementazione industriale, nel settore della produzione di CMM (macchine di misura a
coordinate); lo scopo non è un nuovo prodotto o funzione, ma la sostituzione di una tecnica di
produzione con un’altra, più riferibile al metro, e con minori costi industriali.
Per l'agenzia spaziale europea è stato progettato e realizzato uno strumento per la misura
dell'assetto relativo di parti di satellite. Lo strumento denominato COATS (Compact Optical Attitude
Transfer System), composto da una testa ottica attiva e un bersaglio passivo, è stato progettato
per rispettare requisiti di massima leggerezza e compattezza. COATS ingloba tre sistemi
metrologici indipendenti basati su tre sorgenti laser a diverse lunghezze d'onda per le misure di tre
coordinate traslazionali e due coordinate angolari. Il sistema è stato caratterizzato fino una
distanza tra testa ottica e bersaglio di 7.5 m (requisiti missione oceanografica Wavemill) ottenendo
risoluzioni inferiori ai 5 micrometri sui tre assi e inferiore al secondo d'arco sui due angoli.
E’ stato avviato il progetto SETNanoMetro del 7PQ (Shape-engineered TiO2 nanoparticles for
metrology of functional properties: setting design rules from material synthesis to nanostructured
devices) del valore di 5.7 M€ con il quale si studieranno I nuovi standard per la produzione e
l’impiego di nanoparticelle di TiO2.
Con l’obiettivo di validare i componenti dei sistemi, sono stati realizzati un polarimetro a singolo
fotone per lo studio dello stato di polarizzazione dei singoli fotoni emessi dai sistemi QKD, e un
optical-time-domain-reflectometer (OTDR) a singolo fotone che oltre ad essere utilizzato per la
caratterizzazione riflettometrica dei canali quantistici e dei componenti passivi e attivi dei sistemi
QKD permette anche di investigare il fenomeno dei backflashes dei rivelatori (uno dei più insidiosi
possibili bachi di sicurezza dei sistemi QKD)
23/154
Tecnologie abilitanti
Realizzazione e caratterizzazione sperimentale di strutture e nanostrutture magnetiche in forma di
film sottili e multilayer sia metallici che ibridi es. array di dot/anti-dot per il magnetotrasporto e la
generazione di spinwaves.
Contributi alla analisi superficiali e allo sviluppo di modelli e materiali di riferimento per SIMS basati
su copolimeri a blocchi con NPL.
Ricerca pre-normativa
Ha superato la decisiva inchiesta internazionale DIS (Draft International Standard) il progetto
normativo ISO/DIS 14253 5, proposto e condotto da un ricercatore dell’Istituto. Esso tratta del tema
dell’incertezza del valore di prova di strumenti di misura indicatori: mentre è ormai chiarito come
trattare l’incertezza di misura quando si sottoponga a prova un oggetto passivo alla misurazione
(ad esempio un pezzo meccanico per confronto con tolleranze assegnate), non altrettanto chiaro è
il caso in cui si sottoponga uno strumento indicatore, attivo alla misurazione. Gli stessi documenti
ufficiali al riguardo, JCGM 106 e, in ambito dimensionale, UNI EN ISO 142531, sorvolano sul
punto, e non forniscono indicazioni. Con questo progetto, si è fatta chiarezza sul punto.
Per quanto riguarda la normativa per comunicazioni quantistiche (ETSI), in particolare INRIM ha
collaborato a un documento sulla caratterizzazione dei componenti interni dei sistemi QKD. Questo
risultato è collegato al progetto EMRP IND06.
 Service to industry and society
Trasferimento tecnologico alle industrie
Contratto TRACEFARAD con il KRISS (Corea) per la fornitura di un sistema di ponti assistiti
digitalmente e campioni di impedenza per la realizzazione del farad a partire dall'effetto Hall
quantitstico.
Trasferimento tecnologico verso BASF Nel corso del 2013 è stato sviluppato un nuovo calorimetro
in campo magnetico che permette misure dell'effetto magnetocalorico in vuoto ed in atmosfera
controllata (progetto BASF).
E’ stato pubblicato il volume relativo agli atti della Scuola Internazionale di Fisica, corso di
Metrologia, Metrology and Physical Constants, by E. Bava (Author), M. Kühne (Author), A.M.
Rossi (Author).
24/154
Cofinanziamenti ottenuti su progetti di ricerca nazionali e internazionali
Nel 2013 si sono conclusi i progetti triennali EMRP, avviati nel 2011, legati ai temi Ambiente e
Industria. L’ INRIM ha partecipato a 14 JRP, coordinandone 2. Il cofinanziamento EU è stato di circa 3 000
k€.
Le tabelle seguenti riassumono i dati relativi ai progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2013,
distinguendoli per tipologia. Vengono riportati la quantità e il valore del cofinanziamento in riferimento
all’intera durata del contratto.
La tabella 11 riporta la quota di cofinanziamento ottenuta dall’INRIM sui programmi europei.
Tabella 11 – Progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2013
Tipologia
Progetti avviati
Progetti in corso
No.
(keuro)
No.
(keuro)
EMRP (UE)
20
4 057
36
5 869
UE ed internazionali
6
1 583
12
2 584
(diversi da EMRP)
Totale
26
5 640
48
8 453
Totale
(keuro)
9 926
4 167
14 093
La tabella 12 riporta la quota di cofinanziamento ottenuta dall’INRIM sui programmi nazionali e
regionali, e la quota di finanziamento ottenuta con i progetti industriali.
Tabella 12 – Progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2013
Tipologia
Progetti avviati
Progetti in corso
No.
(keuro)
No.
(keuro)
Nazionali
(inclusi
4
150
11
2 019
MIUR e fondazioni)
Regione Piemonte
10
2 327
Industriali
Totale
Totale
(keuro)
2 169
2 327
8
332
7
159
491
12
482
28
4 505
4 987
25/154
5 – Risultati 2013 e confronto con anni precedenti
Nelle tabelle successive sono presentati alcuni indicatori di produzione scientifica e tecnologica al
31/12/2013. Altre informazioni sono contenute in “Risultati e Dati 2013”.
Tabella 13 - Pubblicazioni e comunicazioni nel periodo 2009-2013
Descrizione
2009 2010
Volumi
Articoli su riviste ISI (per 2013: IF medio1=2.7)
Altri articoli su riviste e capitoli di libro
Articoli su atti di congressi
Rapporti tecnici (incl. relazioni per contratti)
Comunicazioni (seminari, riunioni, conferenze) internazionali
Comunicazioni (seminari, riunioni, conferenze) nazionali
Totali
1
5
152
29
136
99
135
44
600
2011
2012
2013
139
30
103
116
152
59
599
3
124
27
89
109
213
38
603
2
101
19
105
183
293
91
794
1
101
28
69
92
198
22
511
IF medio 2012: 2.0; IF medio 2011: 2.0; IF medio 2010: 2.1; IF medio 2009: 1.6.
La successiva Tab. 14 riporta i dettagli di ripartizione delle pubblicazioni 2013.
Tabella 14 – Distribuzioni delle pubblicazioni 2013
Descrizione
E
Volumi
Articoli su riviste con IF
Altri articoli e capitoli di libro
Articoli su atti di congresso
Rapporti tecnici
Comunicazioni internazionali
Comunicazioni nazionali
Totali
51
5
28
39
97
25
245
M
O
T
TOT(*)
1
15
2
9
21
63
25
136
1
24
8
29
94
51
20
227
11
4
39
29
82
21
186
2
101
19
105
183
293
91
794
Nelle tabelle seguenti sono riportati i principali prodotti di trasferimento delle conoscenze, suddivisi
tra prodotti specifici e attività formative.
Tabella 15 - Knowledge transfer - altri prodotti di valorizzazione applicativa
Descrizione
2009
2010
2011
2012
2013
Contratti di ricerca attivi nell’anno
di cui nuovi
9
Brevetti depositati in Italia o all’estero
Estensioni di brevetto all’estero
Certificati di taratura
Rapporti di prova
Altri certificati e rapporti
CMC pubblicate sul KCDB del BIPM
Laboratori accreditati
Procedure di taratura
Procedure di prova
Confronti chiave e internazionali
Manufatti, progetti e modelli sw
98
38
4
1 597
76
27
509
164
226
14
92
54
114
38
1
1
1 458
62
25
409
164
221
14
71
90
70
21
3
1
1 463
114
64
494
175
229
18
48
40
89
30
3
1
1 438
99
84
494
164
231
18
37
20
99
33
2
1 628
70
80
498
15910
239
18
49
21
9
Sono censiti sia i brevetti depositati da INRIM sia quelli di “inventori” dell’INRIM, ma depositati da altri organismi, in
genere partner industriali. Sul basso numero di brevetti depositati, valgono le considerazioni già espresse sulla tendenza
dei ricercatori a dare maggiore importanza alla pubblicazione che non al brevetto e sulle difficoltà/costi della gestione
delle procedure brevettuali. Si continuerà a incoraggiare questa attività, operando per una sua maggiore valutazione
rispetto ad altri “prodotti”.
10
. Laboratori accreditati dal Dipartimento ACCREDIA-DT con il supporto tecnico del’INRiM di conseguenza si intendono
esclusi i Centri accreditati per le radiazioni ionizzanti accreditati dal Dipartimento ACCREDIA-DT con il supporto tecnico
dell’INMRI-ENEA.
26/154
Tabella 16 - Knowledge transfer - formazione
Descrizione
Dottorati (triennali) attivati nell’anno
Tesi concluse nell’anno (dottorato)
Tesi concluse nell’anno (II livello)
Tesi concluse nell’anno (I livello)
Ricercatori stranieri presso INRIM (mesi-persona)
Ricercatori INRIM all’estero (mesi-persona)
Seminari INRIM di esperti interni
Seminari INRIM di esperti esterni
2009
2010
2011
2012
2013
11
11
14
19
54
18
6
44
10
10
15
16
37,5
8,5
11
29
9
6
12
20
31
35,25
10
41
5
14
8
40
20
7
7
24
9
12
11
29
29
13
10
23
I relativi dati analitici - con il dettaglio sui prodotti realizzati dalle strutture - sono riportati a parte nel
fascicolo “Risultati e dati 2013”, organizzato in due sezioni: Risultati e Altre attività svolte.
La tipologia generale dei prodotti di ricerca INRIM viene riportata qui di seguito, insieme con la
numerosità dei corrispondenti prodotti nel triennio.
Tabella 17 - Numerosità dei risultati 2011, 2012 e 2013
Categoria
Specificazione aggiuntiva
1 Articolo su rivista
1.1 Rivista ISI
1.2 Altri articoli
Totale articoli su rivista
2 Capitolo di libro
2.1 Capitolo di libri
2.2 Articoli su atti di congressi internaz. e
nazionali
3 Libro
Libro
4 Brevetto
Brevetto
Risultato di valorizzazione
5
5.1 Rapporti tecnici e Relazioni per Contratti
applicativa
5.2 Confronti internazionali
5.3 CMC (nuove)
5.4 Certificati di taratura
5.5 Accreditamenti (nuovi)
5.6 Documenti e procedure del Sistema Qualità
5.7 On site visits (di NMI stranieri)
Progetto, composizione,
Progetto di strumento, apparato o impianto
6
disegno, design
Performance, mostra ed
7.1 Presentazioni a congressi, seminari
7
esposizione
e riunioni internazionali
7.2 Presentazioni nazionali
7.3 Corsi di formazione per esterni ed interni
7.4 Organizzazione congressi, convegni
e riunioni tecniche
7.5
Altre
iniziative
(eventi,
seminari,
comunicazione)
Realizzazioni di rilievo (strumenti, installazioni,
8 Manufatto e opera d’arte
ecc.)
2011
139
24
163
6
2012
124
22
146
5
2013
101
6
106
13
103
89
105
0
2
3
4
2
2
116
109
183
49
4
1 628
8
106
4
92
11
1 597
7
87
1
70
1 458
44
2
16
37
56
152
213
293
59
24
38
16
91
14
25
31
21
61
49
59
5
17
34
27/154
Ai prodotti precedenti vanno ancora aggiunti i seguenti documenti più generali prodotti nel 2013:
Tabella 18 - Altri documenti 2013
INRIM
Documenti esterni
Relazione consuntiva 2012 (maggio 2013)
Comitato di valutazione: Evaluation of INRIM
2012 (settembre 2013)
Esercizio finanziario 2012 – Rendiconto generale (aprile
2013)
Risultati e dati 2012 (marzo 2013)
Annual Report 2012 (settembre 2013)
Rapporto finale ANVUR
Valutazione della Qualità della Ricerca 20042010 (VQR 2004-2010), 30 giugno 2013
Esercizio finanziario 2014– Bilancio di previsione
(dicembre 2013)
28/154
6 – Metodi di indirizzo, gestione e valutazione delle attività
Il sistema di valutazione previsto dal decreto istitutivo si basa sul Comitato di valutazione11 (CdV)
che ha prodotto i seguenti rapporti sulle attività svolte dall’Istituto a partire dal 2006 (disponibili sul sito INRIM
in: L’Istituto, Documentazione, Valutazioni Annuali):
Tabella 19- Evaluation reports of INRIM
Year
Date of issue
On site visits
2006
9 July 2008
27-28 March 2008
2007
6 May 2009
01-03 July 2008
2008
12 Feb 2010
11-13 November 2009
2009
Dec. 2010
13-14 May 2010
2010
27 Febr. 2012
6-7 Dec. 2011
2011
20 Dec. 2012
10-11 Sept. 2012
2012
10 Sept. 2013
25-26 June 2013
Ogni anno, per discutere il rapporto precedente e i progressi conseguiti, il CdV si incontra con il
management dell’istituto e visita vari laboratori. Molte indicazioni del CdV sono state tenute in conto nel
processo di preparazione del PT 2014-2016.
11
Il Comitato, nominato il 4 giugno 2007, è composto da: Kim Carneiro (Presidente), Enrico Canuto, Giuseppina
Rinaudo, Alberto Dal Poz, Settimio Mobilio, Marco dell’Isola.
29/154
7 – Risorse finanziarie
Il contributo ordinario dello Stato era stato inizialmente previsto in € 18.031.318 sulla scorta della
lettera del MIUR del 3 ottobre 2012, prot. n. 1790. In data 17 luglio 2013, con lettera prot. n. 17676, il MIUR
comunicava l’assegnazione per il 2013, complessivamente pari a 19.960.791 euro di cui: 18.430.791 euro
costituiscono l’assegnazione ordinariamente spettante, e 1.530.000 euro costituiscono il contributo
straordinario per la partecipazione dell’Istituto, a nome dell’Italia, al Programma Comunitario EMRP
(European Metrology Research Programme) ivi incluso il versamento del contributo italiano al “common pot”
per l’adesione all’associazione europea EURAMET ev.
I principali dati riassuntivi (bilancio di competenza/accrual), estratti da “Esercizio finanziario 2013 Rendiconto generale”, sono riepilogati nelle tabelle12 seguenti.
Tabella 20 – Entrate (al netto delle partite di giro) per gli esercizi 2009 - 2013 (k€)
Descrizione
Avanzo di amministrazione anno
precedente
Contributo MIUR (cat I cap-1)
Regione Piemonte (cap. 3): progetti
di ricerca e contributi
Contratti con la Commissione della
Unione Europea (cap. 9)
Contratti di ricerca diversi (capp.2 e
10)
Contratti con enti pubblici
trasferimenti (capp. 8, 6 (1) e 30)
2009
2010
2011
2012
2013
4.571,10
3.516,80
4.759,00
6.798,21
9.406,36
21.142,70
21.117,10
21.111,90
19.032,97
18.430,79
1.327,30
309,40
614,00
1.010,21
359,09
319,00
999,80
1.189,68
2.438,41
6.014,81
973,10
747,70
801,20
4.993,45
4.127,06
227,80
90,10
146,17
33,85
62,00
2.435,60
2.284,20
2.680,78
2.798,62
2.468,83
1.690,20
1.692,60
1.803,07
1.917,82
2.231,73
745,40
591,60
877,71
880,80
237,10
611,40
651,70
857,87
703,84
743,73
31.608,00
29.716,80
32.160,60
37.809,55
41.612,67
27.036,90
26.200,00
27.401,60
31.011,34
32.206,31
e
Proventi da consulenze, tarature,
prove e altre prestazioni di servizio
(cap. 7 e 11), di cui:
- tarature, prove e altre attività svolte
dal Dipartimento
- attività di accreditamento di
laboratori
(1)
Altre entrate
(affitti, interessi,
ricuperi, varie – cat. VI-XII)
Totale (incluso avanzo di
amministrazione)
Totale (escluso avanzo di
amministrazione)
Escludendo il contributo MIUR e l’avanzo di amministrazione, la somma delle entrate ammonta a
13.775 k€ pari al 42,8% delle entrate totali (escluso l’avanzo di amministrazione). Rispetto agli anni
precedenti, si può notare:
la riduzione del Fondo Ordinario del MIUR (al netto della quota destinata al finanziamento dei
progetti premiali) del 2013, rispetto al 2012 di 0,602 k€, corrispondente al 3,2%;
-
12
l'incremento dell’autofinanziamento che passa dai 5,1 M€ del 2010 ai 6,3 M€ del 2011, ai circa 8 M€
del 2009. Limitando l’analisi delle variazioni dell’autofinanziamento al biennio 2012 - 2013, si ha ad
incremento complessivo dei progetti finanziati dalla Regione Piemonte, dagli Enti pubblici, dai privati,
dei progetti comunitari e delle altre entrate, di circa 2,1 M€. Una lieve flessione, per circa 0,3 M€ si
ha sui proventi derivanti dalle attività di prove, tarature, consulenze e altre attività nonché per il
supporto all’accreditamento laboratori. Con riguardo a quest’ultima attività, dal 1/1/2010, con la
nascita dell’Ente unico di accreditamento (ACCREDIA) le attività dell’Istituto in tale settore sono state
Rielaborazione dai Rendiconti Generali 2009, 2008 e 2007, con i riferimenti alle categorie e capitoli di bilancio.
30/154
indirizzate al supporto ai laboratori e i proventi tengono conto della convenzione sottoscritta con
ACCREDIA nel luglio del 2010.
Tabella 21 - Spese (al netto delle partite di giro) per gli esercizi 2009 - 2013 (k€)
Descrizione
2009
Oneri per il personale TI e TD (cat. II
e XV), escluse missioni
Oneri per borse e assegni di ricerca
(cap. 43 e 44)
Oneri per collaboratori esterni (cap.
19)
Missioni del personale TI e TD (cap.
9)
Funzionamento
ricerca
(Dipartimento: cap. 17, 18, 22, 23,
24, 42 e 45)
Funzionamento indiretto*
Investimento ricerca (Dipartimento:
cap. 59, 60 e 61)
Spese
d’investimento
indirette
(categ. XI-XIV)+(capp. 62-63-64)
Differenza da trasferire all’esercizio
successivo(**)
Totale
2010
2011
2012
2013
13.821,70
14.602,50
13.879,58
14.122,60
13.716,43
1.243,00
1.141,00
789,56
891,42
1.173,11
358,40
349,10
124,65
138,61
102,37
321,60
263,70
266,78
365,14
414,27
1.414,50
1.688,90
2.105,35
2.453,57
5.990,16
5.898,80
4.570,50
4.992,84
6.091,99
6.286,34
4.672,30
2.324,80
2.238,61
3.693,78
6.310,30
669,90
615,40
1.505,63
963,96
850,98
3.207,80
4.160,90
6.257,60
9.088,47
6.768,71
31.608,00
29.716,80
32.160,60
37.809,55
41.612,67
Dal confronto tra gli esercizi 2012 e 2013, risulta:
-
La diminuzione dell’avanzo di amministrazione da trasferire all’esercizio successivo di circa 2,6 M€
(non comprensiva del saldo tra le insussistenze attive e passive pari a circa 0,7 M€) conseguente
all’utilizzo, avvenuto nel 2013, dei fondi assegnati dal MIUR, alla fine del 2012, per i progetti premiali
riferiti all'annualità 2011;
-
L'incremento delle spese, direttamente afferenti alla ricerca di circa 2 M€ dei quali 1,4 per gli
investimenti in impianti e apparecchiature, passando dai 5,5 M€ del 2011 ai 7,5 M€ del 2012.
Nella seguente tabella, si riportano alcuni indicatori della gestione finanziaria, utili per una sintesi
comparativa dei fatti di gestione.
Tabella 22 - Indicatori della gestione finanziaria
Descrizione
a) Spese per la ricerca
b) Autofinanziamento (al netto dei
progetti premiali)
c) Utilizzo dell'autofinanziamento
per le spese di ricerca (b-a)
d) Spese fisse
d1) di cui personale
e) Fondo ordinario dello Stato
f) Impatto delle spese di personale
sul Fondo Ordinario (d1/e)
g) Variazione tra l'avanzo di
amministrazione a inizio e fine
esercizio
2009
8.009,80
2010
5.767,50
2011
5.524,95
2012
7.542,53
2013
13.990,21
5.894,20
5.082,90
6.289,70
11.978,37
9.792,02
- 2.115,60
20.390,40
13.821,70
21.142,70
- 684,60
19.788,40
14.602,50
21.117,10
764,75
20.378,05
13.879,58
21.111,90
4.435,84
21.178,55
14.122,60
19.032,97
- 4.198,19
20.853,75
13.716,43
18.430,79
65,4%
69,2%
65,7%
74,2%
74,4%
- 1.363,30
644,10
1.498,60
2.290,26
- 2.637,65
31/154
8 – Risorse di personale
La tabella 23 (tutti i dati sono espressi in unità di personale - udp) fornisce i dati sul personale
dipendente al termine degli anni 2006-2013, con contratto a tempo indeterminato (TI) e a tempo determinato
(TD).
Tabella 23 - Personale dipendente al termine degli anni 2006-2013
2009
2010
2006
2007
2008
2011
2012
2013
Descrizione
TI
Ricercatori e
tecnologi
88
Tecnici
92
Amministrativi 30
TD
TI
TD
TI
TD
TI
TD
TI
TD
TI
TD
TD
TI
TD
11
8
0
86
93
29
11
5
0
87
89
29
10
7
0
94
86
30
13
5
0
96
88
28
13
3
0
94
85
27
15 101 16
3 88 2
0 25 0
99
86
25
15
7
0
Totale
19
208
16
205
17
210
18
212
16 206 18 214 18 210 22
210
TI
Dai dati precedentemente esposti emerge un andamento oscillante per il personale a tempo indeterminato
legato all'asincrono susseguirsi nel tempo dei provvedimenti di autorizzazione ad assumere in base ai
risparmi derivanti dalle cessazione del personale. Dopo la flessione del 2007 e 2008, solo a fine 2009 si è
recuperato il dato del 2006 per il personale TI, lievemente cresciuto ancora nel 2010 e poi nuovamente
diminuito a 206 unità nel 2011. Nel 2012 la risalita a 214 unità è dovuta all’intervenuta autorizzazione, con
DPCM del 27/7/2012, ad assumere 11 unità di personale, a valere sul turnover 2009-2010, che hanno
compensato le 3 cessazioni intervenute; ed infine nel 2013 si è ritornati allo stesso valore di organico del
2006.Nel 2013, sono intervenute 4 cessazioni dal servizio nel profilo di: Primo Ricercatore (Liv. II),
Tecnologo (Liv. III), CTER (Liv. IV) OPTER (Liv. VI)
Da ricordare che nel 2012, in attuazione dell'art. 2, comma 1, del DL 95/2012, è stata effettuata la riduzione
del 10% della spesa complessiva relativa al numero dei posti di organico del personale tecnico e
amministrativo. Conseguentemente, la dotazione organica complessiva si è ridotta di 14 unità, passando dai
231 di inizio anno ai 217 conseguenti l'applicazione della suddetta norma di legge. Dall'applicazione della
suddetta norma non sono risultate posizioni sovrannumerarie, ma si sono di fatto azzerate le possibilità di
nuove assunzioni.
La tabella successiva presenta l'evoluzione della dotazione organica e la distribuzione di personale
TI a fine anno 2013.
Tabella 24 - Dotazione organica e personale TI in ruolo al 31 dicembre 2013
Dotazione
Personal
organica
Distribuzione per unità
e in
Prima
Profilo Professionale
ruolo al
Amministrazio Servizio
Successi
Dipartimen
del DL
31/12/20
ne e servizi
accreditamen
va al DL
to
95/201
13
generali
to laboratori
95/2013
2
Ricercatore
85
85
83
83
Tecnologo
17
17
16
13
2
1
Dirigente
1
1
0
0
Funzionario di
amministrazione
7
5
4
0
4
Collaboratore tecnico
74
67
66
49
13
4
Collaboratore di
amministrazione
16
14
14
1
13
Operatore tecnico
23
21
20
9
11
Operatore di
amministrazione
8
7
7
1
5
1
Totale
231
217
210
156
48
6
32/154
La tabella successiva presenta anche le altre tipologie di personale che collabora alle attività INRIM:
Assegni di ricerca, Borse di addestramento, Incarichi gratuiti di ricerca o di collaborazione tecnica e
personale associato (professori universitari o ricercatori di altri enti di ricerca o atenei) e Dottorandi (non già
censiti altrimenti). Nell’ultima riga, per confronto, sono riportati i corrispondenti dati al 31/12/2012.
Tabella 25- Personale di ruolo (TI e TD) e personale complessivo in formazione nel 2013
Struttura
Personale di ruolo
TI
TD
Direzione scientifica
156
21
13
Amministrazione
36
0
Servizi Tecnici
12
0
Serv. accr. di lab.
6
1
Totale 2013
210
22
Totale 2012
214
18
Totale
Personale in formazione Assegni
18
0
Borse
15
0
Assoc.
41
0
Dottorandi
17
0
0
18
28
0
15
21
0
41
41
0
17
22
268
36
12
7
323
344
Complessivamente il personale non di ruolo che contribuisce alle attività INRIM, ammonta quindi a 84 unità.
13
Di cui una unità in esonero dal 1/1/2010
33/154
34/154
PARTE 2 – Schede di attività
35/154
36/154
1 – Direzione scientifica
In questa sezione viene raccolta tutta la documentazione prodotta dalle Divisioni e dalle strutture di
supporto dell’Istituto per la rendicontazione annuale dei principali risultati conseguiti. Per la Direzione
Scientifica, queste schede rappresentano il quadro d’insieme dei risultati dell’attività di ricerca.
Campi di attività
Le Divisioni operano sia nelle aree di misura tradizionali della fisica e dell’ingegneria sia in quelle
aree dove l’esigenza di riferibilità alle unità SI (o a procedure di riferimento internazionalmente riconosciute)
è emersa più di recente (chimica, biologia, etc…).
Nelle aree di più tradizionale competenza (elettromagnetismo, meccanica, acustica, tempo e frequenza,
fotometria e radiometria, termometria) le attività principali sono volte alla ricerca sui campioni e sulla
determinazione di costanti fondamentali della fisica, a ridurre l’incertezza di misura e ad ampliare i campi di
misura in base alle esigenze scientifiche e a quelle della società. Sono proseguite le attività nel campo dei
materiali magnetici, superconduttori e nanostrutturati, con particolare riguardo alla realizzazione di dispositivi
per la metrologia e la sensoristica, alle proprietà dei materiali magnetici su scala nanometrica e all’elettronica
di spin (spintronica).
Nelle aree della chimica, dell’ambiente e sicurezza, della salute e qualità della vita, nell’area delle nano e
biotecnologie e dell’agroalimentare, l’Istituto ha operato per realizzare nuovi riferimenti, dispositivi e metodi
di misura.
Nella tabella 26 viene presentata la mappatura dei settori metrologici coperti dall’Istituto in parziale
riferimento ai settori individuati a livello internazionale (Comitati consultivi del CIPM e Comitati Tecnici
EURAMET):
Tabella 26 - Mappatura dei settori metrologici INRIM
Div Field
Sub-field
Josephson effect and DC voltage
DC & Q. metrology
Quantum Hall effect and DC resistance
Single electron tunnelling, Low DC current
Low frequency
AC/DC transfer, AC voltage and current, impedance
E
Radiofrequencies and
RF power, scattering parameters, RF impedance
Microwaves
AC power and energy
Power and energy
Electric and magnetic fields (incl. high voltage/high current tests)
Magnetic measurements and properties
Mass standards
Avogadro Constant
Density and volume
Viscosity
Fluid flow
Mass&related quant.
Force
M
Pressure (high and low)
Gravimetry
Hardness
Vibration
Basic length
Length
Dimensional metrology
Frequency standards
Time and Frequency
Time scale
O
Photometry and radiometry
Photom&Radiometry
Quantum optics
Contact temperature measurements
Non-contact temperature measurements
T
Temperature
Thermo-physical properties
Humidity and moisture
Progr.
E1
E1
E1, E2
E1
E1
E1
E3
E4
M1
M1
M1, M3
M3
M3
M2
M3
M2
M2
M2
M4
M5
O1
O2
O3
O4
T1
T1
T2, T3
T1
37/154
Acoustics
Amount of substance
Physical acoustics
Acoustic and ultrasound
Gas analysis
Electrochemistry
Inorganic analysis
Organic analysis
Bioanalysis
T3
T4
T5
E1
T5
T5
T5
La copertura ad alto livello di questi settori ha comportato, anche se con intensità diversa, varie attività
generali come:


Partecipazione alle attività del CIPM e dei suoi Comitati consultivi.
Partecipazione ai confronti internazionali e all’attività di analisi delle rispettive capacità di taratura e
misura (CMC), nell’ambito del Mutual Recognition Arrangement (MRA) del CIPM.
Partecipazione alle attività di EURAMET e all’attuazione del European Metrology Research
Programme (EMRP), in particolare con la preparazione delle proposte per la call Energy and
Environment.
Partecipazione ai programmi di ricerca internazionali (VII Programma Quadro), nazionali (PRIN) e
regionali (in particolare nell’ambito del programma di sostegno alla ricerca della Regione Piemonte).
Mobilità e scambio di ricercatori con Istituti metrologici e centri di ricerca esteri e svolgimento di tesi di
dottorato, di tesi di laurea e di stage.



La presentazione dei risultati nelle schede di Divisione riportate di seguito si riferisce ai Programmi
definiti nel Piano Triennale 2013-2015. In generale, le attività di ricerca hanno conseguito una buona
compliance tra risultati attesi e risultati raggiunti.
Nel luglio 2013 l’ANVUR ha concluso il primo esercizio di valutazione della ricerca riferito agli anni
2004-2010. Nell’ambito di questa valutazione l’INRIM è risultato, nella sua categoria (enti medi di ricerca),
l'Ente più performante nel sistema ricerca Italia, come risulta dai parametri relativi al voto medio riportato
dall’INRIM.

Indicando con R il voto medio INRIM/voto medio Area, l’Istituto ha ottenuto:
 per il Settore scientifico disciplinare 02/Fisica R=1,03.
 per il Settore scientifico disciplinare 09/Ingegneria R=1,11

Indicando con X la frazione prodotti eccellenti INRIM/prodotti eccellenti Area, l’Istituto ha ottenuto:
 per il Settore scientifico disciplinare 02/Fisica X=1,12.
 per il Settore scientifico disciplinare 09/Ingegneria X=0,76
Risultati e distribuzione del personale
I dati relativi al personale delle Divisioni e della Segreteria Scientifica sono riportati nella tabella
seguente.
Tabella 27 - Personale TI (al 31/12/2013)
Div
Dir R&Tcnl
Primi R&Tcnl
E
M
O
T
AGD
Tot 13
Tot 12
Tot 11
Tot 10
5
3
4
12
12
12
9
12
6
3
7
28
29
29
25
R&Tcnl
Tecnici
Ammin
TOT
19
12
13
12
56
57
51
59
21
18
7
10
1
57
62
59
62
3
3
3
3
3,5
57
39
27
29
4
156
163
154
158,5
38/154
Continuano a operare due unità staccate: di Fluidodinamica (USFD, responsabile R. Malvano presso il
Dipartimento d’Ingegneria Aeronautica e Spaziale del Politecnico di Torino), e di Radiochimica e
Spettroscopia (USRS, responsabile L. Bergamaschi, presso il Dipartimento di Chimica Generale
dell’Università di Pavia). Tali unità afferiscono rispettivamente alla Divisione Meccanica e alla Divisione
Termodinamica.
Per l’attività di disseminazione su base commerciale, la tabella seguente fornisce i dati sui relativi
prodotti INRIM dal 2008 al 2013.
Tabella 28 - Attività di taratura, misura e prova dal 2008 al 2013 (situazione al 29 ottobre 2013)
No. issued documents
Division
Calibration and
Testing reports
Other certificates
Total
measurement
and reports
certificates
E
614
22
62
698
M
414
2
23
439
O
222
30
10
262
T
337
106
15
458
Tot. 2008
1 587
160
110
1 857
E
M
O
T
Tot. 2009
701
373
207
182
1 463
16
1
18
79
114
45
14
1
4
64
762
388
226
265
1 641
E
M
O
T
720
305
190
223
12
0
22
65
48
15
8
13
1 438
99
84
780
320
220
301
1 621
796
407
242
183
26
0
16
28
46
20
9
5
868
427
267
216
1 628
70
80
1 778
797
361
213
226
22
1
12
41
9
13
4
1
828
375
229
268
1 597
76
27
1 700
655
369
170
264
17
1
6
38
5
11
0
9
677
381
176
311
1 458
62
25
1 545
Tot. 2010
E
M
O
T
Tot. 2011
E
M
O
T
Tot. 2012
E
M
O
T
Tot. 2013
39/154
Distribuzione delle risorse umane per tipologia di attività
La distribuzione del personale tra attività di R&S, attività come NMI (mantenimento, upgrading,
confronti internazionali e collaborazione in organismi metrologici internazionali, disseminazione e supporto al
SAL) e altre attività (gestionali e di supporto a qualità, sicurezza e normazione, didattica) specifiche di ogni
programma, è rappresentata nelle tabelle in testa a ciascun programma. L’attività classificata come R&S è in
gran parte indirizzata alla metrologia come sviluppo di nuovi campioni e di nuovi metodi di misura, e alle
attività di ricerca di base in genere; mentre, come “ruolo NMI”, si è inteso evidenziare il complesso di altre
attività tecnico-scientifiche che danno origine a “prodotti” specifici di un istituto nazionale di metrologia.
Complessivamente nelle quattro Divisioni, la distribuzione 2013 delle risorse umane per tipologia di
attività è riportata nel seguente grafico; il dettaglio è invece riportato nella tabella successiva.
Risorse umane (TPE) per tipologia di attività
2% 5%
R&S
10%
Campioni
14%
69%
Tarature e prove
Supporto al SAL
Gestione e altro
Tabella 29 – Divisioni: risorse umane (TPE) per tipologia di attività
Div
E
M
O
T
Totale
%
R&S
52,75
25,95
25,70
37,50
141,90
69
Campioni
8,65
9,00
4,70
6,45
28,80
14
Tarature e
prove
10,00
5,45
1,40
4,30
21,15
10
Supporto
al SAL
0,60
1,20
0,45
0,90
3,15
2
Gestione e
altro
2,30
4,30
3,55
1,80
11,95
5
Totale
74,30
45,90
35,8
50,95
206,95
100
40/154
Direzione scientifica
Coordinatore scientifico: Aldo Godone
Personale impegnato (TPE)
Nome e cognome
Aldo Godone
Mercede Bergoglio
Vito Fernicola
Vincenzo Lacquaniti
Maria Luisa Rastello
Lucia Bailo
Michela Borla
Claudia Rota
Alberto Sacchetti
Fabio Saccomandi
Personale impegnato
0,90
0,20
0,20
0,40
0,20
1
0,80
0,80
1
0,10
Descrizione dell’attività
 Cooperazione internazionale
 Management delle divisioni
 Riunioni istituzionali (CdA, CS e CdV)
 Relazioni esterne (visitatori e contatti vari)
 Segreteria Scientifica
 Esercizio di Valutazione ANVUR “VQR 2004-2010”
Attività 2013
Cooperazione internazionale del Coordinatore scientifico (lavori e riunioni):
- BIPM (direttori NMI)
- CCTF
Cooperazione internazionale dei Responsabili di Divisione (lavori e riunioni):
- CCEM, CCM, CCPR e CCT
- EURAMET TC-EM, TC-M, TC-PR, TC-T
Risultati conseguiti
 PT 2013-2015;
 Relazione consuntiva 2012 e Relazione programmatica;
 Documenti di lavoro della Direzione Scientifica (Raccolta schede PT 2013-2015, Risultati e dati 2012 e











avvio documento 2013);
Predisposizione Piano Nazionale della Ricerca 2014-2016;
Review per l’esercizio di Valutazione della Qualità della Ricerca 2004-2010 (ANVUR);
Raccolta dati ed elaborazioni statistiche per CdV e organi di governo;
Gestione documentazione per associature, incarichi gratuiti di ricerca, assegni di ricerca, borse di studio e
tempi determinati;
Documentazione dottorati di ricerca e Scuola Dottorato di Ricerca (SCUDO);
Verbalizzazione riunioni RdD;
Mantenimento archivio della documentazione della Segreteria Scientifica;
Svolgimento della funzione di Segretari di Concorsi Pubblici e conservazione documentazione relativa;
Gestione dei moduli di acquisto delle quattro Divisioni (sistema GAO) e attività di collegamento tra le
stesse e l’Amministrazione;
Collaborazione alla rendicontazione dei contratti regionali;
Gare d’appalto relative alle forniture di apparecchiature scientifiche.
41/154
Divisione Elettromagnetismo
Responsabile: Vincenzo Lacquaniti
Risorse umane (TI + TD) al 31/12/2013
Ricercatori e Tecnologi: 39. Tecnici: 21. Altro personale tecnico-scientifico: 4.
Ulteriori risorse umane
Dottorandi e Borsisti: 12. Associati: 20.
Articolazione delle attività
La Divisione Elettromagnetismo è articolata dal punto di vista organizzativo in 4 programmi,
PROGRAMMA
E1: Metrologia elettromagnetica (Luca Callegaro)
E2: Nanotecnologie e dispositive quantistici (Luca Boarino)
E3: Ingegneria elettromagnetica (Gabriella Crotti)
E4: Magnetismo e proprietà elettromagnetiche della materia (Massimo Pasquale)
L’attività scientifica e tecnica è costruita su 9 progetti:
PE1: Implementazione del Sistema Internazionale delle Unità di Misura (SI) (Luca Callegaro)
PE2: Metrologia quantistica (Eugenio Monticone, Andrea Sosso)
PE3: Reti intelligenti per l’energia (Gabriella Crotti, Umberto Pogliano)
PE4: Nuovi materiali e tecnologie per l’efficienza e il risparmio energetico (Mauro Zucca)
PE5: Campi elettromagnetici, EMC e salute umana (Oriano Bottauscio)
PE6: Nanotecnologie (Giampiero Amato)
PE7: Nanomagnetismo (Gianfranco Durin, Paola Tiberto)
PE8: RF – Microonde e THz gap (Luciano Brunetti)
PE9: Tarature e prove (Cristina Cassiago)
Progetti della Divisione, resoconto delle attività
PE1 - Implementazione del Sistema Internazionale di misura (SI)
Il progetto si occupa della implementazione del Sistema Internazionale di unità di misura per le grandezze
elettromagnetiche in regime continuo e variabile in bassa frequenza. La proposta del nuovo Sistema
Internazionale, che verrà approvato dalla Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure nei prossimi anni,
definisce le unità elettriche in in termini di due costanti fondamentali: la carica elementare e e la costante di
Planck h. A partire dagli esperimenti basati sugli effetti quantistici Josepshon e Hall, vengono realizzate le
unità e mantenuti i campioni nazionali elettrici.
Il progetto è supportato finanziariamente, attraverso il programma E1 "Metrologia Elettromagnetica", da:
 contratti europei:
 EMRP 2012: SI-s07 AIM QuTE, “Automated Impedance Metrology Extending the Quantum Toolbox for
Electricity”, Jun 2013-Jun 2016. INRIM è leader del workpackage “Digital bridges”;
 EMRP 2012: SI-s05 Q-Wave, “A Quantum Standard for Sampled Electrical Measurements”;
42/154
 Progetto Premiale “Nanotecnologie per la metrologia elettromagnetica” (Gen 2013-Dic 2015) che include,
nel workpackage 4, la caratterizzazione all'INRIM di nuovi dispositivi quantistici elettronici basati
sull'effetto Josephson e l'effetto di single-electron tunneling;
 progetto TRACEFARAD con il KRISS, per la fornitura di un sistema di ponti di impedenze per la
realizzazione dell'unità di capacità a partire dall'effetto Hall quantistico.
Le principali attività svolte nell'ambito del progetto riguardano:
Campione Josephson di tensione elettrica
Una descrizione dell’attività è riportata nel progetto Quantum Metrology
Corrente elettrica in regime continuo
 E' stato esteso il campione di piccole correnti in regime continuo, con il metodo della carica di capacità,
per correnti sino a 1 nA;
 E' stato realizzato un sistema di misura criogenico (temperature sino a 1.6 K e campi magnetici sino a
14 T) per la caratterizzazione di dispositivi a singolo elettrone realizzati nell'ambito del Progetto
Premiale P4-2011;
 E' stato implementato un sistema primario per la taratura di DC current transducers sino a 2000 A con
incertezze dell'ordine di 10-6.
Resistenza elettrica in regime continuo
E' stato ideato un metodo per la sintesi di reti di dispositivi Hall per la generazione di campioni di resistenza
approssimanti valori decadici. Sono stati realizzati campioni di resistenza controllati in temperatura da 1 Ω
and 10 kΩ. E' stato acquisito e verrà consegnato nel 2014 un comparatore di correnti criogenico per la
riferibilità del campione di resistenza all'effetto Hall quantistico. E' stato acquisito e verrà consegnato nel
2014 un ponte di rapporto per la misura di resistenze di valore elevatissimo.
Impedenze
Nell'ambito del progetto EMRP 2012 SIB 53 AimQuTE, sono stati realizzati prototipi di ponti digitali a due
porte per la misura di impedenze arbitrarie a frequenze acustiche, con riferibilità all'effetto Hall quantistico.
E' stato implementato un metodo analitico-numerico per la stima dell'incertezza di taratura di campioni di
capacità a radiofrequenza con il metodo S-matrix.
Sono stati realizzati i componenti necessari per il contratto TRACEFARAD, di fornitura di un sistema
completo di ponti di impedenze per la realizzazione del farad a partire dall'effetto Hall quantistico.
Conducibilità elettrolitica
E' stata realizzata una cella coassiale per l'estensione del campione di conducibilità elettrolitica all'acqua
ultrapura. Sono state realizzate due celle per l'estensione del campione di conducibilità elettrolitica elevata, e
salinità.
Grandezze magnetiche
Caratterizzazione in temperatura e taratura di sensori Hall in chip con riferibilità al campione nazionale.
Capacità di misura e confronti
Sono in servizio dal giugno 2013 le CMC EURAMET.EM.9.2013, EURAMET.EM.10.2013,
EURAMET.EM.11.2013; sono state sottomesse per il reviewing le CMC EURAMET.EM.12.2013.
Partecipazione al confronto EURAMET.EM-S35 come laboratorio pilota.
Pubblicazione del confronto EURAMET.EM-S24 DC current low values, EURAMET.EM-S32 DC resistance
ultrahigh values. Draft A del confronto CCQM-K105 (INRIM lab pilota), CCQM-P142. Draft A del confronto
EURAMET.EM-K12 ac current. Misure del confronto EURAMET.EM-S35 High-current ratios.
PE2 – Metrologia quantistica
1) Sviluppo di array sia SNS che SNIS per il trasferimento di forme d’onda perfettamente quantizzate in
misure pratiche di tensioni con campionamento, anche sviluppando sistemi operanti in cryocooler
(Progetto EMRP2012 QWave).
Sono stati seguiti test preliminari in cryocooler degli effetti della temperatura sui gradini sotto
irradiazione a microonde. Le prove ed i loro risultati sono stati discussi con i collaboratori presso il PTB
e sintetizzati in un risultato finale.
43/154
E' stato ricevuto un chip per il funzionamento ad impulsi e un vettore di chip per il funzionamento LHe
dal PTB. La progettazione di un porta-campione adatto per criocooler e coassiale per la trasmissione
degli impulsi è underway.
INRIM e TUBITAK hanno definito i piani per lo sviluppo del software. Prove preliminari per la sintesi di
rapporti di tensione con alta purezza spettrale, basata su due schede ad alta velocità di aggiornamento
che utilizzano core DDS e un principio di rivelazione sincrona, sono state eseguite presso l’INRIM.
2) Realizzazione e caratterizzazione di giunzioni mesoscopiche per un campione di corrente per la
chiusura del triangolo metrologico (progetto premiale P4 wp 1 e 4) e per rivelatori SQUID.
All'interno della collaborazione con l'Istituto di Cibernetica "Eduardo Caianiello" di Pozzuoli sono stati
realizzati e caratterizzati nano-interferometri quantistici superconduttivi (nanoSQUIDs) per la misura di
singoli quanti di flusso e per la caratterizzazione di singole nanoparticelle magnetiche. Tali dispositivi
sono stati fabbricati mediante l'utilizzo di una tecnica innovativa che sfrutta un fascio ionico focalizzato
(Focused Ion Beam - FIB) per la nanostrutturazione tridimensionale di un film sottile multilayer, in
questo modo vengono realizzate giunzioni Josephson submicrometriche (0,3x0,3 µm^2) poste in un
loop anche esso con dimensioni inferiori al micron (0,2 o 0,4 µm2). I nanointerferometri sono stati
caratterizzati presso l'Istituto di Cibernetica e hanno mostrato una profondità di modulazione di 110 µA
(pari al 70% circa del valore totale della corrente critica) e un rumore di flusso di 0.65 µU0/Hz^1/2.
Nell'ambito del progetto MICROPHOTON EMRP 2012 è stata implementata una nuova tecnica di
fabbricazione 3D mediante FIB con la quale è stato possibile realizzare dispositivi mesoscopici basati
su materiali quali Al/AuPd..
Lo studio delle proprietà elettriche e strutturali di giunzioni tunnel mesoscopiche create tramite la
tecnica del FIB sculpting è proseguita nel 2013 con la caratterizzazione elettrica in-situ mediante
nanomanipolatori e l'analisi strutturale tramite indagini STEM e TEM di dispositivi SET e SQUID.
Uno studio sistematico degli effetti dello step di anodizzazione ha portato alla comprensione di come gli
ossidi anodici di tipo barriera crescano su interfacce di Al e Nb danneggiati superficialmente dalla
lavorazione ed impiantazione con ioni Ga+ accelerati a 30kV.
Le evidenze ottenute hanno consentito la definizione di un processo standard per la realizzazione
ripetibile di strutture mesoscopiche multistrato basate su giunzioni tunnel insieme alla stesura di un
protocollo di misura relativamente sicuro per la caratterizzazione in-situ di nano dispositivi altamente
delicati.
3) Nell'ambito dello sviluppo di dispositivi quantum phase slip film di Ti ultrasottile sono stati cresciuti in
UHV e caratterizzati a bassa temperatura. La transizione superconduttiva anche in film spessi solo 35
nm è di 490 mK prossima al bulk. Per la definizione delle aree è stato implementato il processo di lift-off
per EBL. L'effetto del processo litografico sulle proprietà superconduttive è stata studiato. Dalle
caratteristiche elettriche corrente-tensione a differenti temperature del bagno termico le costanti di
accoppiamento elettrone-fonone sono state determinate.
4) Realizzazione di nanoSQUID con superconduttori a bassa e alta Tc per misure di piccoli segnali
(Progetto MetNEMS EMRP 2011). Film di MgB2 con spessori tra 25 e 50 nm e transizioni tra 30 - 35 K
sono stati cresciuti all'INRIM con un sistema in UHV. Per ottenere buone caratteristiche superconduttive
con bassi spessori che consentono una migliore definizione delle geometrie, il processo di crescita è
stato ottimizzato variando il rate di deposizione di Mg e B e la temperatura di deposizione. Sui campioni
si osserva anche una bassa rugosità superficiale inferiore al nm dato particolarmente importante per
ottenere nanostrutture. Mediante il FIB sono stati definite nanocostrizioni di larghezza variabile tra 4
micrometri e 350 nm. L'effetto del danneggiamento del processo è stato studiato applicando correnti
crescenti al FIB e osservandone l'effetto sulla transizione del dispositivo. Dalle misure elettriche si
osservano correnti critiche molto elevate vicine a 107 A/cm2 tipiche di strutture uniformi. L'assenza di
isteresi in alcuni campioni mostra che il processo è promettente per la realizzazione di nanoSQUID.
PE3 – Reti intelligenti per l’energia
Il progetto è finalizzato alla costruzione del quadro metrologico di riferimento funzionale all’evoluzione della
rete di trasmissione, distribuzione e uso dell’energia elettrica in un sistema integrato, in grado di gestire flussi
bidirezionali di energia, con capacità di monitoraggio e autointervento. I temi sviluppati hanno riguardato sia
lo sviluppo di dispositivi di trasduzione e misura, sia la realizzazione dei sistemi atti a garantirne la riferibilità.
1)
Costruzione di un sistema integrato utilizzabile per la misura di potenza, di power quality e per la
caratterizzazione di Phasor Measurement Units (PMU).
E’ stato messo a punto uno strumento integrato, appartenente alla famiglia dei Virtual Instruments,
progettato per i sistemi trifase. La parte di misura è stata assemblata con uno chassis PXI National
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2)
3)
4)
5)
6)
Instrument, con schede di acquisizione di tensione e corrente a elevata risoluzione. Il sistema permette
la sincronizzazione della base dei tempi del sistema di acquisizione, e ha la capacità di utilizzare i
segnali GSP per l'etichettatura degli eventi caratterizzanti la qualità della potenza elettrica. Derivatori di
corrente e divisori resistivi completano il sistema per adattarlo ai diversi valori delle grandezze di
ingresso, mentre l’acquisizione dati è gestita da un programma in LabWindow/CVI.
Per l'elaborazione dei dati sono stati sviluppati programmi in Matlab che consentono la determinazione
con elevata accuratezza delle componenti armoniche, in condizioni di stabilità della frequenza durante
tutto il periodo di misura, e la rapida elaborazione di grandi quantità di dati, per la determinazione dei
parametri di qualità della potenza in accordo con la norma EN 61000-4-30.
Messa a punto di modelli per lo sviluppo di divisori resistivi a larga banda compensati in modulo
e fase.
Il sistema integrato per la misura di potenza, di power quality e per la caratterizzazione di PMU è stato
progettato per tensioni fino a 600 V. La caratteristica principale dei divisori utilizzati per ridurre i livelli di
tensione è la stabilità del rapporto e della differenza di fase tra ingresso e uscita, che rappresenta
un’indicazione del livello di ripetibilità delle misure. Nei modelli di divisore di tensione messi a punto, la
struttura è basata sull’assunzione che un insieme di resistori con uguale impedenza messi in serie e
parallelo crei un divisore resistivo con un comportamento indipendente dalla frequenza. La
compensazione di alcuni effetti capacitivi residui può essere quindi effettuata mediante componenti
discreti valutati mediante modelli, in base alla struttura di supporto utilizzata.
Sviluppo di un metodo step-up per la caratterizzazione assoluta del modulo e della fase del
rapporto di divisori resistivi a larga banda.
La caratterizzazione in modulo e fase dei divisori resistivi consente la misura accurata di potenza ed
energia. Per effettuare questa caratterizzazione per confronto è stato sviluppato un metodo assoluto per
la determinazione del riferimento di base. L’estensione della caratterizzazione è effettuata con un
metodo di step-up analogo a quello utilizzato per i trasferitori termici. Per quanto riguarda la fase, la
possibilità di regolare con un condensatore variabile, almeno per una certa frequenza, i divisori in fase,
consente la loro messa in punto con elevata accuratezza.
Studio delle distorsioni armoniche prodotte da convertitori HVDC di tipo VSC, per la costruzione
di filtri e per la determinazione dell’impedenza di rete in funzione della frequenza.
Nell’ambito del progetto EMRP ENG07 “HVDC” sono proseguiti gli studi per valutare gli effetti dei
convertitori HVDC sulla power quality, considerando, i più moderni sistemi di tipo Voltage Source
Converters (VSC), che utilizzano dispositivi attivi a commutazione di tensione quali ad esempio gli
Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBT) controllati con il metodo width modulation (PWM), a due o più
livelli. Sono stati esaminati i compromessi progettuali tra l’efficienza dei convertitori e la qualità della
potenza ottenuta, anche in base al costo complessivo dei filtri da utilizzare. I criteri individuati indicano
la scelta di filtri passa basso, non eccessivamente sensibili all’impedenza di linea, che può cambiare in
modo rilevante con la frequenza. Sono state esaminate strutture LC anche moderatamente dissipative
per mantenere un buon livello di efficienza.
Sono stati inoltre elaborati modelli a parametri distribuiti per la determinazione dell’impedenza di rete
alle componenti armoniche. A tale scopo, sono stati esaminati alcuni metodi volt-amperometrici, che
sono stati valutati e simulati mediante modelli Matlab-Simulink.
Messa a punto e caratterizzazione di sistemi di riferimento per la taratura di trasformatori
elettronici e trasduttori di tensione/corrente con uscita analogica.
Nell’ambito dei temi di ricerca legati al miglioramento dell’osservabilità delle reti MT, si inserisce lo
sviluppo di sistemi per la taratura di trasduttori di nuova concezione, che a tale miglioramento sono
funzionali. L’INRIM, in collaborazione con RSE S.p.A., ha sviluppato due tipologie di sistemi di taratura
per trasduttori di tensione/corrente, che realizzano il confronto tra i segnali forniti dal riferimento e dal
trasduttore in prova mediante digitalizzatori. Il primo sistema, basato su multimetri Agilent 3458
configurati come digitalizzatori e sincronizzati mediante clock esterno, consente, sulla base di una
accurata caratterizzazione, l’analisi di segnali che differiscono sino a quattro ordini di grandezza. Il
sistema è stato caratterizzato nella gamma dalla DC sino a 100 kHz. E’ stato inoltre messo a punto un
secondo sistema per utilizzo in campo, con componenti più a basso costo. Esso è modulare, con
ingressi in tensione e corrente, e permette la taratura di trasduttori sino ad alcune decine di kilohertz.
Sviluppo e caratterizzazione di un trasduttore di tensione 20 kV/√3, attenuazione 1000, con
conversione ottica analogica.
Nell’ambito della convenzione tra l’INRIM e il dipartimento di Ingegneria Industriale e dell’Informazione
della Seconda Università degli studi di Napoli e stato messo a punto un divisore elettronico ohmicocapacitivo, finalizzato a misure di power quality in impianti di media tensione, con trasferimento del
segnale analogico mediante fibra ottica garantendo in questo modo una separazione galvanica tra il
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sistema di misura e l’impianto di media tensione. Il trasduttore è stato caratterizzato in laboratorio in
ampiezza e in frequenza. Sono state inoltre condotte verifiche con forme d’onda distorte in MT.
7) Caratterizzazione e sperimentazione on-site di un sistema di trasduzione tensione/corrente per
l’analisi di PQ in reti MT e sviluppo di un software real-time per l’analisi di parametri di interesse.
Nell’ambito del progetto EMRP ENG04 Smart grid è stato messo a punto un sistema di misura per
l’analisi di alcuni parametri di power quality (PQ) nelle reti MT. I trasduttori di tensione e corrente utilizati
per la triduzione dei segnali di tensione/corrente sono stati caratterizzati in ampiezza e frequenza;
simulando in laboratorio le condizioni attese in campo. E’ stato messo a punto un sistema stand-alone
(mediante l’impiego di tecnologia National Instrument) di acquisizione ed estrazione di alcuni parametri
di PQ in tempo reale, integrato in parte su FPGA (Field Programmable Gate Array) e in parte su
sistema operativo Real-Time.
Il sistema di trasduzione, acquisizione e interpretazione è stato verificato in campo in una cabina di
trasformazione MT/BT di un impianto industriale dotato di un impianto fotovoltaico da 800 kW connesso
direttamente alla rete MT, acquisendo anche la radiazione solare.
8) Sviluppo di trasduttori di tensione MTper misura e protezione.
È continuato, nel 2013, lo studio per conto di FTM S.r.l., di un trasduttore di tensione (20/√3) kV/(2/√3) V
per misura e protezione. Sono stati studiati e realizzati diversi prototipi con l’obiettivo di ridurre gli effetti
parassiti tra gli elementi costituenti il trasduttore, che influiscono significativamente sul comportamento
in frequenza ed in temperatura anche a causa della tipologia di materiale isolante impiegato per
realizzare l’isolamento primario del dispositivo che costituisce un vincolo progettuale. E’ stata
identificata la configurazione ottimale degli elementi resistivi ed è stato realizzato un prototipo che
soddisfa tutti i requisiti progettuali.
PE4 - Nuovi materiali e tecnologie per l’efficienza e il risparmio energetico
Per lo sviluppo di questo progetto particolare attenzione è stata posta durante il 2013 allo studio dei materiali
per varie applicazioni, dalle macchine elettriche, all’energy harvesting, alla refrigerazione magnetica e non
solo. L’attività ha riguardato anche lo studio di specifici dispositivi e lo sviluppo di nuove tecniche di misura
inerenti i materiali, Le attività si sono snodate a cavallo di diversi progetti di ricerca. Nel seguito sono
specificati i principali risultati conseguiti e le attività intraprese.
1) Analisi modellistica e sperimentale dei parametri di influenza dell’efficienza di micro generatori
magnetostrittivi. (Progetto premiale, finanziato dal MIUR, WP1, e progetto EMRP ENG 02, 2013).
Nell’ambito del progetto EMRP-ENG02 è stato realizzato un nuovo set-up di misura per la determinazione
della performance e dell’efficienza di harvesters magnetostrittivi. Il sistema di prova e misura è basato sulla
diretta applicazione di una vibrazione meccanica a un campione di materiale magnetoelastico, nel campo di
frequenza fino a 500 Hz. Attraverso un vibrometro laser doppler e mediante la misura della forza dinamica
viene determinata la potenza meccanica all’ingresso del sistema. Per effetto Villari, e secondo l’influenza di
numerosi parametri elettrici, magnetici e meccanici, per effetto Faraday una forza elettro motrice si induce su
una bobina collegata ad un carico elettrico. Il tuning del sistema di misura e la sua validazione attraverso un
confronto con i risultati di un modello del sistema stesso hanno occupato una buona parte del 2013. I frutti
del lavoro svolto diverranno prodotti della ricerca durante l’anno 2014. E’ stata infine avviata la realizzazione
di un harvester basato su nastri di materiale magnetico amorfo, che in parte utilizza lo stesso layout di
misura.
2) Studio del comportamento fisico di materiali magnetocalorici: a base LaFeSi, a base Fe2P e a base
Mn e della relazione tra origine microscopica del magnetismo ed effetto magnetocalorico ottimale a
temperatura ambiente.
Nel corso del 2013 è stato sviluppato un nuovo calorimetro in campo magnetico che permette misure
dell'effetto magnetocalorico in vuoto ed in atmosfera controllata (progetto BASF). Tramite il nuovo strumento
sono state caratterizzati composti a base La(Fe-Si) nell’ambito del progetto DRREAM e FeMn (P-As-Si)
nell’ambito del progetto BASF, in collaborazione con DTU Denmark. Gli obiettivi scientifici di tale ricerca
comprendono: l'individuazione delle diverse origini microscopiche (magnetica, strutturale) della variazione di
entropia; la relazione tra l'isteresi strutturale e le proprietà magnetocaloriche e la cinetica della transizione di
fase.
3) Preparazione e caratterizzazione di magneti permanenti massivi a base Mn senza terre rare.
Sono state preparate e caratterizzate leghe MnBi allo scopo di indagare il comportamento magnetico e
strutturale della fase esagonale di tipo NiAs. Lo studio ha evidenziato il ruolo della migrazione atomica nei
siti interstiziali alla transizione di fase a 630K. Ulteriori studi sono in corso per comprendere come la fase
beta metastabile possa essere stabilizzata con opportune sostituzioni.
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4) Studio dell’anisotropia magnetica e dei cicli di isteresi nei magneti permanenti in funzione della
temperatura mediante il metodo PFM (Pulsed Field Magnetometry). (Progetto premiale P3,WP3,
2014).
È stato studiato il metodo pulsed field magnetometry per la caratterizzazione di materiali per magneti
permanenti (P6). Gli sviluppi di questa tecnica di misura sono stati oggetto di una specifica pubblicazione.
5) Studio sperimentale e teorico delle perdite in lamierini magnetici dolci Fe-Co e Fe-Si di spessore d
= 0.35 mm - 0.20 mm ed in materiali dolci compositi in regime di eccitazione alternata e rotazionale
sino alla frequenza di 10 kHz.
La ricerca è stata rivolta ai materiali non-orientati per le macchine rotanti, alla loro caratterizzazione in regimi
alternati e rotanti in una larga banda di frequenze ed alla associata modellizzazione delle perdite. Questo
studio, effettuato in lamierini non-orientati ed in materiali compositi (SMC), è collegato alla crescente
utilizzazione di macchine rotanti ad alta velocità. Sono stati, in particolare, sviluppati i seguenti temi di
ricerca:
a) Sviluppo di un nuovo magnetizzatore per la caratterizzazione dei materiali magnetici dolci (lamierini
e materiali compositi) sino a 10 kHz in campo alternato e rotazionale.
b) Caratterizzazione 1D e 2D dei lamierini magnetici Fe.Si e Fe-Co di spessore 0.20 mm da DC alla
regione del kHz (fmax = 10 kHz) con controllo della forma d’onda dell’induzione.
c) Sviluppo della teoria delle perdite magnetiche in campo alternato e rotazionale nei compositi dolci
(SMC).
d) Evidenza sperimentale dell’effetto pelle nei lamierini magnetici sottili Fe-Si e Fe-Co (d = 0.20 mm)
nella regione del kHz. Un nuovo approccio al calcolo della perdita magnetica in campo alternato in
presenza di effetto pelle basato sul CPM dinamico presenta largamente ridotte esigenze
computazionali.
e) Modellizzazione della perdita classica in campo magnetico rotazionale in presenza di effetto pelle.
f) Studio degli sforzi residui attraverso le proprietà magnetiche in Fe puro utilizzato nella struttura
magnetica di ciclotroni.
6) Caratterizzazione e studio dei modelli fisici della permeabilità magnetica e delle perdite fino alla
frequenza di 1 GHz in ferriti dolci e lamierini amorfi.
Le ferriti dolci Mn-Zn e Ni-Zn rappresentano oggi i materiali di elezione per le applicazioni nei dispositivi
elettromagnetici sino alle centinaia di MHz. Proprietà superiori, in termini di perdita inferiore e permeabilità
superiore, possono comunque essere ottenute in lamierini amorfi, con spessori variabili da 10 m a 20 m,
opportunamente trattati in campo magnetico saturante a temperature attorno a 200 °C – 300 °C. Si è
eseguito uno studio sperimentale e teorico in entrambi i tipi di materiale da DC a 1 GHz ed se ne sono
interpretati in modo completo i meccanismi del processo di magnetizzazione e della perdita e la loro
dipendenza dalla frequenza magnetizzante. In particolare lo studio delle perdite magnetiche in nelle ferriti
dolci di Mn-Zn in un ampio intervallo di frequenza, mediante l'utilizzo combinato della misura flussometrica e
della misura in guida d'onda, ha consentito lo sviluppo di un approccio generale del problema della
magnetizzazione in questi materiali, per separare i meccanismi di dissipazione associati alle rotazioni e al
moto delle pareti tra i domini. E' stato possibile identificare i diversi contributi alla perdita magnetica. Le
perdite per correnti indotte classiche sono state calcolate mediante un approccio variazionale multiscala, che
tiene conto della struttura eterogenea delle ferriti. Sopra alcuni MHz la perdita in questi materiali è associata
solamente alle rotazioni degli spin ed è principalmente dovuto agli effetti di spin damping. Essa è stata
calcolata attraverso l’applicazione dell’equazione di Landau-Lifshitz-Gilbert, tenendo conto della
distribuzione dei campi di anisotropia e dei campi magnetostatici interni.
 Lo studio della dinamica dei domini nei lamierini amorfi base-Co (spessore 10 m - 20 m) con metodo
magneto-ottico stroboscopico ad alta velocità ha permesso di confermare il rilassamento precoce dei
contributi al processo di magnetizzazione forniti dal moto delle pareti ed il permanere delle sole rotazioni
della magnetizzazione entrando nella regione del MHz. L’analisi dettagliata del processo di rotazione
attraverso l’equazione di
Landau-Lifshitz-Gilbert, in unione con l’equazione di diffusione
elettromagnetica, ha portato ad una previsione corretta dell’andamento della perdita sino alla massima
frequenza sperimentale di 1 GHz.
 Un particolare aspetto energetico associato a leghe magnetiche amorfe base-Fe è stato messo in
evidenza in relazione alla necessità di smorzare le oscillazioni dei micro- e nano-satelliti dopo la loro
messa in orbita. E’ stato dimostrato che usando una o più schiere di lamierini amorfi, collocati ad una
distanza ottimale, si può rendere massima la dissipazione di energia associata all’oscillazione del satellite
nel campo magnetico terrestre. Il confronto con altri materiali dolci, a partire dalle universalmente usate
barrette di Fe-Ni, mostra una riduzione dei tempi di smorzamento di circa un ordine di grandezza grazie
all’uso di schiere di strisce amorfe (larghezza 5 mm – 10 mm, spessore 20 m) di composizione Fe-B-Si.
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7) Sviluppo di un codice di calcolo per la determinazione delle perdite in dispositivi magnetici
innovativi.
Si è conclusa nel corso del 2013 l’attività del progetto PRIN-MEA svolto in collaborazione con il Politecnico
di Torino, l’Università di Bologna e di Reggio Emilia, rivolto allo studio di moto-generatori elettrici per
applicazioni nell’aeronautica civile. Un moto-generatore basato su una struttura asincrona polifase è stato
progettato e successivamente realizzato con due diversi rotori, uno in FeSi con lamierini sottili (0.2 mm) e
uno in FeCo. INRIM ha messo a punto un codice di calcolo specifico agli elementi finiti per la valutazione
delle perdite del motogeneratore nel funzionamento tra 6000 e 15000 rpm. Il codice, basato sulla precedente
identificazione dei modelli di perdita dei materiali, ottenuta per via di specifiche misure, ha permesso una
stima accurata delle perdite della macchina in diverse condizioni di funzionamento..
8) Caratterizzazione dell'effetto elettrocalorico in polimeri dielettrici.
E’ stata avviata una nuova attività nel corso del 2013 attraverso la collaborazione e la permanenza di un
ricercatore dell’INRIM presso l’INSA Lyon, Dept. Ingenierie des Materiaux Polymeres (Villeurbanne, France).
Tale attività riguarda la caratterizzazione dell'effetto elettrocalorico in polimeri dielettrici; anche tale effetto
può avere in prospettiva interessanti applicazioni nell’ambito della refrigerazione magnetica.
Prodotti della ricerca
No. pubblicazioni su rivista internazionale: 11
PE5 - Campi elettromagnetici, EMC e salute umana
Le attività nel campo del bioelettromagnetismo si sono articolate secondo tre linee di ricerca, rispettivamente
relative alla dosimetria elettromagnetica, allo studio di nanoparticelle magnetiche e alla biologia
computazionale. E’ stato inoltre approvato da parte del MIUR il progetto Premiale “Metrologia a supporto di
tecniche terapeutiche e diagnostiche basate sull’impiego di campi elettromagnetici e di ultrasuoni”, in
collaborazione con la Divisione Termodinamica, le cui attività sono state avviate ad inizio 2014.
1) Sviluppo di modelli e metodi di misura avanzati per la dosimetria elettromagnetica
Nell’ambito del progetto EMRP-HLT06 si sono studiate le interazioni tra campi elettromagnetici impiegati
nella diagnostica a risonanza magnetica e uomo. In questo ambito sono affrontati diversi aspetti, riguardanti
la deposizione di energia nei tessuti umani e il conseguente incremento di temperatura a seguito
dell’esposizione ai campi tempovarianti, e lo studio dei fenomeni indotti per effetto del movimento in forti
gradienti di campo statico. L’attenzione è rivolta all’esposizione sia dei pazienti, con particolare riguardo
all’impiego di sistemi MRI a campi intensi (> 7 T) e alla presenza di protesi metalliche, sia degli operatori
medici, con particolare riguardo alle implicazioni connesse con l’Interventional MRI.
Per lo studio delle interazioni elettromagnetiche e termiche in modelli anatomici avanzati (voxel-based
models), sono state sviluppate formulazioni ibride FEM-BEM nel dominio della frequenza, implementate in
codici di calcolo per piattaforme ibride CPU-GPU. E’ stata inoltre sviluppata una formulazione originale per lo
studio dei fenomeni indotti in modelli anatomici dettagliati a seguito del movimento in campi statici ad elevato
gradiente spaziale, generati da tomografi MRI.
Per quanto concerne la parte sperimentale, è stato messo a punto un set-up per effettuare misure
dosimetriche in phantom riempiti con opportuni liquidi che riproducono le proprietà elettromagnetiche medie
dei tessuti umani e si è condotta un’estesa indagine sperimentale allo scopo di validare i risultati dei modelli
numerici e di effettuare un’analisi di sensitività dei campi esterni ai fenomeni indotti all’interno del phantom.
Si è infine avviato lo studio dell’esposizione in modelli umani con la presenza di protesi metalliche passive
(es. protesi bilaterali delle anche), al fine di valutare la correlazione tra campo magnetico applicato, energia
depositata nei tessuti e incremento di temperatura localizzato.
Nell’ambito del progetto EMRP-NEW07 si sono studiati i meccanismi di interazione tra la radiazione
elettromagnetica nel campo dei terahertz e i tessuti umani, al fine di stimare la deposizione di energia e
l’incremento di temperatura negli strati superficiali della pelle, con particolare attenzione allo studio dei bodyscanners impiegati nei controlli di sicurezza. E’ stato sviluppato un modello per l’analisi combinata
elettromagnetica-termica applicabile a sistemi stratificati che simulano i tessuti umani superficiali esposti a
radiazioni distribuite e focalizzate alle microonde. In particolare, si è valutata in dettaglio l’influenza delle
proprietà elettromagnetiche e termiche dei tessuti superficiali sull’incremento di temperatura, utilizzando
tecniche di analisi Monte-Carlo.
In collaborazione con l’Azienda Ospedaliera S. Croce e Carle di Cuneo, sono state caratterizzate dal punto
di vista delle emissioni elettromagnetiche le apparecchiature per la stimolazione transcranica impiegate in
ambito ospedaliero. La mappatura del campo magnetico generato nell’ambiente circostante permetterà il
successivo studio di sistemi di schermatura appropriati, per limitare l’esposizione degli operatori. Per
effettuare l’analisi della sollecitazione indotta nel paziente, è stato infine sviluppato e validato un modello
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FEM per la simulazione delle correnti indotte in modelli anatomici ad elevata risoluzione (voxel-based
model).
Principali risultati ottenuti:
- Sviluppo di un codice di calcolo ibrido FEM-BEM, operante nel dominio della frequenza, per la
previsione del SAR locale e dell’incremento di temperatura in modelli anatomici esposti a campi
tempo-varianti generati da tomografi MRI.
- Messa a punto di un set-up sperimentale per la misura di grandezze indotte in phantom che
simulano l’esposizione in ambiente MRI.
- Sviluppo di un codice di calcolo per la valutazione degli effetti indotti in modelli anatomici a seguito
del movimento in campi statici ad elevato gradiente prodotti da tomografi MRI.
- Modelli previsionali per l’analisi dell’esposizione umana a campi elettromagnetici millimetrici e submillimetrici
- Analisi parametrica dell’influenza delle proprietà fisiche dei tessuti umani superficiali sul
riscaldamento generato da radiazioni elettromagnetica nel campo dei terahertz.
- Valutazione dell’esposizione del personale medico addetto all’impiego di dispositivi per la
stimolazione elettromagnetica transcranica.
- Valutazione, mediante modelli dosimetrici, degli effetti indotti nel sistema nervoso centrale da
dispositivi di stimolazione transcranica.
2) Produzione e caratterizzazione di nanoparticelle magnetiche funzionalizzate
Nanoparticelle di ossidi di ferro sono state prodotte mediante tecniche di sintesi chimica per coprecipitazione di sali in soluzione acquosa e mediante decomposizione termica ad alta temperatura in
solventi apolari, ottenendo nanocristalli di dimensioni comprese tra 10 nm e 15 nm in stato
superparamagnetico. Le particelle sono state ricoperte con uno strato di silice amorfa, verificato attraverso
immagini TEM, allo scopo di migliorarne la stabilità colloidale, di garantire una maggior inerzia nei confronti
dei sistemi biologici e di facilitare le successive fasi di funzionalizzazione superficiale.
Infine, a conclusione delle attività del progetto FLUOMAG, si sono compiute reazioni di funzionalizzazione
specifiche, mirate all'introduzione di molecole-sonda per la cattura di acidi nucleici, legando in modo
covalente alla superficie delle particelle catene di oligonucleotidi complementari alle sequenze presenti nel
materiale genetico del patogeno da isolare. Le nanoparticelle funzionalizzate sono state caratterizzate in
collaborazione con IVV-CNR e Università di Torino ed utilizzate per lo sviluppo di un sistema innovativo per
la diagnostica vegetale basato sulla separazione mediante nanoparticelle magnetiche.
Nanoparticelle magnetiche funzionalizzate sono state caratterizzate dal punto di vista magnetico, in
relazione alle diverse applicazioni a cui sono rivolte (drug-delivery, ipertermia). La caratterizzazione è stata
effettuata in funzione del polimero di ricoprimento, sia mediante misure di magnetizzazione isoterma in
funzione del campo magnetico applicato (cicli di isteresi) sia attraverso misure di magnetizzazione in
funzione della temperatura a campo magnetico costante (curve field-cooled e zero-field-cooled). L'analisi dei
dati sperimentali attraverso modelli teorici sviluppati in INRIM ha consentito di determinare la dimensione
efficace degli aggregati di nanoparticelle ferromagnetiche (che determina la loro reattività e la possibilità di
un'efficace dispersione in un mezzo fluido) e la loro energia media di interazione (che definisce la stabilità
dell'aggregato e la sua maggiore o minore propensione a magnetizzarsi a seguito di una sollecitazione
esterna).
Principali risultati ottenuti:
- sviluppo delle capacità di sintesi di nanocristalli di magnetite/maghemite con o senza ricoprimento di
silice
- messa a punto di un protocollo per la funzionalizzazione superficiale di nanoparticelle magnetiche
con biomolecole
- Misure magnetiche in un ampio campo di temperature in nanoparticelle magnetiche tal quali e
ricoperte con polimeri: presenza interazioni dipolari a temperatura ambiente.
- Correlazione tra interazioni dipolari e aggregazione nano particelle
- Effetto del ricoprimento
3) Modelli numerici per lo studio dell'affinità di legame fra superfici funzionalizzate e molecole
obiettivo
Nell'ambito dei fenomeni di adesione cellulare, si è studiata l'affinità di legame tra un frammento di collagene
e una proteina di membrana appartenente alla famiglia delle integrine, focalizzando l'attenzione sulla
complementarietà elettrostatica. L'analisi, condotta utilizzando un modello implicito basato sull'equazione di
Poisson-Boltzmann e implementato in un codice 3D agli Elementi al Contorno, ha permesso di porre in
evidenza il ruolo di mediatori nel processo di adesione di alcuni cationi metallici. Lo studio è stato completato
da simulazioni di dinamica browniana rivolte alla determinazione delle costanti di associazione.
Nell'ambito del Progetto EMRP HLT04 "BioSurf", l'attenzione è stata focalizzata all'interazione tra
nanoparticelle metalliche funzionalizzate (rivestite da uno strato stabilizzante di citrati) e determinate
49/154
proteine (e.g. immunoglobuline). La formazione della corona proteica è stata studiata tramite un modello
analitico basato sull'equazione di Poisson-Boltzmann, in grado di fornire indicazioni sulla variazione del
potenziale elettrocinetico in funzione delle caratteristiche della nano particella e della soluzione.
Principali risultati ottenuti:
- Valutazione, mediante modelli incentrati sulle interazioni elettrostatiche, dell'affinità di legame tra
proteine coinvolte nei meccanismi di adesione cellulare.
- Valutazione, mediante un modello analitico, del potenziale elettrocinetico di una nanoparticella
metallica funzionalizzata dispersa in una soluzione acquosa.
Prodotti della ricerca
No. pubblicazioni su rivista internazionale: 8
No. pubblicazioni in Proceedings di conferenze: 3
No. presentazioni a conference internazionali: 12
PE6 – Nanotecnologie
Sono stati prodotti, in collaborazione con il progetto Nanomagnetismo film di Ge:Mn mediante deposizione
per MBE. Rispetto all'anno precedente si é iniziato anche a produrre film massivi di materiale amorfo, o
parzialmemte ricristallizzato, al fine di aumentare la quantità di materiale e quindi verificare la sensibilità delle
tecniche di caratterizzazione. La recente acquisizione di un magnetometro SQUID dovrebbe comunque
permettere in futuro al caratterizzazione magnetica anche dei nanodot di Ge:Mn.
Mentre l'attività sui dispositivi SET non ha visto particolari avanzamenti, eccezion fatta per la collaborazione
nell'ambito del progetto EMRP "Nanophoton" , che copre aspetti adiacenti a quelli della generazione di
correnti singolari, lo studio della deposizione di grafene ha avuto alcuni sviluppi, relativi all'acquisito controllo
dei processi di "dewetting" dei film di Cu catalizzatore durante la decomposizione delle molecole di
idrocarburi, precursori del grafene. Questo ha permesso di realizzare film monostrati, di elevata uniformità,
anche se la dimensione dei domini cristallini non supera le centinaia di nm.
Per contro, un procedimento di trasferimento, messo a punto nel 2012 è stato migliorato, ottenendo il
trasferimento di grafene " patterned" su substrati isolanti.
Un ulteriore interessante sviluppo riguarda la deposizione diretta di grafene su substrati isolanti, mediante
catalisi remota. I risultati, preliminari, appaiono comunque promettenti, almeno per applicazioni nel campo
dell'ottica o della sensoristica.
Nell'ambito del Progetto EMRP-IND08 MetMags, si è proseguito lo studio modellistico di sensori micrometrici
a effetto Hall basati su materiali semiconduttori e relative eterostrutture e su materiali innovativi, come il
grafene. Attraverso la realizzazione di un modello di trasporto di carica, si è analizzata la risposta a campi
magnetici fortemente non uniformi generati da sistemi di vario tipo, e.g. nanoparticelle e nanostrutture
magnetiche. Nel campo della micro-magnetometria Hall, si è studiata la sensitività di un dispositivo in
InAs/GaSb nel rilevamento dei fenomeni di inversione della magnetizzazione caratterizzati da enucleazione
di vortice (e.g. processi di "switching" in nanodischi e nanoring in permalloy).Un'altra applicazione ha
riguardato l'analisi della sensitività a campi magnetici localizzati di dispositivi micrometrici in grafene
epitassiale cresciuto su carburo di silicio, attività svolta in collaborazione con il "Quantum Detection Group"
dell’NPL. In particolare, il modello di trasporto di carica ha permesso l'interpretazione delle mappe della
tensione trasversale misurate all'NPL con tecniche a scansione di sonda basate sull'utilizzo di una punta
magnetica per microscopia MFM. Le simulazioni hanno evidenziato il ruolo perturbativo degli effetti del
drogaggio elettrico indotto dagli accoppiamenti capacitivi tra la punta e la superficie del sensore.
Highlights
Deposizione di grafene su film di metallo catalizzatore e su isolante mediante catalisi remota
Trasferimento di film di grafene di larga area continui e strutturati, senza danneggiamento.
Studio modellistico di dispositivi micrometrici in grafene epitassiale in presenza di campi magnetici localizzati
ed effetti di drogaggio elettrico.
Progetto E7- Nanomagnetismo
Le attività del progetto nanomagnetismo nell’anno 2013 sono state svolte nell’ambito dei temi più
all’avanguardia nel panorama internazionale per applicazioni avanzate mirate alla salute, risparmio
energetico e dispositivi multifunzionali per magnetoelettronica (in accordo con quanto indicato in Horizon
2020). La ricerca è stata condotta in modo completo e multidisciplinare a tutti gli stadi e in particolare ha
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riguardato la sintesi, caratterizzazione (microstrutturale, magnetica e elettrica) e modellizzazione di sistemi
magnetici bulk, film sottili e nanoparticelle in cui i fenomeni magnetici di interesse avvengono su scala
mesoscopica o nanoscopica.
Le attività, che sono state generalmente motivate e svolte nell’ambito di Progetti nazionali e internazionali,
possono quindi riassumersi nelle seguenti linee guida:
E7.1 Realizzazione e caratterizzazione sperimentale di strutture e nanostrutture magnetiche in forma di film
sottili e multilayer sia metallici che ibridi es. array di dot/anti-dot per il magnetotrasporto e la generazione di
spinwaves, strutture/array di asteroidi per studi di dinamica di vortici/anti-vortici, nanostrip con
magnetizzazione in piano e fuori dal piano. Studio del processo di magnetizzazione mediante tecniche di
imaging (MFM). Analisi delle immagini per la determinazione di cicli di isteresi locali in strutture dot con
immagini MFM acquisite al variare del campo magnetico.
E7.2 Studio dell'interazione degli spin elettronici e dinamica di magnetizzazione per applicazioni alla
magneto-elettronica (spintronica) come memorie, dispositivi logici e sensori.
E7.3 Controllo della magnetizzazione con correnti spin-polarizzate in nanostrutture magnetiche,
considerando gli effetti termici spin-Seebeck ed spin-orbita (Rashba, spin Hall, etc.).
E7.4 Sintesi per via chimica e nanolitografica di nanoparticolati multifunzionali ed inclusioni magnetiche per
applicazioni varie (industriali, ICT, biologiche, mediche, archeologia, datazione ecc). Caratterizzazione delle
proprietà fisiche di interesse.
L'attività di modellazione dei materiali magnetici ha riguardato principalmente i primi tre temi. In particolare,
si è ultimata l'ottimizzazione del codice di calcolo micromagnetico per la soluzione dell'equazione di LandauLifshitz-Gilbert in sistemi magnetici nano-strutturati con potenziali applicazioni negli ambiti della registrazione
magnetica, della sensoristica, della spintronica e della magneto-logica. Il codice è stato implementato su una
piattaforma ibrida CPU-GPU, al fine di incrementarne in misura significativa l’efficienza computazionale. Le
sue prestazioni di calcolo sono state esaminate nella simulazione dei cicli di isteresi di sistemi con
dimensioni dell'ordine di una decina di micron (array di dot fortemente interagenti).
E’ stato inoltre sviluppato un modello numerico per lo studio del fenomeno di magnetoresistenza
anisotropica in sistemi magnetici nanostrutturati (dot e antidot) per applicazioni nella sensoristica e nella
magneto-logica. Il modello è stato ampiamente validato per confronto con risultati sperimentali (curve
magnetoresistive e immagini MFM) ottenuti dal "Quantum Detection Group" dell’NPL nell'analisi
sperimentale di nanostrutture in permalloy fabbricate presso il PTB e opportunamente geometrizzate per
consentire il confinamento di pareti di dominio. Successivamente, si è studiata in dettaglio la risposta
magnetoresistiva di tali sistemi, in funzione delle loro caratteristiche geometriche e dimensionali, e
dell'ampiezza e dell'orientamento del campo magnetico esterno. L'analisi ha permesso di evidenziare le
condizioni che portano ai meccanismi di enucleazione e propagazione delle pareti di dominio, fornendo utili
indicazioni per la progettazione di sensori magnetoresistivi finalizzati al rilevamento di nanoparticelle
magnetiche.
Il modello di magnetotrasporto è stato inoltre utilizzato per studiare il comportamento magnetoresistivo ed i
fenomeni di inversione della magnetizzazione di film nanostrutturati, focalizzando l'attenzione su array
"ordinati" di antidot in permalloy. L'analisi condotta ha permesso l'interpretazione dei risultati sperimentali
ottenuti presso l'INRIM su film preparati con tecniche di litografia elettronica.
L'attività di modelizzazione è stata anche estesa agli effetti del disordine strutturale sul moto di pareti di
dominio considerate l'elemento fondamentale delle nuove memorie. L'effetto delle correnti e dei campi
esterni sulla dinamica di magnetizzazione è stato analizzato utilizzando simulazioni basate su calcolo
parallelo. Si è giunti così ad una precisa caratterizzazione del tipo di disordine presente nelle nanostrutture e
sul tipo di risultati che si possono osservare negli esperimenti.
PE8 - RF – Microonde e THz gap
1L’intrinseca importanza del campione di potenza elettromagnetica in alta frequenza, peraltro
incrementata dal fatto di non avere tuttora soluzioni commerciali, obbliga a destinare sempre significative
risorse ad una sua continua ricostruzione; nel merito di quella effettuata nel 2013 sono stati apportati
significativi miglioramenti al campione primario sia in termini di accuratezza che di copertura di banda. Il tutto
è avvenuto attraverso interventi hardware sul microcalorimetro in linea coassiale e attraverso interventi sul
software di gestione del sistema di misura, al fine di incrementare la stabilità di temperatura all’interno del
microcalorimetro e la stabilità della potenza a microonde in esso immessa. L’azione congiunta dei suddetti
interventi si è tradotta in un miglioramento dell’accuratezza del campione primario di potenza ed allo stesso
tempo in una estensione significativa della sua banda. Attualmente il campione può essere riprodotto fra 5
MHz e 40 GHz con un incertezza inferiore a 10-3. L’uso di tali risultati sarà funzionale all’opera di
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disseminazione del campione dal momento in cui sarà completata la procedura di validazione prevista per I
laboratori metrologici primari. Quanto ottenuto è stato presentato a congresso IMEKO-TC4, sarà presentato
al prossimo CPEM 2014 ed ovviamente in appropriata pubblicazione. Se estensioni di banda sono
esclusivamente questione di investimenti, per quanto riguarda l’accuratezza del campione si ritiene di aver
raggiunto i limiti consentiti dal principio e dal metodo adottati, cioè equivalenza degli effetti termici e
sostituzione diretta di potenza in corrente continua su sensore di tipo termoelettrico. Infine la realizzazione
del campione di Potenza alle frequenze millimetriche e sub-millimetriche è stata posticipata per il mancato
avvio dei relativi progetti europei di supporto.
2Nel campo delle misure mediante analizzatori di reti vettoriali, le realizzazioni commerciali hanno
raggiunto livelli di prestazioni tali da porre in difficoltà gli stessi istituti metrologici primari quando trattasi di
asseverare i livelli d’incertezza dichiarati. Il problema è involuto anche perchè si opera con grandezze
complesse e tuttora la comunità scientifica internazionale non ha trovato un accordo sui modelli matematici e
statistici da applicare al caso. Lungi da proporre una soluzione universale, INRIM ha valutato due
applicazioni software di gestione degli analizzatori di reti vettoriali, idonei a trattare il processo di misura in
se, che le relative analisi d’incertezza. Entrambi ammettono la propagazione Gaussiana delle incertezze, ma
arrivano ai risultati seguendo percorsi non perfettamente equivalenti. Le analisi fatte, prevalentemente in
guida d’onda fra 50 - 110 GHz, e le conclusioni dedotte sono state sottomesse a riviste e convegni
internazionali.
3È stato completamento e messo in funzione il TDR (Time Domain Reflectometer) operante nel THzGap per misure di trasmissione su materiali dielettrici e in accordo con quanto previsto dal progetto EMRP
“Microwave and Terahertz metrology for homeland security”. Un obiettivo specifico di tale progetto è quello di
concorrere alla tracciabilità di sorgenti e rivelatori operanti nel campo sub-millimetrico, più in generale nel
campo noto come THz-Gap; ciò è peraltro un prerequisito per la tracciabilità di sistemi di misura più
complessi quali spettrometri, body scanner e sistemi di misura basati su immagini non ottica. I dettagli in
presentati al XXX-GMEE di Trento saranno ulteriormente descritti al CPEM 2014.
4La messa a punto dei modelli matematici per la determinazione delle costanti dielettriche e
magnetiche alle microonde e alle frequenze del THz-Gap è un’attività collegata alle precedenti, soprattutto
se coinvolte sono le misure di parametri S. La letteratura esistente in merito pur essendo ampia tende a
sottostimare il fatto che il legame matematico costanti elettromagnetiche e parametri S è tipicamente non
lineare e per giunta in campo complesso; ciò comporta problemi di convergenza, congruità ed efficienza
quando si cerca di risolvere il problema con un metodo di calcolo puramente numerico su un campo di
frequenze molto esteso. Attualmente è in valutazione l’efficienza del software di calcolo messo a punto per
i soli materiali dielettrici fino a 110 GHz.
PE9 – Tarature e prove
Il progetto si occupa principalmente dello sviluppo e mantenimento di 108 capacità di taratura e di misura
(CMC) delle grandezze elettromagnetiche in bassa ed alta frequenza e della loro relativa disseminazione. Le
attività del progetto sono comuni ai programmi E1, E3, E4.
L'attività di certificazione tecnica ha prodotto:

per l'esterno:
[360(E1)+350(E3)+23(E4)=] 733 certificati di taratura e [19(E3)+ 53(E4)=] 72 rapporti di prova;

per l'attività di supporto (audit) ad ACCREDIA:
[28(E1)+4(E3)=] 32 certificati di taratura;

per l'interno:
[101(E1)+40(E3)+4(E4)=] 145 certificati di taratura.
Sono state inoltre pubblicate 8 procedure tecniche di misura (PT-EM.1.1-02-r04, PT-EM.3.1-01, PT-EM.2.101, PT-EM.1.3-07-r01, PT-EM-3.2-05-r01, PT-QM-07-04, PT-EM.8.5-01-r00, PT-EM.11.3-01-r00)
Nell'ambito del mantenimento delle CMC s'è conclusa la revisione dell'intero insieme delle CMC della
Divisione Elettromagnetismo (EURAMET.EM.9.2013, EURAMET.EM.10.2013 e EURAMET.EM.11.2013)
con pubblicazione ad agosto 2013 nel database del BIPM (KCDB).
Per quel che concerne le attività di confronti interlaboratorio (ILC), si è costitutito il gruppo di lavoro
(coordinatore Falvio Galliana) per lo studio di fattibilità dell’attività di ILC provider secondo ISO/IEC 17043
relativamente all'impegno richiesto dalla Divisione Elettromagnetismo.
Inoltre è stato organizzato, in collaborazione con l’Università di Firenze , un confronto di misure di emissione
irradiata in camera anecoica (primo in Italia), nella gamma di frequenza da 300 MHz a 1 GHz con
52/154
partecipazione di quindici laboratori. In tale attività l'INRIM ha svolto la funzione di coordinatore e a messo a
disposizione il campione viaggiatore caratterizzato.
L'attività di sviluppo sistemi di misura per l'industria a riguardato la realizzazione di sistema automatizzato
per la taratura di generatori di "surge" e delle relative reti di accoppiamento, utilizzati nelle misure di
immunita' (EMC) ai fenomeni impulsivi, di un sistema di taratura in situ per alte tensioni a frequenza
industriale, la messa a punto e caratterizzazione in frequenza di trasduttori di tensione nella gamma da DC a
100 kHz, la taratura di trasformatori di misura elettronici di tensione e corrente, e la realizzazione di un
sistema di taratura in situ per alte tensioni a frequenza industriale.
Considerazioni complessive sullo stato di avanzamento del piano triennale nella Divisione
L’adeguamento dell’organizzazione delle attività alle linee guida di Horizon 2020 è riuscita con buona
efficienza, grazie anche alla formulazione di progetti della Divisione coerenti con quei temi.
I risultati di maggior rilievo scientifico si sono conseguiti nelle aree delle nanotecnologie e del magnetismo,
ma anche nel campo della metrologia e della modellizzazione elettromagnetica sono stati conseguiti
obbiettivi importanti come i diversi progetti EMRP finanziati e il contributo a due nuovi premiali.
Un particolare rilievo ha avuto lo svolgimento dei due precedenti premiali sulle nanotecnologie per la
metrologia e sulla gestione efficiente dell’energia che hanno entrambi conseguito risultati di buon valore sia
in termini scientifici che di messa in opera di laboratori e di trasferimento di conoscenze.
Complessivamente sono censiti nel 2013 64 lavori su riviste ISI e altre 95 comunicazioni a convegni e
conferenze nazionali e internazionali.
La Divisione ha gestito 30 contratti di ricerca sia in sede europea che nazionale, di cui 9 verso le industrie.
Sono stati emessi complessivamente 982 certificati di taratura e prova
Nel seguito sono invece sintetizzati i principali risultati conseguiti considerando le attività svolte nelle tre linee
prioritarie individuate in Horizon 2020 e definite nel Piano Triennale di attività 2013-2015:
Excellent science
Implementazione del sistema SI e Quantum Metrology:
Estensione del metodo di carica di capacità per la realizzazione del campione di corrente continua sino a 1
nA con incertezza di 50 parti per milione
Realizzazione di un THz Time Domain Spectrometer in configurazione trasmissione con relativo software di
gestione ed acquisizione dati
Realizzazione e caratterizzazione di nanoSQUID per la misura di singoli quanti di flusso e per la
caratterizzazione di singole nanoparticelle magnetiche. I dispositivi sono fabbricati mediante la tecnica di
Focused Ion Beam - FIB realizzando giunzioni Josephson submicrometriche (0,3x0,3 µm2) poste in un loop
anch’esso con dimensioni inferiori al micrometro (0,4 µm2). I nanointerferometri hanno mostrato una
profondità di modulazione di 110 µA (pari al 70% circa della corrente critica) e un rumore di flusso di 0.65
µU0/Hz^1/2
Messa in opera di Sistema in cryocooler operante tra 3.5 e 6 K con array programmabili e prima
osservazione di livelli quantistici con sistema di pilotaggio a piattaforma FPGA
Film di MgB2 con spessori tra 25 e 50 nm e transizioni tra 30 - 35 K sono stati cresciuti all'INRIM con un
sistema in UHV e nanostrutturati con FIB per realizzare nanocostrizioni per applicazioni come nanosquid e
rivelatori.
Fisica Matematica, Modellistica e ICT a supporto della metrologia
Sono stati ottenuti importanti risultati teorici nello studio dei rilassamenti in nanomagneti monodominio di
possibile ampio impatto sulla registrazione magnetica e sulle perdite di energia nei processi di
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magnetizzazione ad alta frequenza. Nella pubblicazione su Phys. Rev. Lett. 110, 147205 (2013)sono
discussi risultati teorici relativi al rilassamento della magnetizzazione verso stati ben definiti.
Un modello di campo medio solitamente utilizzato per la descrizione di una parete di dominio in un mezzo
tridimensionale è stato esteso al caso dei film sottili nella pubblicazione su Phys. Rev. E 88, 030101(R)
(2013) dove vengono discusse le proprietà della dinamica di magnetizzazione in film magnetici policristallini.
Ottimizzazione, mediante implementazione su piattaforma ibrida CPU-GPU, del codice di calcolo
micromagnetico per la soluzione dell'equazione di Landau-Lifshitz-Gilbert in sistemi magnetici micrometrici e
lo studio dei processi di magnetizzazione in film magnetici nano-strutturati.
Meeting the societal challenges
Energia
Messa in opera di un sistema per la misura di efficienza di harvesters magnetostrittivi a forza diretta.
Completamento del sistema e valutazione dell’incertezza di misura. Realizzato a conclusione del Progetto
EMRP-ENG2 “Metrology for Energy Harvesting”
Modelli previsionali per l’analisi dei fenomeni indotti in sistemi magnetici eterogenei, basati sull’impiego di
tecniche variazionali multiscala.
Sviluppo e sperimentazione di un sistema riferibile con software real-time dedicato per misure di powerquality in reti di media tensione. Realizzato a conclusione del progetto EMRP-ENG04 “Metrology for Smart
Electrical Grids
Realizzazione di un sistema di misura a campionamento della potenza trifase in regime distorto
Ambiente
Partecipazione e coordinamento a confronto internazionale per la riferibilità della misura di salinita alle unità
SI, finalizzato alla dichiarazione di CMC e produzione di CRM (vedi sotto disseminazione unità SI)
Salute
Sviluppo di metodologie computazionali e sperimentali per la dosimetria elettromagnetica applicata alla
diagnostica a risonanza magnetica.
Valutazione mediante modelli incentrati sulle interazioni elettrostatiche dell’affinità di legame tra proteine
coinvolte nei meccanismi di adesione cellulare.
Sviluppo di un codice di calcolo ibrido FEM-BEM, operante nel dominio della frequenza, per la previsione del
SAR locale e dell’incremento di temperatura in modelli anatomici esposti a campi tempo-varianti generati da
tomografi MRI.
Messa a punto di un set-up sperimentale per la misura di grandezze indotte in phantom che simulano
l’esposizione in ambiente MRI.
Sviluppo di un codice di calcolo per la valutazione degli effetti indotti in modelli anatomici a seguito del
movimento in campi statici ad elevato gradiente prodotti da tomografi MRI.
Sintesi e caratterizzazione di nano particolati ed inclusioni magnetiche per applicazioni varie (industriali, ICT,
biologiche, mediche, archeologia, datazione ecc)
Industrial leadership: addressing the innovation gap
Disseminazione delle unità SI
Realizzazione di un sistema di taratura per DC Current transformers per correnti sino a 2000 A e
accuratezze dell'ordine del ppm (pubblicazione in press, IEEE Trans. Instrum.)
Sono stati realizzati campioni di resistenza controllati in temperatura da 1 Ω and 10 kΩ.
Organizzazione ed esecuzione del confronto pilota CCQM-K105 "Electrolytic conductivity at 5.3 S·m-1",
INRIM laboratorio pilota.
Ricostruzione del campione di Potenza in alta frequenza a seguito dei miglioramenti apportati al
microcalorimetro in linea coassiale ed estensione dello stesso campione al limite consentito dalla
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strumentazione in dotazione (40 GHz). Risultati presentati a congresso IMEKO-TC4 e sottomessi al CPEM
2014.
Tecnologie abilitanti
Deposizione di grafene su film di metallo catalizzatore e su isolante mediante catalisi remota.
Trasferimento di film di grafene di larga area continui e strutturati, senza danneggiamento.
Studio modellistico di dispositivi micrometrici in grafene epitassiale in presenza di campi magnetici localizzati
ed effetti di drogaggio elettrico.
Realizzazione e caratterizzazione sperimentale di strutture e nanostrutture magnetiche in forma di film sottili
e multilayer sia metallici che ibridi es. array di dot/anti-dot per il magnetotrasporto e la generazione di
spinwaves, strutture/array di asteroidi per studi di dinamica di vortici/anti-vortici, nanostrip con
magnetizzazione in piano e fuori dal piano.
Service to industry and society
Calibration and testing
Revisione
dell’insieme
di
CMC
della
Divisione
Elettromagnetismo
EURAMET.EM.9.2013,
EURAMET.EM.10.2013, EURAMET.EM.11.2013, publicato Aug 13, 2013 sul data base delle key
comparison del BIPM
E’ stata realizzata la compattazione delle precedenti 205 CMC di elettromagnetismo in 108.
Complessivamente sono stati emessi 614 certificati di taratura, 22 test report e 62 certificati di prova.
Partecipazione a 9 cicli di confronto internazionali.
Avvio delle studio di fattibilità per l’accreditamento come fornitore qualificato (in accordo con la norma ISO
17043) per confronti nazionali interlaboratorio, nel campo delle grandezze elettromagnetiche.
Trasferimento tecnologico alle industrie
Contratto TRACEFARAD con il KRISS (Corea) per la fornitura di un sistema di ponti assistiti digitalmente e
campioni di impedenza per la realizzazione del farad a partire dall'effetto Hall quantistico.
Trasferimento tecnologico verso BASF Nel corso del 2013 è stato sviluppato un nuovo calorimetro in campo
magnetico che permette misure dell'effetto magnetocalorico in vuoto ed in atmosfera controllata (progetto
BASF).
Caratterizzazione dei materiali -permettività e permeabilità- RF e microonde.
Messa a punto dei modelli matematici per l’estrazione delle costanti dielettriche e magnetiche complesse da
misure di parametric S con particolare riguardo alle microonde e alle frequenze del THz-Gap.
Campioni nazionali (DM 591/1993)
E1
E1
E1
E1
E1
E1
E1
E1
E1
E1
E1
E3
E4
E4
Campione quantistico a effetto Josephson
Campione qunatistico a effetto Hall
Campione di tensione elettrica
Campione di resistenza elettrica
Campione di capacità elettrica
Campione di induttanza
Campione di intensità di corrente in regime alternato sinusoidale
Campione di tensione elettrica in regime alternato sinusoidale
Campione di potenza elettrica a frequenza industriale
Campione di potenza elettrica in alta frequenza
Campione di trasmissione e riflessione in alta frequenza (parametri S)
Campione di intensità di campo elettrico
Campione di flusso di induzione magnetica
Campione di induzione magnetica
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Altri campioni
E1
E1
E1
E1
E1
E3
E3
E3
E3
E3
E3
E3
E3
E3
E3
E3
E3
Campione di rapporto di tensioni e scala di tensione
Campioni per la scala di resistenza in regime continuo
Campioni di resistenza in regime alternato sinusoidale
Campione di conducibilità elettrolitica
Campioni di rapporto di tensione in regime alternato sinusoidale
Sistema di generazione di campi magnetici campione (sino a 100 kHz)
Sistema di generazione di campi elettromagnetici campione a radiofrequenza e a microonda
Sistemi campione per misure EMC di emissione condotta e irradiata
Sistemi campione per misure EMC di immunità condotta e irradiata (onda continua)
Sistemi campione per misure EMC di immunità condotta (fenomeni impulsivi)
Sistema di generazione e misura di correnti transitorie campione fino a 170 kA
Campione di rapporto di alta tensione continua fino a 100 kV
Campione di rapporto di alta tensione alternata fino a 100 kV
Sistema campione per la misura di tensioni impulsive
Sistema campione per la misura di trasformatori di tensione fino a 100 kV
Sistema campione per la misura di trasformatori di corrente
Sistema campione per strumenti di misura di scariche parziali
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Programma E1 – Metrologia elettromagnetica
Responsabile: Luca Callegaro
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
R&S
contratto
0,10
Campioni
Luciano Brunetti
R&S
INRIM
0,40
Luca Callegaro
0,30
0,30
0,20
Pier Paolo Capra
0,30
Cristina Cassiago
0,40
0,20
0,30
Francesca Durbiano
0,20
0,20
0,25
Flavio Galliana
0,30
Luca Oberto
0,40
0,30
0,30
Umberto Pogliano
0,40
0,40
0,10
Marco Sellone
0,50
0,30
0,20
1
Andrea Sosso
0,50
0,20
0,30
1
Bruno Trinchera
0,30
0,40
0,20
Roberto Cerri
0,10
0,05
0,25
Vincenzo D'Elia
0,20
0,20
Fulvio Francone
0,40
Enrico Gasparotto
0,10
0,10
Danilo Serazio
0,20
Paolo Terzi
0,20
Totale
Supporto al
SAL
0,50
0,20
0,40
0,20
0,20
0,05
Gestione e Totale
altro
1
0,20
1
0,10
1
0,10
1
0,10
1
0,20
0,70
1
0,10
1
0,10
1
0,05
0,80
0,30
0,05
0,25
0,30
0,05
0,30
0,20
0,10
1
0,10
0,30
0,50
1
0,20
0,70
0,20
0,50
0,20
0,25
0,20
0,50
0,10
4,55
3,75
0,55
Marco Lanzillotti
Luca Roncaglione
Tarature e
prove
0,25
5,30
3,30
Elena Orrù (dottorato
metrologia)
0,70
0,30
Nosherwan Shoaib
(dottorato metrologia)
1
1
0,10
1
0,20
1
0,90
1
0,95
18,40
Personale non strutturato
Totale
1,70
1
1
0,30
2
Associaz. e collaboraz.
gratuite
Giancarlo Bosco
(associato)
0,20
Franco Cabiati
(associato)
0,20
0,50
0,20
0,90
0,40
0,20
Massimo Ortolano
(associato)
0,20
0,20
Maria Pia Bussa
(associato)
0,20
0,20
Totale
Totale
0,80
7,80
3,60
0,50
0,40
5,05
4,15
1,70
0,55
0,95
22,10
57/154
Descrizione del programma
Excellent science: developing basic scientific metrology
Il programma partecipa al progetto premiale P4-2011 “Nanotecnologie per la metrologia elettromagnetica”,
workpackage “Realizzazione di sistemi ed elettronica di misura”. Sono iniziati i progetti EMRP 2012 SIB 53
“Automated impedance metrology extending the quantum
toolbox for electricity”, EMRP 2012 SIB 49 “A quantum standard for sampled electrical measurements”. Sono
operativi progetti EMRP degli anni precedenti, PRIN.e Progetto EMRP2012 QWave
INRIM e TUBITAK hanno definito i piani per lo sviluppo del software. Prove preliminari per la sintesi di
rapporti di tensione con alta purezza spettrale, basata su due schede ad alta velocità di aggiornamento che
utilizzano core DDS e un principio di rivelazione sincrona, sono state eseguite presso l’INRIM.
Sono stati realizzati prototipi di ponti digitali a due porte per la misura di impedenze arbitrarie a frequenze
acustiche, con riferibilità all'effetto Hall quantistico. E' stato esteso il campione di piccole correnti in regime
continuo, con il metodo della carica di capacità, per correnti sino a 1 nA; è stato realizzato un sistema di
misura criogenico (temperature sino a 1.6 K e campi magnetici sino a 14 T) per la caratterizzazione di
dispositivi a singolo elettrone.
E' stato reimplementato il campione di Potenza in alta frequenza a seguito dei miglioramenti apportati al
microcalorimetro in linea coassiale ed estensione dello stesso campione a 40 GHz.
E' stato completato ed è operativo il time-domain reflectometer operante nel THz-Gap per misure di
trasmissione su materiali dielettrici.
Fisica Matematica, Modellistica e ICT a supporto della metrologia
E' stato ideato un metodo per la sintesi di reti di dispositivi Hall per la generazione di campioni di resistenza
approssimanti valori decadici.
Sono stati confrontati metodi numerici per la stima dell'incertezza in analisi di reti e implementato un metodo
analitico-numerico per la stima dell'incertezza di taratura di campioni di capacità a radiofrequenza con il
metodo S-matrix.
Meeting the societal challenges
Energia
Costruzione di un sistema integrato utilizzabile per la misura di potenza, di power quality e per la
caratterizzazione di Phasor Measurement Units (PMU).
Messa a punto di modelli per lo sviluppo di divisori resistivi a larga banda compensati in modulo e fase.
Sviluppo di un metodo di step-up per la caratterizzazione assoluta del modulo e della fase del rapporto di
divisori resistivi a larga banda.
Studi per la caratterizzazione delle distorsioni armoniche prodotte da convertitori HVDC di tipo Voltage
Source Converters (VSC), per la costruzione dei relativi filtri e per la determinazione della impedenza di rete
in funzione della frequenza.
Ambiente
Realizzazione di un circuito idraulico e caratterizzazione una cella coassiale per l'estensione della riferibilità
della conducibilità elettrolitica all'acqua ultrapura.
Miglioramento del sistema di misura e caratterizzazione di due celle per l’estensione della riferibilità della
conducibilità elettrolitica all'acqua di mare.
Sviluppo di un sistema per la caratterizzazione di sensori MOS di temperatura e umidità.
Industrial leadership
Disseminazione delle unità SI
E' stato acquisito e verrà consegnato nel 2014 un comparatore di correnti criogenico per la riferibilità del
campione di resistenza all'effetto Hall quantistico.
E' stato acquisito e verrà consegnato nel 2014 un ponte di rapporto per la misura di resistenze di valore
elevatissimo.
58/154
E' stato implementato un sistema primario per la taratura di DC current transducers sino a 2000 A con
incertezze dell'ordine di 10-6.
Sono stati realizzati campioni di resistenza controllati in temperatura da 1 Ω and 10 kΩ.
Estensione della riferibilità delle misure di conducibilità elettrica al regime delle conducibilità molto elevate e
dell'acqua pura.
Service to industry and society
Calibration and testing
Messa in servizio delle CMC EURAMET.EM.9.2013, EURAMET.EM.10.2013, EURAMET.EM.11.2013,
Sottomissione per il review delle CMC EURAMET.EM.12.2013
Partecipazione al confronto EURAMET.EM-S35 come laboratorio pilota.
Pubblicazione del confronto EURAMET.EM-S24 DC current low values, EURAMET.EM-S32 DC resistance
ultrahigh values. Draft A del confronto CCQM-K105 (INRIM lab pilota), CCQM-P142. Draft A del confronto
EURAMET.EM-K12 ac current. Misure del confronto EURAMET.EM-S35 High-current ratios, CCEM.RFK5.c.CL S-parameter.
Revisione procedure PT-EM.1.1-02-r04, PT-EM.3.1-0, PT-EM.2.1-01, PT-EM-3.2-05-r01, PT-QM-07-04.
Auditing E2013-06, E2013-11
Trasferimento tecnologico alle industrie
Contratto TRACEFARAD con il KRISS (Corea) per la fornitura di un sistema di ponti assistiti digitalmente e
campioni di impedenza per la realizzazione del farad a partire dall'effetto Hall quantitstico.
Risultati di particolare rilievo
Pubblicazione di 11 pubblicazioni su rivista con IF, 1 su rivista internazionale, su rivista nazionale, 9
pubblicazioni su atti di congressi internazionali, 5 pubblicazioni su atti di congressi nazionali, 16
comunicazioni a congressi internazionali, 1 comunicazione a congresso nazionale, rapporti tecnici, 17
rapporti tecnici e di contratto.
Pubblicazione del confronto EURAMET.EM-S24 DC current low values, EURAMET.EM-S32 DC resistance
ultrahigh values. Draft A del confronto CCQM-K105 (INRIM lab pilota), CCQM-P142. Draft A del confronto
EURAMET.EM-K12 ac current. Misure del confronto EURAMET.EM-S35 High-current ratios, CCEM.RFK5.c.CL S-parameter.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
Emissione di 698 certificati di taratura (a ottobre 2013).
Auditing di laboratori e implementazione di confronti interlaboratorio per i centri di taratura.
Organizzazione di un corso di elettronica di base per l'istituto.
Collaborazione INRIM-KRISS e contratto TRACEFARAD per la realizzazione dell'unità coreana di capacita
con un sistema di ponti digitali INRIM.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Il riepilogo analitico mostra una ragionevole copertura dei risultati attesi. Il punto critico principale, che
comprometterà i risultati futuri, è il personale vicino alla quiescenza o al termine del rapporto di lavoro a
tempo determinato, che è già insufficiente per il perseguimento dell'attività istituzionale. La realizzazione del
campione di Potenza alle frequenze millimetriche e sub-millimetriche è stata posticipata per il mancato avvio
dei relativi progetti europei di supporto.
59/154
Programma E2 – Nanotecnologie e Dispositivi Quantistici
Responsabile: Luca Boarino
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
R&S
INRIM
Ricercatori e tecnologi
Vincenzo Lacquaniti
Giampiero Amato
Luca Boarino
Eugenio Monticone
Natascia De Leo
Chiara Portesi
Tecnici (CT e OT)
Roberto Rocci
Emanuele Enrico
Totale
Dottorandi e Assegnisti
Matteo Fretto (assegno)
Alessandro Cultrera (dott.)
Angelo Angelini (dott.)
Luca Croin (dott.)
Diego Chiabrando (dott.)
Aleandro Antidorni (dott.)
Jacopo Frascaroli (borsa)
Totale
Personale esterno associato
Prof. Michele Laus
Dott. Katia Sparnacci
Dott. Paolo Olivero
Prof. Ettore Vittone
Dott E. Descrovi
Dott. M. Perego
Dott. M. Graziano
Totale
Totale
R&S
contratto
Campioni
Tarature
e prove
Supporto
al SAL
Gestione
e altro
Totale
0,40
0,75
0,20
0,70
0,75
0,70
0,25
0,50
0,30
0,25
0,30
0,60
1
0,70
1
1
1
0,80
0,50
4,80
0,20
0,50
2,30
1
1
7,30
0,70
0,20
0,40
0,30
0,30
0,40
0,40
2,70
0,30
0,20
0,10
0,10
0,10
0,20
0,20
0,10
0,20
1
8,50
0,20
0,20
1
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
3,40
0,10
0,10
0,70
0,10
0,10
0,10
0,10
0,40
3,40
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
1,40
12,10
Descrizione del programma
Excellent science: developing basic scientific metrology
Sviluppo di modelli per la microscopia a sonda basati su copolimeri a blocchi.
In questo ambito di ricerca, legato al progetto EMRP SiB61 CRYSTAL, si sono avviati gli studi per la
realizzazione di standard AFM basati su nanostrutture in silicio e ossido di silicio ottenute attraverso Directed
Self Assembly di copolimeri a blocchi.
Sviluppo di array sia SNS che SNIS per il trasferimento di forme d’onda perfettamente quantizzate in misure
pratiche di tensioni con campionamento, anche sviluppando sistemi operanti in cryocooler (Progetto
EMRP2012 QWave
All'interno della collaborazione con l'Istituto di Cibernetica "Eduardo Caianiello" di Pozzuoli sono stati
realizzati e caratterizzati nano-interferometri quantistici superconduttivi (nanoSQUIDs) per la misura di singoli
quanti di flusso e per la caratterizzazione di singole nanoparticelle magnetiche. Tali dispositivi sono stati
fabbricati mediante Focused Ion Beam - FIB per la nanostrutturazione tridimensionale di un film sottile
multilayer, in questo modo vengono realizzate giunzioni Josephson submicrometriche (0,3x0,3 µm^2) poste
in un loop anche esso con dimensioni inferiori al micron (0,4 µm2). I nanointerferometri hanno mostrato una
profondità di modulazione di 110 µA (pari al 70% circa del valore totale della corrente critica) e un rumore di
flusso di 0.65 µU0/Hz^1/2.
60/154
Nell'ambito del progetto MICROPHOTON EMRP 2012 è stata implementata una nuova tecnica di
fabbricazione 3D mediante FIB con la quale è stato possibile realizzare dispositivi mesoscopici basati su
materiali quali Al/AuPd aventi strutture sospese e giunzioni metallo Normale – Superconduttore di dimensioni
100x100 nm2.
Lo studio della deposizione di grafene ha avuto alcuni sviluppi, relativi all'acquisito controllo dei processi di
"dewetting" dei film di Cu catalizzatore durante la decomposizione delle molecole di idrocarburi, precursori
del grafene.
Con un procedimento di trasferimento, messo a punto nel 2012, si è riusciti a trasferire grafene " patterned"
su substrati isolanti.
Un ulteriore interessante sviluppo riguarda la deposizione diretta di grafene su substrati isolanti, mediante
catalisi remota.
Implementazione di nanofili di Ti per meandri e resistori in grado di verificare il quantum phase slip.
Film di Ti ultrasottili depositati in UHV mostrano una transizione superconduttiva di 450 mK. Mediante la
tecnica lift-off per EBL è stata studiato l'effetto del processo sulle proprietà superconduttive.
Ti ultrathin films grown in UHV show a superconducting transition of 450 mK close to bulk. With lift-off and
EBL technique the process effect on the superconducting properties has been studied.
5 Realizzazione di nanoSQUID con superconduttori a bassa e alta Tc per misure di
piccoli segnali (Progetto MetNEMS EMRP 2011).
Meeting the societal challenges
Energy
Studio e fabbricazione di anodi in silicio nanostrutturato per le batterie a stato solido
In collaborazione con l’Université Mediterraneé di Marsiglia è stata avviata una collaborazione col gruppo del
Prof. T. Dienzian sulla fabbricazione e caratterizzazione di elettrodi nanostrutturati al silicio per batterie a
stato solido.
Health
Studio e sintesi di nanoparticelle core-shell per il drug delivery.
In collaborazione con Ian Gilmore e Martin Seah, del gruppo di surface analysis dell’NPL, è stato condotto
uno studio SIMS su particelle core-shell in oro e ossido di silicio. Tale studio, che potrà avere risvolti in
ambito biomedico, ha condotto alla pubblicazione su una rivista ad alto IF.
Enviroment
Studio e realizzazione di sistemi di fotosintesi a stato solido
Nel 2013 sono stati intrapresi I primi studi di fattibilità su nuovi sistemi fotosintetici a stato solido che
accoppiano tre tipi di tecnologie attualmente lontane tra loro, fotovoltaico, celle a combustibile e sistemi per
la catalisi della CO2, per integrarli in un unico dispositivo che riproduca l’abbattimento del gas serra con
materiali tipici dell’elettronica. Il risultato di questi sforzi è stato la proposizione di un progetto ERC,
SUNCLYPSE, che ha superato la seconda fase di valutazione, ma che non è stato finanziato nella fase
finale del processo di valutazione. Verrà riproposto nel 2014.
Industrial leadership
Key and enabling technologies
Nuovi materiali nanostrutturati con funzionalità aggiunte per trasporto di carica e spin e
manipolazione di dinamiche di magnetizzazione: semiconduttori magnetici diluiti, grafene, polimeri conduttivi,
schiere di nanofili and nanodots.
Sono stati prodotti, in collaborazione con il progetto Nanomagnetismo film di Ge:Mn mediante deposizione
per MBE. Rispetto all'anno precedente si é iniziato anche a produrre film massivi di materiale amorfo, o
parzialmemte ricristallizzato, al fine di aumentare la quantità di materiale e quindi verificare la sensibilità delle
tecniche di caratterizzazione. La recente acquisizione di un magnetometro SQUID dovrebbe comunque
permettere in futuro al caratterizzazione magnetica anche dei nanodot di Ge:Mn.
Lo studio della deposizione di grafene ha avuto alcuni sviluppi, relativi all'acquisito controllo dei processi di
"dewetting" dei film di Cu catalizzatore durante la decomposizione delle molecole di idrocarburi, precursori
del grafene. Questo ha permesso di realizzare film monostrati, di elevata uniformità, anche se la dimensione
dei domini cristallini non supera le centinaia di nm.
Per contro, un procedimento di trasferimento, messo a punto nel 2012 è stato migliorato, ottenendo il
trasferimento di grafene " patterned" su substrati isolanti.
61/154
Un ulteriore interessante sviluppo riguarda la deposizione diretta di grafene su substrati isolanti, mediante
catalisi remota. I risultati, preliminari, appaiono comunque promettenti, almeno per applicazioni nel campo
dell'ottica o della sensoristica.
Tecnologie per dispositivi e materiali nanostrutturati: nanogiunzioni, rivelatori a nanobolometro, selfassembly sotto i 50 nm
In questo ambito si stanno sviluppando nuovi metodi di nanostrutturazione per self-assembly basati su
copolimeri a blocchi, annealing per Rapid Thermal Processing e graphoepytaxy.
Risultati di particolare rilievo
L. Yang, M.P. Seah, I.S. Gilmore, R. JH Morris, M. Graeme Dowsett, L. Boarino, K. Sparnacci, M. Laus: Depth Profiling
and Melting of Nanoparticles in Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS). Journal of Physics Chemistry C, Vol. 117, pp.
16042−16052, 2013. IF 4,814
A. Granata, A. Vettoliere, R. Russo, M. Fretto, N. De Leo, V. Lacquaniti: Three-dimensional spin nanosensor based on
reliable tunnel Josephson nano-junctions for nanomagnetism investigations. Applied Physics Letters, Vol. 103, art.
102602, 2013. IF 3,794
A Angelini, E Enrico, N De Leo, P Munzert, L Boarino, F Michelotti, F Giorgis, and E Descrovi, New Journal of Physics
15 (7), 073002 (2013). IF 4,063
In evidenza la crescita della collaborazione scientifica col gruppo di Surface Analysis di NPL, che nell’ambito
del progetto EMRP n01 TReND ha portato alla pubblicazione del lavoro sopracitato e allo sviluppo di modelli
e materiali di riferimento per SIMS basati su copolimeri a blocchi.
Questa attività col politecnico di Torino è tesa a sviluppare nanostrutture per la fotonica e il biosensing. In
particolare le famiglie di lenti di Fresnel con tecniche di FIB sculpting e nano litografia a fascio elettronico.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
L’approccio congiunto perseguito dal programma E2, quello cioè di sviluppare attività di ricerca
complementari quali la manipolazione e la lavorazione di singoli nano-oggetti ed il self-assembly su larga
area stanno producendo notevoli risultati scientifici e grande richiesta da Istituti, aziende ed enti accademici
nazionali ed europei. In particolare la preparativa TEM e i dispositivi ottenuti mediante FIB sculpting stanno
ottenendo riconoscimento nazionale, mentre le nanostrutture su larga area ottenute mediante Direct Self
Assembly vengono richieste dagli NMI quali modelli per la calibrazione di tecniche avanzate di
caratterizzazione quali X, SIMS, AFM ed ellissometria.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Risultati migliori del preventivato in diversi temi (nanoSQUID, deposizione grafene, copolimeri a blocchi
caratterizzazione strutturale di nano materiali. Difficoltà conseguire risultati a breve sulla sperimentazione di
SET.
Il programma ha una scarsità di personale strutturato rispetto alle necessità crescenti e richiede un
ampliamento delle strutture di laboratorio per nuova strumentazione.
62/154
Programma E3 – Ingegneria Elettromagnetica
Responsabile: Gabriella Crotti
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
R&S
INRIM
Michele Borsero
0,20
Oriano Bottauscio
0,20
Gabriella Crotti
0,15
Domenico Giordano
0,10
Alessandra Manzin
0,10
Angelo Sardi
0,15
Mauro Zucca
0,15
Andrea Agosto
0,10
Luciano Bellavia
0,05
Luca Cinnirella
0,05
Federico Fissore
0,05
Valter Giusio
0,05
Giorgio Varetto
0,05
Giuseppe Vizio
0,10
Totale 1,50
Patrizio Ansalone (TD)
0,20
Luca Zilberti (TD)
0,20
Paolo Emilio Roccato (assegno) 0,20
Totale 0,60
Mario Chiampi (associato)
0,40
Enrico Vecchiotti (coll. gratuita)
Claudio Ruffino (coll. gratuita)
Totale 0,40
Totale
2,50
R&S
contratto
0,40
0,70
0,40
0,65
0,75
0,70
0,20
0,15
0,10
0,15
4,20
0,80
0,80
1,60
5,80
Campioni
0,20
Tarature
e prove
0,10
0,20
0,15
0,10
0,05
0,15
0,25
0,10
0,10
0,25
0,20
0,25
0,20
2,05
0,35
0,10
0,35
0,75
0,60
0,50
0,70
0,50
0,25
4,35
0,30
0,30
0,40
0,40
0,20
0,05
0,25
0,05
0,05
2,60
4,80
Supporto
al SAL
0,05
0,05
Gestione
e altro
0,10
0,10
0,15
0,05
0,05
0,05
0,05
0,10
0,10
0,15
0,05
0,05
0,10
1,10
0,10
0,10
0,05
1,20
Totale
1
1
1
1
0,90
0,70
1
1
1
0,90
1
1
1
0,95
13,25
1
1
1
3
0,40
0,20
0,10
0,70
16,95
Descrizione del programma
Le attività svolte dal Programma E3 si inquadrano nell’ambito dei temi energia, salute, nanomagnetismo
computazionale e nanotecnologie, servizi all’industria e trasferimento tecnologico
Excellent science/Computational nanomagnetism
 Ottimizzazione, mediante implementazione su piattaforma ibrida CPU-GPU, del codice di calcolo
micromagnetico per la soluzione dell'equazione di Landau-Lifshitz-Gilbert in sistemi magnetici
micrometrici e lo studio dei processi di magnetizzazione in film magnetici nano-strutturati.
 Sviluppo di un modello numerico per lo studio del fenomeno di magnetoresistenza anisotropica in
sistemi magnetici nanostrutturati per applicazioni nella sensoristica e nella magneto-logica (Progetto
EMRP-IND08 MetMags). Studio della risposta magnetoresistiva di nanostrutture in permalloy e dei
meccanismi di enucleazione/propagazione di pareti di dominio.
 Applicazione del modello di magnetotrasporto nell'analisi del comportamento magnetoresistivo e dei
fenomeni di inversione della magnetizzazione di film nanostrutturati (array "ordinati" di antidot in
permalloy) e relativo confronto con risultati sperimentali.
Meeting the societal challenges/Energy
 Analisi delle perdite magnetiche nella gamma di velocità da 6000 rpm a 15000 rpm basata sulla
progettazione finale del moto-generatore elettrico sviluppato nell’ambito del Progetto PRIN-MEA,
mediante l’utilizzo dei modelli di isteresi integrati in codici FEM..
 Completamento e tuning finale del set-up di misura per harvesters magnetostrittivi; valutazione
dell’incertezza di misura del sistema (conclusione del Progetto EMRP-ENG2 Energy Harvesting).
Misure di efficienza e di performance su rod di Terfenol-D. Analisi dei parametri magnetici, elettrici e
meccanici di influenza della performance.
 Sviluppo di modelli previsionali per l’analisi dei fenomeni indotti in sistemi magnetici eterogenei, basati
sull’impiego di tecniche variazionali multiscala, e per lo studio dei processi di magnetizzazione in nastri
amorfi, mediante l’accoppiamento delle equazioni di Landau-Lifshitz-Gilbert e di Maxwell, per la
determinazione delle perdite magnetiche in un ampio campo di frequenze.
63/154
 Messa a punto e caratterizzazione, nell’ambito di un contratto di Ricerca con RSE S.p.A. di due sistemi
di misura per la taratura di trasduttori di tensione/corrente con uscita analogica da DC a 100 kHz.
 Studio, sviluppo e caratterizzazione, in collaborazione con la Seconda Università degli Studi di Napoli,
di un trasformatore di tensione elettronico 20 kV/3 con sistema di trasmissione ottico-analogico.
 Caratterizzazione e sperimentazione on-site di un sistema di misura con trasduzione tensione/corrente
e software real-time per la valutazione di parametri di interesse, finalizzato all’analisi di power quality in
reti di media tensione con presenza di sistemi di produzione di energia a generazione distribuita.
 Nel campo delle misure EMC, studio e sperimentazione, in collaborazione con l’Università di Firenze,
di un metodo per la caratterizzazione nel dominio del tempo dei sistemi di misura usati per la taratura
dei generatori di impulsi (scariche elettrostatiche, fast transient, surge) per verifiche di immunita'.
Meeting the societal challenges/Health
Le attività afferenti al tema Health si sono articolate in due linee di attività, relative rispettivamente alla
dosimetria elettromagnetica (progetti EMRP HLT-06 e EMRP-NEW07), e alla biologia computazionale.
a) Dosimetria elettromagnetica
 Sviluppo di modelli per lo studio delle interazioni elettromagnetiche (EM) e termiche in modelli
anatomici avanzati (voxel-based models) operanti nel dominio della frequenza, basati su tecniche
ibride FEM-BEM.
 Sviluppo di una formulazione innovativa per lo studio dei fenomeni indotti in modelli anatomici
dettagliati dal movimento in campi statici a elevato gradiente spaziale, generati da tomografi MRI.
 Messa a punto di un set-up per misure dosimetriche in phantom riempiti con liquidi che riproducono le
proprietà elettromagnetiche medie dei tessuti umani
 Sviluppo di un modello per l’analisi combinata elettromagnetica-termica applicabile a sistemi stratificati
che simulano i tessuti umani superficiali esposti a radiazioni distribuite e focalizzate alle microonde.
 Studio dei meccanismi di interazione tra la radiazione EM nel campo dei terahertz e i tessuti umani, al
fine di stimare la deposizione di energia e l’incremento di temperatura negli strati superficiali della pelle.
 In collaborazione con l’Azienda Ospedaliera S. Croce e Carle di Cuneo, caratterizzazione delle
emissioni elettromagnetiche delle apparecchiature per la stimolazione transcranica.
 Sviluppo e validazione di un modello FEM per la simulazione delle correnti indotte in modelli anatomici
ad elevata risoluzione (voxel-based model).
b) Biologia computazionale
 Approfondimento mediante un modello implicito basato sull'equazione di Poisson-Boltzmann, dello
studio dell'affinità di legame tra un frammento di collagene e una proteina di membrana appartenente
alla famiglia delle integrina.
 Studio dell'interazione tra nanoparticelle metalliche funzionalizzate, rivestite da uno strato stabilizzante
di citrati, e determinate proteine, quali ad esempio immunoglobuline. (Progetto EMRP-HLT04).
Industrial leadership/ Key and enabling technologies

Sviluppo di un modello numerico per la simulazione della risposta di un sensore micrometrico a effetto
Hall in presenza di campi magnetici fortemente non uniformi prodotti da nanostrutture magnetiche
(Progetto EMRP-IND08 MetMags).
 Studio della sensitività di un dispositivo micrometrico in InAs/GaSb nel rilevamento dei fenomeni di
inversione della magnetizzazione caratterizzati da enucleazione di vortice.
 Analisi dei fenomeni di trasporto di carica in dispositivi micrometrici in grafene epitassiale, in presenza
di campi magnetici fortemente localizzati ed effetti di drogaggio elettrico (in collaborazione con il
"Quantum Detection Group" dell’NPL).
Service to industry and society/Calibration and testing
 Realizzazione di un sistema automatizzato per la taratura di generatori di "surge" e delle relative reti di
accoppiamento, utilizzati nelle misure di immunita' (EMC) ai fenomeni impulsivi.

Coordinamento, in collaborazione con l’Università di Firenze, di un confronto di misure di emissione
irradiata in camera anecoica (primo in Italia, 15 laboratori,), nella gamma da 300 MHz a 1 GHz.
 Messa a punto di un laboratorio per la misura del rapporto di forti correnti sino a 10 kA.
 Realizzazione di un sistema di taratura in situ per alte tensioni a frequenza industriale
Service to industry and society/Trasferimento tecnologico alle industrie
 Nell’ambito di un contratto di consulenza con FTM s.r.l., progettazione, realizzazione e caratterizzato
un sensore stand-alone (divisore resistivo) di tensione per misure su sistemi di distribuzione in reti MT.
 Convenzione con TERNA per lo sviluppo di sistemi e tecniche di misura in Alta tensione
 Collaborazione con ACAE per la certificazione di prodotto
 Contributi all’attività di normazione tecnica
64/154
Risultati di particolare rilievo
Excellence science
 Codice di calcolo micromagnetico per la soluzione dell'equazione di Landau-Lifshitz-Gilbert in sistemi
magnetici micrometrici e lo studio dei processi di magnetizzazione in film magnetici nano-strutturati.
 Modello numerico per lo studio del fenomeno di magnetoresistenza anisotropica in sistemi magnetici
nanostrutturati per applicazioni nella sensoristica e nella magneto-logica.
Meeting the societal challenges




Metodi variazionali multiscala per l’analisi di strutture magnetiche eterogenee.
Set-up per la misura di harvesters magentistrittivi a forza diretta (EMRP ENG2 Energy harvesting)
Sistema riferibile per misure di PQ in reti in media tensione (EMRP ENG04 Smart Grids). .
Codice di calcolo per la valutazione degli effetti indotti in modelli anatomici a seguito del movimento in
campi statici ad elevato gradiente prodotti da tomografi MRI.
 Modelli previsionali per l’analisi dell’esposizione umana a campi EM millimetrici e sub-millimetrici e
analisi parametrica dell’influenza delle proprietà fisiche dei tessuti umani superficiali sul riscaldamento.
 Valutazione degli effetti indotti nel sistema nervoso centrale da dispositivi di stimolazione transcranica.
 Studio modellistico di dispositivi micrometrici in grafene epitassiale in presenza di campi magnetici
localizzati ed effetti di drogaggio elettrico.
Service to industry and society
 Risultati conseguiti nel confronto chiave CCEM.RF-K24.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
I risultati conseguiti hanno un impatto sul contesto esterno in relazione allo sviluppo di prodotti, al
trasferimento di riferibilità, alla salute e allo sviluppo dell’attività normativa. L’attività di taratura, prova e
consulenza fornita contribuisce all’aumento della competitività delle aziende. Si segnalano in particolare:
 l’impatto sulle tecniche diagnostiche MRI e il supporto alle decisioni normative-legislative sul tema;
 l’impatto economico e le ricadute sulla sicurezza legati allo sviluppo di nuovi prodotti;
 le ricadute nell'ambito delle tecnologie dell'informazione e della comunicazione;
 il contributo alle tecnologie per il risparmio energetico e il miglioramento dell’osservabilità delle reti.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
I risultati conseguiti sono sostanzialmente in linea con quanto previsto nell’ambito del programma triennale
2012-14. Alcuni tra i risultati indicati in sede di programma triennale, si caratterizzano per un
conseguimento sul più lungo periodo e sono quindi solo parzialmente raggiunti.
Eventuali altri risultati/prodotti
Descrizione
Confronti in corso:
EURAMET.EM.RF-S27, EURAMET.EM-S37, EURAMET.EM-S33
Pubblicazione su rivista con IF (14), su rivista internazionale, su rivista nazionale (1), pubblicazioni su atti
di congressi (12), rapporti tecnici (16), comunicazioni a riunioni e conferenze internazionali e nazionali
(23).
Documenti emessi: 390 (certificati di taratura) + 19 (Rapporti di Prova e test report)
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Programma E4 – Magnetismo e proprietà elettromagnetiche della materia
Responsabile: Massimo Pasquale
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
Carlo Appino
Vittorio Basso
Cinzia Beatrice
Giorgio Bertotti
Francesca Celegato
Marco Coïsson
Gianfranco Durin
Enzo Ferrara
Michaela Küpferling
Alessandro Magni
Luca Martino
Elena Olivetti
Massimo Pasquale
Luciano Rocchino
Carlo Paolo Sasso
Paola Tiberto
Luca Toso
Franco Vinai
R&S
INRIM
1
0,60
1
0,50
0,80
0,80
0,80
0,70
0,70
0,80
0,80
0,60
0,60
0,25
0,65
0,80
Totale 11,40
Personale non strutturato
Ambra Caprile (dott.)
1
Cecilia Bennati (dott.)
1
Carmen Curcio (borsista
DDREAM)
Gabriele Barrera (dott.)
1
Totale
3
Associati
Paolo Allia
0,15
Marcello Baricco
0,25
Fausto Fiorillo (coll. gratuita)
0,80
Carlo Ragusa
0,25
Claudio Serpico
0,15
Totale 1,60
Totale
16
R&S
contratto
Campioni
Tarature
e prove
Supporto
al SAL
Gestione
e altro
0,40
0,50
0,20
0,20
0,20
0,10
0,30
0,20
0,20
0,40
0,30
0,10
0,15
0,60
0,60
0,40
0,75
1
0,30
0,30
0,20
3,80
0,05
0,15
Totale
1
1
1
1
1
1
1
0,80
1
1
1
1
1
1
0,30
1
1
1
17,10
1
1
1
1
1
1
4
0,15
0,05
0,05
0,05
0,15
0,35
5,15
0,05
0,80
0,05
1,05
0,15
0,30
0,25
0,95
0,25
0,30
2,05
23,15
Descrizione del programma
I principali obiettivi del programma riguardano la preparazione, la caratterizzazione e lo studio di modelli
fenomenologici relativi a materiali magnetici ed applicazioni in un ampio spettro di composizioni e proprietà.
Con riferimento ai temi indicati nel piano triennale sono stati conseguiti i seguenti risultati.
Excellent science
Sono stati ottenuti importanti risultati teorici nello studio dei rilassamenti in nanomagneti monodominio di
possibile ampio impatto sulla registrazione magnetica e sulle perdite di energia nei processi di
magnetizzazione ad alta frequenza.
Studio dell'interazione degli spin elettronici e dinamica di magnetizzazione per applicazioni alla magnetoelettronica (spintronica) come memorie, dispositivi logici e sensori.
Meeting the societal challenges
Energy
Sono state effettuate caratterizzazioni termomagnetiche avanzate e si sono studiati modelli per
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l'individuazione delle diverse origini microscopiche (magnetica, strutturale) della variazione di entropia
nonché lo studio della relazione tra l'isteresi strutturale e le proprietà magnetocaloriche e la cinetica della
transizione di fase con diverse pubblicazioni scientifiche.
Health
Sono proseguite le attività di studio, preparazione e caratterizzazione di nanoparticelle magnetiche
funzionalizzate per applicazioni biomedicali ed è stato proposta una specifica attività nell’ambito di un
progetto premiale (approvato nel 2014).
Industrial leadership: addressing the innovation gap
Disseminazione delle unità SI
Sono proseguite le attività sulla riferibilità delle misure magnetiche con particolare riferimento alle
nanostrutture per la sensoristica (progetto EMRP MetMags).
Tecnologie abilitanti
Sono iniziate nuove attività di analisi di materiali specifici per il trasporto di carica e spin effetto Spin-Seebeck
(nell’ambito del progetto EMRP SpinCal) e sono proseguite le attività di analisi di materiali per la
manipolazione della dinamica di Magnetizzazione in nanofili ed array di nanodots/antidots.
Sono state realizzate e caratterizzate strutture e nanostrutture magnetiche in forma di film sottili e multilayer
sia metallici che ibridi es. array di dot/anti-dot per il magnetotrasporto e la generazione di spinwaves,
strutture/array di asteroidi per studi di dinamica di vortici/anti-vortici, nanostrip con magnetizzazione in piano
e fuori dal piano.
E’ stato svolto uno studio dell'interazione degli spin elettronici e dinamica di magnetizzazione per applicazioni
alla magneto-elettronica (spintronica) come memorie, dispositivi logici e sensori.
Controllo della magnetizzazione con correnti spin-polarizzate in nanostrutture magnetiche, considerando gli
effetti termici spin-Seebeck ed spin-orbita (Rashba, spin Hall, etc.).
Sintesi e caratterizzazione di nano particolati ed inclusioni magnetiche per applicazioni varie (industriali, ICT,
biologiche, mediche, archeologia, datazione ecc).
Si sono sviluppati modelli teorici e simulazioni di dinamica non-lineare con codici micromagnetici basati su
calcolo parallelo.
Service to industry and society
Calibration and testing
E’ in corso una attività di confronto internazionale su materiali magnetici dolci per applicazioni
Sono proseguite le attività di Certificazione tecnica per le attività di taratura e prova verso l’industria
Sono in corso le Attività di mantenimento del Sistema Qualità (audit interni,sviluppo di procedure di taratura e
prova, mantenimento delle CMCs)
Trasferimento tecnologico alle industrie
Contratti e partecipazione a progetti con partner industriali: Technology transfer verso BASF calorimetro in
campo magnetico.
Attività di prova per industrie acciaio.
Attività di supporto per analisi materiali per motore a flusso assiale per HSW systems/Mager.
Caratterizzazione dei materiali -permettività e permeabilità- RF e microonde.
Risultati di particolare rilievo
Nella pubblicazione Bertotti et al Phys. Rev. Lett. 110, 147205 (2013) sono discussi risultati teorici relativi al
rilassamento della magnetizzazione verso stati ben definiti. Il metodo potrebbe fornire le basi per una
drastica riduzione dei tempi di transizione di elementi di memoria magnetica
Nella pubblicazione F. Bohm et al. Phys. Rev. E 88, 030101(R) (2013) vengono discusse le proprietà della
dinamica di magnetizzazione in film magnetici policristallini. Un modello di campo medio solitamente
utilizzato per la descrizione di una parete di dominio in un mezzo tridimensionale può essere esteso al caso
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dei film sottili.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
Technology transfer verso BASF
Nel corso del 2013 è stato sviluppato un nuovo calorimetro in campo magnetico che permette misure
dell'effetto magnetocalorico in vuoto ed in atmosfera controllata (progetto BASF). Tramite il nuovo strumento
sono state caratterizzate composti a base La(Fe-Si)13 (progetto DRREAM) e FeMn(P-As-Si) (prove BASF,
collaborazione DTU Denmark). Gli obiettivi scientifici di tale ricerca comprendono: l'individuazione delle le
diverse origini microscopiche (magnetica, strutturale) della variazione di entropia (P1); la relazione tra
l'isteresi strutturale e le proprietà magnetocaloriche (P2) e la cinetica della transizione di fase (P3,P4).
P1) Vittorio Basso, Carlo P. Sasso, Michaela Kuepferling “Entropy change at magnetic phase transitions of
the first order and second order”, Int. J. Refrigeration, 37, 257-265 (2014) doi: 10.1016/j.ijrefrig.2013.07.021
P2) L. von Moos, C.R.H. Bahl, K.K. Nielsen, K. Engelbrecht, M. Küpferling, V. Basso, “ A Preisach approach
to modeling partial phase transitions in the first order magnetocaloric material MnFe(P,As)” Physica B 435,
144-147 (2014) doi: 10.1016/j.physb.2013.09.054
P3) M. Kuepferling, C.P. Sasso, V. Basso, “Rate dependence of the magnetocaloric effect in La-Fe-Si
compounds” EPJ Web of Conferences 40 06010 (2013) doi: 101051/epjconf/20134006010.
P4) M. Kuepferling, C. Bennati, F. Laviano, G. Ghigo and V.Basso “Dynamics of the magneto-structural
phase transition in La(Fe0.9Co0.015Si0.085)13 observed by magneto-optic imaging” J. Appl. Phys. 115,
17A925 (2014) doi: 10.1063/1.4866880
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Gravi ritardi nella acquisizione di nuova strumentazione e difficoltà nel reclutamento di personale straniero.
68/154
Divisione Meccanica
Responsabile: Mercede Bergoglio
Risorse umane (TI + TD) al 31/12/2013
Ricercatori e Tecnologi: 21. Tecnici: 21 (di cui 3 in Officina e 2 in “esonero dal servizio”, quindi tecnici
“effettivi” 15)
Ulteriori risorse umane
Assegnisti, Borsisti e Dottorandi: 6
Attività
PROGRAMMA
Progetto
M1: Misure di massa
(Walter Bich)
M2: Dinamometria
(Alessandro Germak)
1 – Campioni di massa e densità dei solidi
2 – Metodi matematici e statistici per la metrologia
1 – Campioni primari per forza, durezza e metodi primari per
vibrazione e gravimetria
1 – Misure della densità e viscosità dei fluidi
M3: Meccanica dei fluidi
2 – Misure e campioni per la fluidodinamica
(Pier Giorgio Spazzini)
3 – Metrologia della pressione e microportate di gas
M4: Mise en pratique del metro e 1 – Interferometria assoluta e per lunghe distanze
tecnologie per lo spazio
2 – Analisi spettrale di immagine con tecniche interferometriche
(Massimo Zucco)
3 – Campioni di lunghezza d’onda
1 – Nanometrologia
M5: Ingegneria di Precisione
2 – Metrologia dimensionale per l’industria
(Alessandro Balsamo)
3 – Visione artificiale
4 – Campioni per l’ingegneria di precisione
M6: Sistema Internazionale e Costanti 1 - Definizione atomica del kg
2 - Definizione elettrica del kg
Fondamentali (Enrico Massa)
Nel seguito sono sintetizzati i principali risultati conseguiti considerando le attività svolte nelle tre linee
prioritarie individuate in Horizon 2020 e definite nel Piano Triennale di attività 2013-2015:
- Excellent science: developing basic scientific metrology
- Meeting the societal challenges
- Industrial leadership: addressing the innovation gap.
I risultati di maggior rilievo, ottenuti nel corso dell’anno, sono relativi ai progetti finanziati dalla comunità
Europea le cui attività sono state tutte portate avanti nei tempi previsti. Questi progetti erano rivolti alla
realizzazione di strumentazione o di strutture con caratteristiche di forte innovazione il cui studio, sviluppo e
realizzazione sono stati condotti interamente nei laboratori dell’INRIM.
Excellent science
Implementazione del sistema SI:
- Sviluppo di campioni e protocolli per la riferibilità della scala di massa alla definizione del kilogrammo
basata sulla costante di Planck; progetto europeo SIB05,
- Realizzazione di un sistema per lo studio dell’effetto della turbolenza dell’aria sulla propagazione di un
fascio laser in aria; progetto europeo SIB60
- Presentato e acquisito un progetto premiale per l’implementazione del nuovo sistema internazionale
- Presentato e acquisito un progetto premiale per la realizzazione di un Ring Laser Gyroscope per la
metrologia angolare
Costanti fondamentali:
- Coordinamento del progetto europeo Realisation of the awaited definition of the kilogram JRP SIB03
per le realizzazioni elettrica (bilancia del watt) e atomica (conteggio di atomi) dell’unità di massa a
partire dalle costanti di Planck e Avogadro. Principali risultati: tecniche innovative basate sull’attivazione
nucleare per la misura della contaminazione e della composizione isotopica di cristalli di silicio;
contributi significativi allo studio teorico e alla modellazione numerica dell’interazione magnete-bobina
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nelle bilance del watt; importanti upgrade dell’apparato sperimentale per la misurazione del parametro
reticolare del silicio e riduzione dell’incertezza di misura.
Fisica Matematica, Modellistica e ICT a supporto della metrologia
 Traceable Dynamic Measurement of Mechanical Quantities –JRP IND09 (partecipazione). Si sono studiati
vari modelli per misure dinamiche di pressione prodotte da sistemi drop-weight ed è stato sviluppato un
software per la simulazione e la taratura nel dominio della frequenza di questo tipo di segnali.
 Novel mathematical and statistical approaches to uncertainty evaluation - JRP NEW04 (partecipazione). E’
stato sviluppato un software, con interfaccia grafica utente, per la taratura di flowmeter in grado di
implementare ordinary, weighted and weighted total least squares.
 Traceability in Computationally Intensive Metrology – JRP TraCIM (partecipazione). S’è studiata una
definizione operativa di incertezza numerica, valida per le coppie di dati di riferimento {input, output}
utilizzate per la verifica prestazionale di software d’interesse metrologico.
Meeting the societal challenges
Energia
Si è conclusa l'attività nell'ambito del progetto Metrology for Liquefied Natural Gas (EMRP ENG03) con la
misura della densità di due miscele di GNL lungo la linea di equilibrio liquido/vapore.
Ambiente
IUPAC Project (2012-021-1-500) “Classification and modelling human errors contributing to measurement
uncertainty of chemical analytical test results”. E’ stata sviluppata una nuova tecnica per valutare gli errori
umani nelle analisi chimiche che si basa sul giudizio degli esperti nel campo di misura in questione. La
tecnica proposta è il metodo house-of-security (HOS) che è stato recentemente sviluppato nel campo della
sicurezza e della prevenzione di attacchi terroristici o criminali.
E' iniziata la realizzazione dell’impianto per misure su centraline meteo in presenza di vento; progetto
europeo ENV07 Metrology for Pressure, Temperature, Humidity and Airspeed in the Atmosphere
(collaborazione con Divisione T).
Sono stati sviluppati dei dispositivi per la mappatura iperspettrale UV del cielo, progetto ENV03 “Solar UV"
Industrial leadership: addressing the innovation gap
Disseminazione delle unità SI
 Realizzazione del Campione Nazionale di Energia Termica, collegato al Campione Nazionale di Portata
idrica già attivo nella Divisione.
 Realizzazione di un impianto di simulazione di una rete di riscaldamento domestico (circa 40 unità
riscaldanti) per la validazione dei sistemi di contabilizzazione dell’energia utilizzata e la sua regolazione
remota. E' iniziato l'allestimento di un laboratorio che permetterà la caratterizzazione di sistemi di misura di
energia termica di nuova generazione e di sperimentare le nuove tecnologie e materiali per la green
building. (Progetti Regionali: RETEattiva H2Q , ECOTHERMO)
 Sviluppo di nuovi standard di lunghezza d’onda in fibra ottica. Progetto europeo IND14 “Frequency”
 Estensione della scala di forza verso le decine di meganewton, progetto europeo SIB63
 Sviluppo di un prototipo per la misura della pressione dall'atmosfera al vuoto in pochi secondi e sviluppo di
un sistema per la misura di piccole concentrazioni di elio; progetto europeo IND12
Ricerca per l'industria
 Il progetto GEMIL (Geometrical Errors by Measurement of Independent Lines), iniziato su commessa
industriale nel 2007, dopo aver prodotto risultati sul piano scientifico in termini di validazione di laboratorio
del metodo, è stato validato sul campo ed ha trovato applicazione industriale. Sostenuto da un brevetto
internazionale, il metodo è ora in fase di implementazione industriale, nel settore della produzione di CMM
(macchine di misura a coordinate); lo scopo non è un nuovo prodotto o funzione, ma la sostituzione di una
tecnica di produzione con un’altra, più riferibile al metro, e con minori costi industriali.
Tecnologie abilitanti
Contratto SNAM “Stima dell’incertezza di taratura delle centraline CEMS” implementazione delle procedure e
per il controllo di qualità dei sistemi di monitoraggio delle emissioni secondo la norma UNI EN 14181 e
sviluppo dei relativi software
Nell’ambito del progetto “Uncertainty budget for magnetic dipole models” con Thales Alenia Space, è stato
redatto un rapporto tecnico sulla valutazione dell’incertezza dei magnetometri "Statistical Methods for
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Measurement Uncertainty” che fornisce la descrizione dei metodi statistici che sono stati individuati come
appropriati al fine di:
‐ quantificare i contributi di incertezza individuati;
‐ combinare i contributi provenienti da diverse sorgenti d’incertezza e propagarli per ottenere
l’incertezza di uscita (per esempio, partendo dall’incertezza dovuta al non perfetto allineamento dei
magnetometri, arrivando a quella associata al campo magnetico misurato, e poi ulteriormente
determinando l’incertezza del modello equivalente di dipolo magnetico).
Ricerca prenormativa
A supporto alle attività scientifiche si sviluppano tecniche per l’analisi dei dati e della valutazione
dell’incertezza di misura anche attraverso l’attività normativa in campo internazionale.
In particolare, ha superato la decisiva inchiesta internazionale DIS (Draft International Standard) il progetto
normativo ISO/DIS 14253-5, proposto e condotto da un ricercatore della Divisione. Esso tratta del tema
dell’incertezza del valore di prova di strumenti di misura indicatori: mentre è ormai chiarito come trattare
l’incertezza di misura quando si sottoponga a prova un oggetto passivo alla misurazione (ad esempio un
pezzo meccanico per confronto con tolleranze), non altrettanto chiaro è il caso in cui si sottoponga uno
strumento indicatore, attivo alla misurazione. Gli stessi documenti ufficiali al riguardo, JCGM 106 e, in ambito
dimensionale, UNI EN ISO 142531, sorvolano sul punto, e non forniscono indicazioni. Con questo progetto,
si è fatta chiarezza sul punto.
Sono continuate attive collaborazioni di ricerca con organismi scientifici, università e istituti di ricerca
nazionali ed esteri.
Service to industry and society
Il mantenimento dei campioni delle unità di competenza e le relative verifiche periodiche rappresentano
un’attività continuativa e permanente necessaria a garantire i livelli di incertezza di misura dichiarati. Le
attività principali riguardano:
- la conclusione dell'ammodernamento dell’impianto campione di portata d’acqua e la partecipazione ad un
confronto Euramet,
- il completamento della ricostruzione della Galleria del Vento piccola per il Campione di Velocità dell’aria,
- il completamento della prima versione dell’apparecchiatura per la taratura di LDA.
- la sistemazione del Sistema Qualità del laboratorio portate di gas, che ha anche superato la peer review
prevista nell’ambito del Progetto EURAMET 1123
- la realizzazione e caratterizzazione di celle a gas di iodio da usare come riferimento per la realizzazione
della definizione del metro e per applicazioni spettroscopiche
Attività di taratura e prove
In ambito CCM, EURAMET e APMP risultano in corso 32 confronti di misura, per tre di essi le misurazioni di
competenza sono state effettuate nel corso del 2013, per due di essi è stato pubblicato il rapporto finale su
Metrologia -Technical Supplement di altri due confronti si conoscono i risultati preliminari che confermano le
incertezze dichiarate. A fine 2013 fanno riferimento alla Divisione 157 CMC pubblicate nel Key Comparison
Data Base.
Nel corso del 2013 ricercatori della Divisione hanno effettuato la valutazione (peer review) dei laboratori del
CEM – Spagna, LNE-Francia, UME-Turchia, MCCAA-Malta.
Le unità SI sono disseminate mediante attività di taratura nei vari settori di competenza prevalentemente
rivolta ai centri LAT; sono stati emessi più di 400 certificati. L’attività di supporto all’accreditamento
(attraverso esperti per le visite ispettive e la valutazione delle procedure) ha riguardato 148 laboratori.
Trasferimento tecnologico e delle conoscenze
Le conoscenze sviluppate sono trasferite attraverso la pubblicazione dei risultati su riviste specializzate,
contratti industriali, la disseminazione delle unità, la formazione e la divulgazione della cultura scientifica.
Di particolare rilievo il trasferimento avvenuto a seguito del progetto GEMIL, dove una tecnica originare e
brevettata è in corso d’implementazione nel gruppo industriale leader mondiale del settore.
Numerosi sono gli organismi nazionali e internazionali ai quali la Divisione partecipa, anche con ruoli di
coordinamento: i comitati consultivi del CIPM per la massa e le grandezze collegate (CCM), per la lunghezza
(CCL) e per le unità di misura (CCU); il Joint Committee for Guides in Metrology (JCGM), nel cui ambito si
presiede in WG1-Uncertainty; i comitati tecnici massa, lunghezza e portata dell’EURAMET;
La Divisione ha prodotto 15 articoli indicizzati dall’ISI-Thomson Web of Science, 1 capitolo di libro, 9 articoli
in atti di conferenze, 63 presentazioni a congressi, seminari e riunioni internazionali e 22 rapporti tecnici e
una estensione internazionale del brevetto Method for determining geometrical errors in a machine tool or
measuring machine.
71/154
Anche quest’anno ricercatori hanno ottenuto dei riconoscimenti per le attività svolte, Metrologia cita tra
highlights del 2012, i seguenti articoli della Divisione: Simultaneous determination of mass and volume of a
standard by weighings in air A Malengo and W Bich, 2012 Metrologia 49 289, Model selection in the average
of inconsistent data: an analysis of the measured Planck-constant values G Mana, E Massa and M Predescu
2012 Metrologia 49 492
Ricercatori della Divisione sono professori a contratto presso l’Università e il Politecnico di Torino, altri hanno
svolto lezioni in corsi indirizzati ai tecnici dell’industria.
La Divisione è dotata dal 1997 di una struttura specifica per il trasferimento tecnologico e di conoscenza
verso l’industria: l’Associazione CMM Club Italia. Essa opera con il patrocinio, la direzione scientifica e la
presidenza dell’INRIM, ed è formata da costruttori, utilizzatori, fornitori di servizi e studiosi di macchine di
misura a coordinate (CMM). Nel corso del 2013, sono stati pubblicati due numeri della newletter elettronica
Probing Flash, e si sono organizzati i seminari InTerSeC 25 e InTerSeC 26.
La Divisione partecipa alle attività dell’IMEKO, del CIRP, di organismi normativi ISO, UNI.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici La maggior parte dei risultati attesi è stato
raggiunto, solo qualche attività prevista è stata abbandonata perché inserita in progetti o contratti non
finanziati. Le risorse economiche nell’anno sono state adeguate.
Campioni nazionali (Decreto Ministeriale)
Kilogrammo prototipo in platino iridio n. 62
Macchine campione di forza a pesi diretti (3) 2 N 100 kN
Durometri (scale Rockwell, Vickers, Brinell)
Pressione: impianto ad espansione continua (1E-06 Pa- 0.09 Pa)
Pressione: impianto ad espansione statica (0.09 Pa – 1 kPa)
Bilance di pressione (4) in mezzo gassoso modo assoluto e relativo (1.6 kPa – 20 MPa) e in
mezzo liquido (5) modo relativo (0.5 MPa – 1 GPa)
Impianti campione (2) per misure di volume e portata d’acqua in massa (0.2 kg/s – 5 Kg/s)
Campione solido di volume e densità in silicio cristallino
Campione di lunghezza d’onda (laser He-Ne/ I2)
Angolo piano
Altri campioni
Densità di liquido (500 kg/m3 – 2000 kg/m3)
Densità di solidi (1300 kg/m3 – 5000 kg/m3)
Gravimetro
Banchi vibranti
Velocità dell’aria (0.1 – 50 ) m/s
Pressione: manometri interferometrici (1000 Pa – 120 kPa)
Portata di liquidi (0.01 kg/s – 7 kg/s; 0.001 L/s – 7 L/s)
Volume di liquidi (0.01 L a 1000 L)
Portata di gas (1E-12 mol/s- 1E-5 mol/s; 2E-5 g/s – 5 g/s; 2E-5 L/s – 45 L/s)
Viscosità cinematica per fluidi newtoniani da 0.4 mm2/s a 1E+5 mm2/s
Volumi di gas (50 L – 800 L)
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Programma M1 – Misure di Massa
Responsabile: Walter Bich
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
R&S
Walter Bich
Andrea Malengo
Francesca Pennecchi
Davide Torchio
Andrea Capelli
Marco Santiano
0,60
0,45
1
0,20
0,10
0,20
0,20
0,20
0,60
0,50
2,75
0,20
0,70
0,80
Totale
Campioni
Tarature
e prove
Supporto
al SAL
Gestione e Totale
altro
0,30
1
0,95
0,10
1
1
1
1
1
0,30
1,70
5,95
Descrizione del programma
Excellent science
Partecipato al CCU (Bich, come rapporteur).
Si è sviluppato un nuovo modello bayesiano per misure di conteggio, alternativo a quello pubblicato nel
2012, che sarà inviato a Metrologia nel 2014.
Nell’ambito del progetto EMRP SIB05 “Developing a practical means of disseminating the redefined
kilogram” è stato misurato il coefficiente di assorbimento a diverse pressioni di vuoto utilizzando campioni di
massa di Pt-Ir e di acciaio. Inoltre è stato progettato un glove-box che sarà utilizzato col comparatore Mettler
M_one.
Proseguono i lavori dei progetti EMRP NEW04 “Novel mathematical and statistical approaches to uncertainty
evaluation”, IUPAC Project n° 2012-021-1-500 “Classification and modeling human errors contributing to
measurement uncertainty of chemical analytical test results”, Progetto Snam rete gas n° 7300002672 “Stima
delle incertezze di taratura delle centraline CEMS” e Progetto ESA (in collaborazione con Thales Alenia
Space Italia e con la Divisione Elettromagnetismo) “Uncertainty Budgets for Magnetic Dipole Models”.
Industrial leadership: addressing the innovation gap
Nell’ambito del progetto EMRP IND09 “Traceable dynamic measurement of mechanical quantities”, si è
contribuito allo sviluppo di software per la simulazione e la taratura in regime dinamico di sensori di
pressione, in particolare l’INRIM ha sviluppato i software riguardanti i Drop-Weight System (Deliverable 5.2.1
WP 5). Un articolo dedicato ai modelli matematici relativi alla taratura dinamica di sensori di pressione è stato
presentato a Metrologia (Deliverable 6.1.3 WP 5).
Service to industry and society
Massa
Il gruppo ha coordinato un confronto interlaboratorio Accredia sui campioni di massa.
È stato migliorato il modello di misura della bilancia centrifuga BIC3, con il quale è pertanto possibile
determinare la massa di sostanze liquide.
Il gruppo ha partecipato al progetto Euramet 1205 “Review of EURAMET cg 18: Guidelines on the
Calibration of Non-Automatic Weighing Instruments”
Volume
Si è contribuito alla stesura di una guida Euramet per la taratura di volumi con il metodo volumetrico .
Gestione e altro
Il gruppo è anche impegnato nella consulenza in matematica e statistica (T6), progettazione CAD (verso M3,
M5 e T5), costruzioni meccaniche (M2, M3, T3, T5 e T6). Due componenti del gruppo sono responsabili di
altrettante officine.
Un componente del gruppo è chairman del WG1 del Joint Committee for Guides in Metrology. In
quest’ambito, la revisione della Guide to the expression of uncertainty in measurement è proseguita.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
I risultati previsti nell’attività metrologica sono stati conseguiti.
73/154
Eventuali altri risultati/prodotti
Descrizione
34 tarature
2 confronti in corso
4 pubblicazioni su rivista con IF, 1 su rivista internazionale, 1 capitolo di libro, 1 rapporto di Comitato
consultivo del CIPM, 1 rapporto tecnico, 12 comunicazioni a riunioni e conferenze internazionali e nazionali.
74/154
Programma M2 – Dinamometria
Responsabile: Alessandro Germak
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
R&S
Alessandro Germak
Claudio Origlia
Fabrizio Mazzoleni
Francesco Vitiello
Danilo Quagliotti (borsa)
Alessandro Schiavi (TD)
Sergio Desogus (coll. gratuita)
Giulio Barbato (associato)
Totale
0,30
0,10
0,10
0,15
0,80
0,10
0,10
1,65
Campioni
0,40
0,15
0,20
0,10
Tarature
e prove
0,10
0,35
0,60
0,90
Supporto al
SAL
0,10
1,95
0,20
0,10
0,10
0,10
1,05
Gestione e Totale
altro
1
0,10
0,80
0,20
1
1
0,15
0,90
0,20
0,10
5,15
0,30
Descrizione del programma
Meeting the societal challenges
Ambiente
- Nuovo gravimetro trasportabile per misure assolute:
o Partecipazione all progetto USV (Unmanned Surface Vehicle) per Blue Water SWAD (Sea
WAtch Dog). Supporto all’INGV nell’OR11 per lo sviluppo di un gravimetro assoluto
trasportabile da campagna.
Industrial leadership: addressing the innovation gap
Disseminazione delle unità SI
- Riferibilità delle misure nella riabilitazione medica e sportiva:
o Partecipazione al progetto TOWireles, progetto NO-FALLS “La regressione delle capacità
motorie
nel
3°
millennio.
Contromisure
tecnologiche
innovative
per
la
prevenzione/attenuazione delle conseguenze (cadute, osteoporosi, perdita autonomia
motoria”. Realizzazione di una scala di misura empirica delle capacità propriocettive dei
soggetti analizzati, l’INRIM fornisce lo studio sulla sua riferibilità e le procedure di misura e
taratura degli strumenti utilizzati.
- Estensione della scala di forza verso l’alto (decine di meganewton):
o Partecipazione al progetto JRP SIB63 “Force traceability within the meganewton range”. Il
progetto ha lo scopo di estendere la riferibilità delle misure di forza alla parte alta della scala,
ossia >16.5 MN che è il limite massimo attuale ottenibile da un solo NMI in Europa (PTB).
L’INRIM è WP leader sullo studio degli effetti parassiti nell’applicazione della forza tramite
dinamometri multicomponenti.
Tecnologie abilitanti
- Misura delle proprietà meccaniche di materiali viscoelastici:
o Partecipazione al progetto JRP-IND05 “Dynamic mechanical properties and long-term
deformation behaviour of viscous materials”. E’ stato realizzato un apposito dispositivo per
effettuare la misurazione di stress-strain di materiali viscosi in funzione della temperatura e
dell'umidità in una cella climatica. Il sistema è stato testato per valutare la stabilità e limiti di
efficacia. La cella di carico è stata tarata tra 10 N e 1 kN. La stabilità del sistema è stata
valutata a tre diversi valori di forza. Sono state quindi effettuate le prime misurazione per il
progetto di sforzo-deformazione in funzione della temperatura e dell'umidità relativa su 4
campioni (fotostress e polietilene).
Service to industry and society
Attività di taratura e prove
In ambito CCM e EURAMET risultano effettuati, o in corso, 7 confronti di misura:
 CCM.H-K3 (Hardness Rockwell C (HRC) scale), (planned)
 CCM.H- K2 (Brinell Hardness), (Draft A)
 CCM.G.K2 (Free-fall acceleration), (Protocol complete)
 CCM.F- K3.a / CCM.F- K3.b (High force measurements 0 MN, 0.5 MN and 1 MN), (Draft A)
 EUROMET.M.F- K1 (Force measurements - 5 kN to 10 kN), (Draft B)
75/154
 EUROMET.M.F- K3 (Force measurements - 500 kN to 4 MN), (In progress)
 EURAMET.AUV.V-K3 (Acceleration complex sensitivity), (Measurements completed)
Supporto all’accreditamento dei laboratori di forza, durezza e vibrazione.
Gestione e altro
Il Programma supporta la Gestione della Qualità della Divisione.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
L’attività del programma assicura il mantenimento e la disseminazione dei campioni di forza, durezza,
vibrazione e accelerazione di gravità locale ponendosi al vertice della piramide metrologica ed assicurando
la riferibilità al SI sul territorio italiano.
L’attività di ricerca nei settori vibrazione e accelerazione di gravità locale trova applicazione in ambiti
ambientali e medici.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
C’è stata una buona corrispondenza tra i risultati attesi e quelli raggiunti. In particolare, sono stati raggiunti
molti degli obiettivi previsti.
Eventuali altri risultati/prodotti
Descrizione
269 certificati di taratura
1 pubblicazione su rivista internazionale ISI, 1 libro, 2 rapporti tecnici, 2 comunicazioni a conferenze
internazionali.
76/154
Programma M3 – Meccanica dei Fluidi
Responsabile: Pier Giorgio Spazzini
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
R&S
Gaetano La Piana
Salvatore Lorefice
Riccardo Malvano
Pier Giorgio Spazzini
Mercede Bergoglio
Paolo De Maria
Domenico Mari
Carlo Marinari
Marina Sardi
Stefano Pasqualin
Aline Piccato (TD)
Marina Orio (assegno)
Federico Grisotto (assegno)
Fabio Saba (borsa dottorato)
Oscar Borla (borsa)
Gianni Martini (coll. gratuita)
Franco Alasia (coll. gratuita)
Totale
0,15
0,65
0,45
0,40
0,75
0,80
0,80
0,35
0,40
0,75
0,75
0,60
0,20
0,10
7,15
Campioni
Tarature
e prove
0,75
0,30
0,45
0,25
0,10
0,05
0,05
0,20
0,75
0,15
0,20
0,40
0,50
0,50
0,20
0,05
0,10
4,35
Supporto
al SAL
0,10
0,05
0,05
Gestione e Totale
altro
0,05
0,05
0,10
0,05
0,10
0,80
0,30
0,10
1
1
1
1
0,80
1
1
1
0,50
0,90
1
0,75
0,75
0,60
0,20
0,10
0,10
12,70
Descrizione del programma
Fisica Matematica, Modellistica e ICT a supporto della metrologia
Novel mathematical and statistical approaches to uncertainty evaluation - JRP NEW04 (partecipazione). è
stato consegnato nei tempi il deliverable previsto per il 2013 (versione beta del codice matlab per il calcolo
della regressione di curve di taratura).
Meeting the societal challenges
Si è concluso il progetto EMRP- ENG 03 LNG “Metrology for liquefied natural gas” l’attività si è espletata
nella misura della densità di due miscele di GNL lungo la linea di equilibrio liquido/vapore;
E' iniziata la realizzazione dell’impianto per misure su centraline meteo in presenza di vento; progetto
europeo ENV07
Misure di densità e velocità del suono di acqua sottoraffreddata.
Industrial leadership: addressing the innovation gap
E’ proseguita l’attività EMRP-JRP-IND12: sviluppo del modello di calcolo che descrive il flusso di gas nei
capillari con l'utilizzo di semplici formule che collegano i regimi molecolari e viscoso. Si è conclusa l’attività
per la caratterizzazione dei cercafughe a elio e degli spettrometri di massa e si è determinato il coefficiente
di temperatura delle fughe di riferimento a capillare. E’ stato realizzato il layout per la misura del vuoto
dinamico (dalla pressione atmosferica a 100 Pa) attraverso la misura della variazione dell’indice di rifrazione
dell'aria e si sono effettuate le prime misure di piccole concentrazioni di elio con metodi ottici nell’infrarosso
con un sistema progettato e realizzato (attività in collaborazione con M4).
Service to industry and society
Mantenimento dei campioni di pressione, velocità dell’aria, portata di fluidi, viscosità e densità e per la
disseminazione presso altri laboratori interni ed esterni all’istituto.
Confronti MRA: attiva partecipazione ai confronti di misura nel settore della densità di liquidi, pressione; 10
confronti in corso, per 1 sono state effettuate le misure.
Miglioramento delle caratteristiche dei campioni: sono stati completati i lavori di riadattamento della GVP e la
costruzione del modulo per il Campione di energia termica; è iniziata la costruzione del mock-up di circuito
idraulico, miglioramento delle stazioni di misura di pressione tra 10 kPa e 7 MPa.
Risultati di particolare rilievo




sviluppo di impianto per studio di centraline meteo (Progetto ENV07: METEOMET); completamento dell’apparecchiatura per taratura LDA;
completato e accettato il report finale sul Confronto EURAMET 1050;
capacità di misura di densità di liquidi in campo criogenico (Progetto ENG03: LNG);
77/154
 coordinamento del Confronto CCM-D-K4 (Hydrometer);
 coordinamento del progetto RETEattivaH2Q (Regione Piemonte);
 coordinamento interconfronto Accredia mezzo gasso, modo relativo, 0.5 MPa - 6 MPa.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
L’attività del programma assicura il mantenimento e la disseminazione dei campioni di competenza
ponendosi al vertice della piramide metrologica ed assicurando la riferibilità sul territorio italiano.
L’attività di ricerca è volta allo sviluppo di soluzioni tecnologiche nel campo dei fluidi, tramite collaborazione
con partner italiani ed europei. I campi di applicazione spaziano dalle applicazioni energetiche, con ricerche
sulla misura dell’LNG, a quelle in campo ambientale e aerospaziale.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
C’è stata una buona corrispondenza tra i risultati attesi e quelli raggiunti. In particolare, sono stati raggiunti
molti degli obiettivi previsti.
Riepilogo analitico dei risultati/prodotti
Descrizione
Dati di riferimento densimetrici per il Gas naturale Liquefatto - GNL
Coordinamento del key comparison CCM.D-K4
Sviluppo del sistema di misura della portata d’acqua e di modelli per il trasporto di energia termica
Coordinamento progetto RETEattivaH2Q (Regione Piemonte) realizzazione campione primario di energia
termica
Partecipazione JRP IND12 Vacuum, deliverables 2013
Informazioni sui risultati/prodotti in ritardo o abbandonati
Commento
Contratto industriale studio degassamento materiali a causa del committente
Eventuali altri risultati/prodotti
Descrizione
37 tarature
3 pubblicazione su rivista con IF, 1 altre pubblicazioni su rivista internazionale, 4 pubblicazioni atti
8 rapporti tecnici, 11 comunicazioni a riunioni internazionali
12 confronti di misura in corso
78/154
Programma M4 – Mise en pratique del metro e tecnologie per lo spazio
Responsabile: Massimo Zucco
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
R&S
Campioni
Massimo Zucco
Milena Astrua
Emanuele Audrito
Marco Bisi
Paolo Cordiale
Claudio Francese
Marco Pisani
Valentina Caricato (assegno)
Andrea Egidi (assegno)
Totale
0,75
0,30
0,10
0,60
0,30
0,50
0,40
1
1
4,95
0,20
Tarature
e prove
0,20
0,30
0,40
0,10
0,30
1,10
0,40
Supporto
al SAL
Gestione e
altro
0,05
0,05
Totale
1
0,30
0,30
1
1
0,50
0,40
1
1
6,50
Descrizione del programma
Service to industry and society
Utilizzo del link in fibra tra il laboratorio del metro e le altre divisioni per l’invio di radiazioni laser da misurare
in modo assoluto
Taratura di campioni laser esterni e interni all’INRIM.
Mantenimento laboratorio per il riempimento e caratterizzazione di celle a gas di iodio da usare come
riferimento per la realizzazione della definizione del metro.
Principali attività svolte
Progetti EMRP:
 Progetto EMRP SIB60: Il progetto triennale ha l’obiettivo di realizzare un sistema per studiare l’effetto della
turbolenza dell’aria sulla propagazione di un fascio laser in aria.
 Progetto EMRP ENV03 “Solar UV” per lo sviluppo di dispositivi per la mappatura iperspettrale UV del cielo.
 Progetto EMRP IND14 “Frequency” per lo sviluppo di nuovi standard di lunghezza d’onda in fibra ottica.
Partecipazione ai progetti EMRP JRP coordinati da altri programmi dell’INRIM:
 Progetto NEW07 “THz Security”
 Progetto ENV04 “MetEOC” spettro-goniometro per la misura della riflettenza delle foglie per la tracciabilità
delle misure satellitari.
 Progetto IND12 “Vacuum”
Altri progetti
 Progetto ESA (COATS) per lo sviluppo di un sistema compatto di misura dell’assetto di un’antenna
collegata ad un satellite.
 Progetto Hyperspectra della regione Piemonte per lo sviluppo di un microscopio a fluorescenza basato su
tecniche iperspettrali (coordinato da T5).
 Setup sperimentale per la misura dell’indice di rifrazione dell’aria basato sulla velocità del suono in campo
aperto su una distanza di 75 m
Altre attività
 Organizzazione di un meeting del progetto SIB60, presso INRIM, 2013-12-17/18
 Organizzazione di due meeting del progetto COATS per teleconferenza, 6 febbraio e 20 e 21 giugno
 Organizzazione di due meeting del progetto COATS, presso INRIM, 2013-11-04
Risultati di particolare rilievo




Realizzazione di un dimostratore per la misura dell’assetto di satelliti (Progetto ESA COATS)
Realizzazione di un microscopio iperspettrale (Progetto Hyperspectra)
FPGA based lock/relock system (progetto EMRP JRP IND14)
pubblicazione articolo su caratterizzazione delle celle di iodio come riferimento per la realizzazione del
metro
 progettazione delle breadboard per sorgenti e rivelatori del sistema per studiare la turbolenza (Progetto
EMRP SIB60)
79/154
 Prototipo di camera multispettrale nell’UV 300 – 400 nm con campo di vista dell’intera callotta celeste,
(EMRP ENV03)
Impatto dei risultati sul contesto esterno
L’attività del programma assicura il mantenimento e la disseminazione dei campioni di lunghezza d’onda
ponendosi al vertice della piramide metrologica ed assicurando la riferibilità al metro sul territorio italiano.
Inoltre lo sviluppo di interferometri relativi e assoluti con risoluzioni che raggiungono l’ordine di grandezza
della lunghezza d’onda soddisfa la richiesta crescente da parte dell’industria.
L’attività di ricerca sull’analizzatore spettrale di immagine trova applicazione in ambiti ambientali, medici,
biologici o legati ai beni culturali.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
C’è stata una buona corrispondenza tra i risultati attesi e quelli raggiunti.
Eventuali altri risultati/prodotti
Descrizione
7 tarature
1 pubblicazione su rivista con IF, 4 pubblicazioni su atti di congressi
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Programma M5 – Ingegneria di precisione
Responsabile: Alessandro Balsamo
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
Milena Astrua
Emanuele Audrito
Alessandro Balsamo
Roberto Bellotti
Davide Corona
Aldo Cumani
Giampaolo D'Errico
Claudio Francese
Mauro Franco
Gianbartolo Picotto
Marco Pisani
Fabrizio Pollastri
Marco Pometto
Paola Pedone (TD)
Riccardo Ragona (borsa)
Totale
R&S
Campioni
0,30
0,50
0,40
0,35
0,15
0,50
0,60
0,50
0,25
0,40
0,30
0,95
0,20
0,60
0,30
6,10
0,25
0,40
Tarature e
prove
0,10
0,10
0,05
0,20
0,10
0,15
0,35
0,05
0,10
0,05
0,15
0,05
0,20
1,80
0,55
0,15
0,10
1,50
Supporto
al SAL
0,10
0,05
0,05
0,05
0,10
0,05
0,15
0,15
0,70
Gestione
e altro
0,10
0,50
0,30
0,25
0,05
0,05
0,15
0,05
0,10
1,55
Totale
0,70
0,70
1
0,80
1
0,75
0,60
0,50
0,45
1
0,45
1
1
1
0,70
11,65
Descrizione del programma
Principali attività svolte
Contratti/progetti:
 Industriale GEMIL: validazione sul campo presso l’azienda committente, su tre CMM di caratteristiche e in
ambienti diversi.
 JRP TraCIM: il ruolo di INRIM è meramente di consulenza (a causa delle limitazioni di budget); sul piano
scientifico, valutazione di alcuni computational aims; su quello organizzativo e legale, s’è contribuito al
dibattito sulla proposta di fondazione di un ente legale che sopravviva a fine progetto, probabilmente
TraCIM e.V.. Ospitata una riunione di progetto.
 JRP LUMINAR: progetto triennale iniziato a giugno. Ideazione e prime prove sperimentali su un sensore di
puntamento innovativo, comparative di tecniche realizzative alternative: puntamento diretto ad
inseguimento oppure realizzazione di un piano di luce mediante (intermittente mediante rotazione
continua, oppure continuo mediante riflessione su un’ottica conica).
 JRP SIB58: progetto triennale iniziato a settembre; l’INRIM è leader del WP3 “Metrological investigations
on precise angle encoders”, con l’obiettivo di realizzare una tavola basata su un encoder rotante; è anceh
coinvolto nel WP4 “Small angle generators and hybrid angle comparators”, in cui realizzerà un sistema di
misura degli angoli basato su un interferometro di Fizeau.
 FP7 – SetNanoMetro: il progetto triennale è iniziato a Dicembre, per la parte di metrologia AFM si sono
avviate le caratterizzazioni di alcuni campioni di nanoparticelle di TiO2.
 Presentato e acquisito un progetto premiale per la realizzazione di un Ring Laser Gyroscope per la
metrologia angolare
R&S
 Miglioramento del sistema di misura della temperatura dell’aria mediante tecnica acustica e realizzazione
di un sistema di controllo della frequenza degli ultrasuoni mediante Arduino.
 Studio delle metodologie di misura e relative procedure per la taratura di campioni filettati interni ed esterni
con l’utilizzo della macchina di misura Moore e tastatori a contatto 1D e 3D, e del profilometro a stilo per la
determinazione del passo e dell’angolo del filetto. Messa a punto la taratura del profilometro a stilo con
campioni angolari (poligoni a facce) e campioni a tratti.
 Sviluppo e realizzazione di un set-up interfermetrico differenziale per gli spostamenti relativi puntacampione lungo l’asse Z del microscopio AFM.
 Si è concluso lo sviluppo di un metodo originale per la misura della temperatura dell'aria su grandi
distanze per la stima dell'indice di rifrazione. Il metodo si basa sulla dipendenza della velocità del suono
dalla temperatura stessa. Si è dimostrata una accuratezza del metodo migliore di 0.1 °C su una distanza
di 75 m.
 Stima dell’incertezza di misura nella prospettiva di includere la individuazione di eventuali bias: a tale
scopo, per la stima del misurando è stato sviluppato un approccio bayesiano in termini di test di
81/154
significatività. Trattata una casistica (reversal phenomena) che si può introdurre nella aggregazione di
risultati sperimentali a causa di dipendenza statistica incontrollata. Elaborate indicazioni di orientamento
alla buona pratica nel disegno di esperimenti.
Confronti MRA: 10 confronti in corso di cui per 2 si sono effettuate le misurazioni.
Altre attività
 Completamento del confronto interlaboratorio ILC/L-BPP2 per i Centri accreditati LAT su blocchetti
pianparalleli (misura per confronto meccanico).
 Organizzazione del follow-up sui parametri Rk del confronto interlaboratorio ILC/L-Campioni di rugosità,
per i Centri accreditati LAT sui campioni di rugosità, nonché misurazioni di riferimento.
 Partecipazione attiva con responsabilità di progetto nei gruppi ISO/TC213/WG10 (CMM) e WG4
(Incertezza e regole decisionali).
 Organizzazione di InTeRSeC 25 – Metrologia a coordinate: tecniche, criticità e soluzioni, Parma Fiere,
2013-03-21 (tramite CMM Club Italia).
 Organizzazione di InTeRSeC 26 – Il Responsabile della Metrologia in azienda: ruolo e competenze,
Santarcangelo di Romagna (RN), 2013-04-23 (tramite CMM Club Italia).
Risultati di particolare rilievo
 Trasferimento industriale dei risultati del progetto GEMIL. Il gruppo industriale committente ha intrapreso la
industrializzazione in proprio, facendo diventare il metodo ideato e brevettato internazionalmente, lo
standard mondiale per il gruppo.
 Il metodo di misura di campioni filettati interni ed esterni basato su un tastatore a contatto 3D ha dato
eccellenti risultati rispetto al valore di riferimento del confronto, a supporto di possibili nuove CMC di
settore.
 L’estensione ai parametri Rk del confronto interlaboratorio ILC/L-Campioni di rugosità, potrà costituire per i
Centri accreditati LAT sui campioni di rugosità, nonché misurazioni di riferimento.
 Elaborate indicazioni di orientamento alla buona pratica nel disegno di esperimenti, sulla base
dell’incertezza di misura in presenza di possibile bias.
 Approvazione mediante inchiesta internazionale della ISO/DIS 14253-5 sull’incertezza del risultato della
prova di strumenti indicatori GPS (ideazione e responsabilità di progetto).
 InTeRSeC 26, presso un’azienda ospitante, con 27 partecipanti da tutta Italia.
 Nuovo Consiglio Direttivo dell’Associazione CMM Club Italia (il sesto), con alcuni Consiglieri nuovi e
determinati.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
 Il gruppo committente di GEMIL è fra i primi due produttori mondiali di CMM. La compensazione degli
errori di geometria è una core technology per le imprese del settore. L’adozione delle tecnica GEMIL come
standard unificato per l’intero gruppo costituisce un indiscutibile impatto: economico in termini di risparmio
operativo e di attrezzature, e di potenziale miglioramento delle prestazioni metrologiche.
 La taratura dei campioni filettati esterni ed interni verrà proposta come una nuova CMC al fine di
assicurare la riferibilità dei campioni utilizzati dai Centri LAT accreditati in questo settore.
 La verifica di prestazioni di strumenti indicatori dimensionali è attività diffusissima e quotidiana a livello
mondiale. Il calcolo dell’incertezza richiesto affligge gli operatori, ed e spesso frainteso, o interpretato in
modo differente a seconda dei settori d’applicazione. La ISO/DIS 14253-5 approvata imposta una
definizione concettuale unificata, che sarà di beneficio sia per la chiarezza unificatrice, sia economico
(minore probabilità di contenziosi dettati da incomprensioni, e maggior rapidità nella stesura dei bilanci
d’incertezza).
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
 L’attività scientifica è stata dominata dai numerosi contratti in essere. Nella gran maggioranza dei casi, i
risultati ottenuti sono stati in linea con gli impegni contrattuali.
 Il primo deliverable del JRP LUMINAR, programmato per novembre, è consensualmente slittato all’inizio
del 2014 per permettere un’indagine comparativa, inizialmente non prevista e potenzialmente risolutiva per
le fasi successive (nelle quali si potrà proprio per questo ricuperare il ritardo).
 Il trasferimento tecnologico dei risultati di GEMIL è andato ben oltre le attese: partito per la committenza di
un’azienda italiana a scopo di ricognizione, sta diventando lo standard aziendale dell’intero gruppo
internazionale.
 Nella nanometrologia dei campioni a tratti (misura AFM), rimane significativa la compente d’incertezza
legata alla forma finita della punta della sonda; avviati test con nuovi campioni basati su nanostrutture ad
82/154
elevato rapporto di aspetto e nanoparticelle perla ricostruzione della forma della punta stessa.
 Vinto un nuovo JRP nella chiamata Energy; avrà inizio nel 2014
 Non è riuscita la ripresa delle attività di taratura dei blocchetti pianparalleli: per quelli corti, la
riprogettazione e realizzazione dell’interferometro non si è ancora conclusa, mentre per quelli lunghi al
vetustà di alcuni strumenti da sostituire ha causato l’interruzione. Ciò è attribuibile soprattutto alla scarsità
di personale scientifico, già preso a far fronte alle numerose scadenze dei progetti di ricerca in corso.
Riepilogo analitico dei risultati/prodotti
Descrizione
Validazione definitiva in laboratorio e sul campo del metodo GEMIL; suo trasferimento all’impresa
committente
Partecipazione confronto EURAMET.L-S21 su campioni filettati (misure a gennaio e novembre 2013)
Partecipazione (linking laboratory) confronto follow-up EURAMET.L-K4 su campioni diametrali (misure a
ottobre 2013)
Partecipazione confronto EURAMET.L-K8 2013 su campioni di rugosità (misure a settembre 2013)
Valutazione dell’incertezza in presenza di bias
Coordinamento follow-up confronto interlaboratorio Accredia sui blocchetti corti
Eventuali altri risultati/prodotti
Descrizione
37 tarature
1 pubblicazione su rivista internazionale, 1 capitolo libro, 4 pubblicazioni su atti di conferenze
2 rapporti tecnici, 17 comunicazioni a riunioni e conferenze internazionali e nazionali
83/154
Programma M6 – Sistema Internazionale e Costanti Fondamentali
Responsabile: Enrico Massa
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
R&S
Enrico Massa
Giovanni Mana
Carlo Paolo Sasso
Giancarlo D’agostino
Danilo Quagliotti (borsa)
Angelo Bergamin (coll. gratuita)
Totale
0,70
0,70
0,70
0,30
0,85
0,10
3,35
Campioni
Tarature Supporto al Gestione e Totale
e prove
SAL
altro
0,30
1
0,30
1
0,70
0,30
0,85
0,10
0,60
3,95
Descrizione del programma
Excellent science
Coordinamento del progetto europeo SIB03 “realisation of the awaited definition of the kilogram” e del
workpackage “solving the discrepancies”.
Coordinamento del progetto premiale “implementazione del nuovo sistema internazionale”.
Coordinamento della partecipazione all’International Avogadro Coordination.
Coordinamento della partecipazione al working group “realization of the kilogram” del Comité consultatif pour
la masse et les grandeurs apparentées.
Upgrade dell’apparato sperimentale per la misurazione del parametro reticolare (software di controllo e
misura, eliminazione rumore di fase, misura in linea del puntamento del fascio laser, verifiche sperimentali di
effetti di diffrazione) e campagne di misura per la verifica e l’aggiustamento dell’apparato. Sviluppo e
dimostrazione di tecniche basate sull’attivazione nucleare per la misura della purezza e composizione
isotopica di cristalli di silicio.
Studio delle interazioni magnete-bobina in una bilancia del watt; della risposta elastica del cristallo
analizzatore di un interferometro X ai carichi indotti dalle tensioni superficiali; della teoria scalare e vettoriale
della diffrazione.
Studio di tecniche Bayesiane per il test di ipotesi (Bayesian model comparison, Bayesian model averaging,
Bayesian propagation of the model uncertainty), tecniche di integrazione numerica in spazi di elevata
dimensionalità, calcolo dell’evidenza e campionatura di distribuzioni Bayesiane (progetto europeo
uncertainty).
Risultati di particolare rilievo
Tecniche innovative basate sull’attivazione nucleare per la misura della contaminazione e della composizione
isotopica di cristalli di silicio; contributi allo studio teorico e alla modellazione numerica dell’interazione
magnete-bobina nelle bilance del watt; upgrade dell’apparato sperimentale per la misurazione del parametro
reticolare del silicio e riduzione dell’incertezza di misura; realizzazione di un dispositivo automatico per la
verifica della linearità di misure di resistenza.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
La realizzazione del kilogrammo sulla base delle costanti di Planck e Avogadro è un passaggio essenziale
per la ridefinizione del sistema internazionale delle unità in termini di costanti fondamentali della fisica. Il
programma M6 opera l’unico laboratorio in grado di misurare il parametro reticolare del silicio al livello di
accuratezza richiesto dalla realizzazione del kilogrammo mediante il conteggio di atomi di silicio. Pertanto,
oltre a contribuire al relativo accordo di collaborazione internazionale, svolge il ruolo di assicurazione per la
realizzazione avviata autonomamente dal PTB (qualora il loro programma di interferometria X/ottica non
portasse alle prestazioni programmate).
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
I punti di forza sono la leadership nell’interferometria X/ottica (misura del parametro reticolare) e nell’analisi
per attivazione neutronica (misura della contaminazione in tracce e della frazione molare residua dell’isotopo
Si 30). In vista della ridefinizione delle unità, l’INRIM ha l’opportunità di posizionarsi nel ristretto numero di
laboratori in grado di disporre di una realizzazione primaria del kilogrammo. Le debolezze originano
dall’incapacità di decidere se o meno cogliere questa opportunità e di negoziare il ruolo nel panorama
mondiale della metrologia. Di conseguenza INRIM ha investito troppo poco per convertire le sue leadership
in “peso politico”, ma troppo per un settore che intendesse abbandonare. Questa debolezza è amplificata
84/154
dall’avvio da parte del PTB di un piano di ricerca e sviluppo per realizzare e caratterizzare in totale
autonomia quattro ulteriori sfere di silicio monoisotopico. Questo piano minaccia il ruolo dell’INRIM, che non
dispone di risorse e competenze per essere a sua volta autonomo.
Informazioni sui risultati/prodotti in ritardo o abbandonati
Le misure pianificate per investigare le anomalie (outliers) osservate nelle mappe del parametro reticolare
dei cristalli WASO04 a AVO28 sono state rimandate in quanto la lavorazione dell’interferometro progettato
per questi esperimenti da parte del PTB è in ritardo. La dipendenza dal PTB (e dalle loro priorità nazionali)
per la lavorazione dei cristalli di silicio e la realizzazione di interferometri a raggi X (causa l’abbandono da
parte dell’INRIM di tale supporto all’attività del programma e la mancanza di un accordo di collaborazione
formale e vincolante tra i due istituti) costituisce una criticità molto seria.
Eventuali altri risultati/prodotti
Descrizione
6 articoli su rivista con IF; 10 presentazioni a congressi, seminari e riunioni internazionali; 2 rapporti tecnici
Docenza presso UNITO: Metodi di Osservazione e Misura
Docenza presso Università del Piemonte Orientale: Fisica dello stato solido, Laboratorio di Scienza dei
Materiali
Workshop kNOW & satellite meetings INRIM 17-20 settembre 2013
85/154
OFF - Officina Meccanica
Responsabile: Vincenzo Fornero
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
Vincenzo Fornero
Alessandro Barbone
Marco Bertinetti
Totale
Totale
0,70
0,80
0,80
2,30
Descrizione del programma
Principali attività svolte:

Attività di consulenza, supporto e progettazione di singoli particolari o complessivi meccanici ai vari
gruppi sia di ricerca che taratura.
 Gestione e coordinamento dell'Officina Centralizzata, ottimizzazione dei tempi nella realizzazione
delle lavorazioni.
 Realizzazione di particolari meccanici, legate all’attività meccanica.
Risultati di particolare rilievo
1.
N°151 richieste di lavoro pervenute;
2.
N°143 richieste di lavoro evase;
3.
N°7
richieste di lavoro inattesa di esecuzione;
4.
N°1
richiesta di lavoro annullata;
5.
Tempi per l’inizio e consegna di lavori concordati con il richiedente.
- Realizzazioni principali:









Realizzazione (20 pezzi) di attrezzatura per montaggi di laboratorio (T1/T2).
Realizzazione di una pressa per Hot Bonding, su campioni di Grafene (E2).
Adattamento e montaggio motore elettrico su contenitore per bagno termostatico (T3).
Realizzazione supporti in Delrin per Harvester amorfo (E3).
Realizzazione di 2 dissipatori in rame per circuito di raffreddamento ad acqua (O1).
Realizzazione di schermi in Al e rame spess. 3 mm - commessa 12-0908 ASO Cuneo – (E3).
Realizzazione giogo in ferro puro + 4 bobine Delrin (E).
Realizzazione di 30 particolari meccanici in Al, per il montaggio di 10 porta finestre per FTIR (T5).
Rifacimento di 2 supporti per idrofoni + tubo per cella e anello di tenuta (T3).
 51 lavorazioni che hanno richiesto più di 8 ore.
 85 piccole lavorazioni.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
Impatto a livello di tutti i programmi del Dipartimento.
86/154
Divisione Ottica
Responsabile: Maria Luisa Rastello
Risorse umane (TI + TD) al 31/12/2013
Ricercatori e Tecnologi: 26 (di cui 2 in aspettativa). Tecnici: 10
Ulteriori risorse umane
Assegnisti, Borsisti e Dottorandi: 9
L’attività della Divisione si è articolata in quattro programmi di ricerca finalizzati allo sviluppo di competenze
scientifiche, tecnologie, e capacità di misura, riguardanti i campioni atomici per le grandezze del tempo e
della frequenza, la scala di tempo italiana, la navigazione satellitare, le grandezze della fotometria e della
radiometria nell’intervallo di frequenze dello spettro elettromagnetico dalle microonde alle radiazioni ottiche,
e l’ottica quantistica. L’attività di disseminazione e mantenimento dei campioni di competenza è stata
concentrata in un quinto programma di attività, al fine di garantire le necessarie sinergie tra i gruppi.
Nel 2013 la Divisione si è fortemente impegnata a migliorare i campioni e le scale di misura realizzati,
fornendo i riferimenti per confronti internazionali e per la disseminazione delle unità pertinenti in ambito
nazionale. I programma di attività si sono articolati nelle linee di sviluppo indicate nello schema seguente:
PROGRAMMA
O1: Campioni di frequenza
(Filippo Levi)
O2: Algoritmi e Scale di tempo
(Patrizia Tavella)
Implementazione del sistema SI
1.1 Campione primario di frequenza a fontana di cesio criogenico
1.2 Orologio campione all’Itterbio
Disseminazione delle unità SI
1.3 Link ottico per la disseminazione del segnale di frequenza
Ricerca per l’industria
1.4 Orologio Rb in cella ad elevata
Implementazione del sistema SI
2.1 Realizzazione scala di tempo UTC(IT)
Sistema di navigazione europeo
2.2 Orologi e scale di tempo per il sistema di navigazione Galileo
Disseminazione delle unità SI
2.3 Disseminazione del segnale di tempo via NTP e RAI
O3: Fotometria e Radiometria
(Giorgio Brida)
Implementazione del sistema SI
3.1 Sistema Internazionale: riformulazione della Candela
Ambiente
3.2 Sensoristica remota per monitoraggio clima
Salute
3.3 Rilevatori di radiazione solare UV
Energia
3.4 Metodi di misura standardizzati per illuminazione a stato solido
O4: Ottica quantistica
(Marco Genovese)
Metrologia quantistica
4.1 Sorgenti non classiche per misure sotto lo shot-noise
4.2 Rivelatori Nano-TES per il conteggio di fotoni
Fisica, Matematica, Modellistica e ICT a supporto della metrologia
4.3 Interferometri quantistici ad elevate prestazioni
Ricerca per l’industria
4.4 Informazione quantistica
O5: Servizi all’industria
(Maria Luisa Rastello)
Attività di taratura e prova
5.1 - Partecipazione a confronti chiave internazionali
5.2 - Certificazione tecnica per le attività di taratura e prova
5.3 - Attività di mantenimento del Sistema Qualità
Supporto all’accreditamento dei laboratori di taratura
5.4 – Grandezze del Tempo e della Frequenza
5.5 – Grandezze della Fotometria e della Radiometria
Trasferimento tecnologico
5.6 Attività di consulenza tecnico-scientifica e di formazione
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Nel seguito sono sintetizzati i principali risultati conseguiti considerando le attività svolte nelle tre linee
prioritarie definite nel Piano Triennale di attività 2013-2015:
- Excellent science: developing basic scientific metrology
- Meeting the societal challenges
- Industrial leadership: addressing the innovation gap.
I risultati di maggior rilievo ottenuti nel corso dell’anno sono relativi ai progetti finanziati dalla comunità
Europea le cui attività sono state tutte portate avanti nei tempi previsti. Questi progetti erano rivolti alla
realizzazione di strumentazione o di strutture con caratteristiche di forte innovazione il cui studio, sviluppo e
realizzazione sono stati condotti interamente nei laboratori dell’INRIM.
Excellent science: developing basic scientific metrology
Implementazione del sistema SI
Campione primario di frequenza a fontana di cesio criogenia: Il nuovo campione primario di frequenza
ITCsF2 è stato ufficialmente accettato dal preposto comitato del BIPM, per contribuire alla taratura di TAI.
Differenti misure di confronto con le fontane del NIST hanno portato ad una misura assoluta dello shift
dovuto alla radiazione di corpo nero nell’atomo di Cs..
Orologio ottico all’Itterbio: Il lavoro sui campioni ottici di frequenza è continuato con l’installazione e la
verifica del nuovo sistema fisico e delle nuove sorgenti laser. Un gran numero di atomi è stato intrappolato e
raffreddato nel sistema a doppia MOT.
Realizzazione della scala di tempo UTC(IT). E’ stato installato il nuovo sistema Data Management System
per l’automatizzazione del sistema di misura, la gestione della base dati delle misure con orologi e time
transfer (GPS TWSTFT), incluso lo scambio giornaliero dei dati con il BIPM in quasi completa sostituzione
dei sistemi precedenti. E’ stato progettato e installato un sistema ridondante per la generazione di UTC(IT)
ed è stato ottimizzato il sistema di monitoring in tempo reale via pagina web per il controllo remoto del
laboratorio, la scala di tempo UTC(IT) e gli strumenti che generano misure di riferimento anche per il BIPM e
altri laboratori. E’ stata garantita la partecipazione continuativa al nuovo servizio del BIPM di “rapid UTC” con
l’invio giornaliero dei dati per un calcolo di UTC settimanale
Mise-en-pratique della candela mediante rivelatori a efficienza quantica predicabile. La sensibilità
spettrale del PQED operante alla temperatura dell'azoto liquido (77K) è stata prevista sulla base di costanti
fondamentali e parametri del materiale con una incertezza inferiore a 10 ppm. L’incertezza nella sensibilità
spettrale è di un fattore 5 inferiore a quanto ottenuto in precedenza con qualsiasi altro metodo .
Metrologia quantistica
Rivelatori Nano-TES per il conteggio di fotoni. La collaborazione con l’AIST ha condotto alla
realizzazione di TES a base di titanio e pellicola d'oro, direttamente accoppiato ad una fibra ottica ottenendo
un’elevata efficienza di rivelazione con un’elevata velocità di risposta ( τeff = 186 ns ). La risoluzione
energetica di questo dispositivo è pari a 0,26 eV ed è in grado di discriminare da zero a tredici fotoni
incidenti, alla lunghezza d’onda di 1535 nm con 500 kHz di frequenza di ripetizione . Grazie ad un ridotto
tempo di recupero, il dispositivo è compatibile con frequenze di ripetizione fino a 500 kHz, cioè con un flusso
medio di fotoni pari a circa 3,6 × 106 fotoni / s (460 fW) .
Sorgenti non classiche per misure sotto lo shot noise
Nel corso del 2013 si è realizzata una sorgente basata sulla Parametric Down Conversion indirizzata
all'osservazione di oggetti microscopici al di sotto del limite dello shot noise. Principale caratteristica di tale
sorgente, ottenuta pompando un cristallo BBO tipo II con un fascio laser impulsato a 405 nm, e' l'elevata
correlazione spaziale che ha permesso di raggiungere una riduzione del rumore del 75% al di sotto dello
shot noise. Si è inoltre realizzata una sorgente di 4-wave mixing in vapori di Cesio (a 852nm), base per futuri
esperimenti con luce squeezed intensa.
Fisica, Matematica, Modellistica e ICT a supporto della metrologia
Interferometri quantistici a elevate prestazioni. Procedendo con gli studi sul quantum sensing, si è
dimostrata teoricamente la possibilità di migliorare le prestazioni di un doppio interferometro utilizzando luce
quantistica (squeezed,twin beams). In particolare si è evidenziato per la prima volta come l'utilizzo delle
correlazioni quantistiche dei twin beams possa permettere una drastica riduzione del rumore, che in
condizioni ideali si annulla. In condizioni reali (pressione di radiazione, efficienza di rivelazione finita,...) il
vantaggio resta comunque di diversi ordini di grandezza. Tale risultato dischiude nuove possibilità di misura
aprendo la via a possibili applicazioni tecnologiche di ampia portata (tra cui la possibilità di realizzare test
della gravità quantistica in laboratori di piccola scala). Si sta ora lavorando alla dimostrazione sperimentale
di tali risultati attrezzando dei laboratori specificatamente dedicati.
88/154
Meeting the societal challenges
Energia
Metodi di misura per sistemi di illuminazione a stato solido (EMRP ENG05)
L’attività si è concentrata sull’illuminazione a stato solido di gallerie autostradali.
Ambiente
Sensoristica remota per monitoraggio climatico. Per eseguire dallo spazio misure di riflettività/radianza
spettrale riferibili al SI in siti di prova autonomi e distribuiti geograficamente è stato progettato e costruito un
prototipo di sensore composto da radiometri basato su diodi emettitori di luce ( LED). Oltre che come ad
essere una sorgente luminosa un LED può anche essere utilizzato come fotorivelatore selettivo in lunghezza
d’onda con molti vantaggi come il suo basso costo, la sua intrinseca risposta passa banda, senza la
necessità di ulteriori filtri ottici, e la sua compattezza. Se un LED di riferimento è usato come un emettitore
ed un altro per rivelare questa luce, il cross-over dei due intervalli spettrali definisce il valore della corrente
misurata . Senza degrado, questa corrente risulta essere costante.
Per misurare con incertezza nota i parametri che descrivono la vegetazione è stato progettato e costruito un
prototipo di goniometro palmare adatto a rapide acquisizioni in situ delle proprietà di scattering iperspettrale
di singoli elementi di fogliame in condizioni di illuminazione controllata.
Salute
Rilevatori di radiazione solare UV (EMRP ENV03)
All'INRIM sono stati sviluppati rivelatori per l'UV basati su film di ZnO litografati con tecniche di lift-off con
un'area sensibile di 500 μm x 150 μm. Sono stati misurati dispositivi con sensibilità nell'UV di 10^4 A/V ( e
ciechi alla luce visibile), ma con costanti di tempo dell'ordine di 145 s. Un processo di ossidazione con H2O2
riduce la costante di tempo di risposta a 29 s, ma contemporaneamente riduce anche anche la sensibilità a
13 A/W. Solo un miglioramento significativo della qualità del materiale depositato potrebbe consentire di
ottenre rivelatori con caratteristiche migliori.
Industrial leadership: addressing the innovation gap
Disseminazione delle unità SI
Link ottico per la disseminazione del segnale di frequenza campione. Durante lo scorso anno il Link
italiano ha raggiunto un risultato chiave con l’installazione e la caratterizzazione della tratta di 650 km che
congiunge INRIM al polo scientifico di Sesto Fiorentino. Il link in fibra è stato misurato per quanto riguarda la
stabilità a breve termine, pari a 10-14 ad 1 s e l’accuratezza ultima di frequenza, 5x10-19 a 1000 s. E’ stato
studiato in via teorica il rumore di fase del link e sono state sviluppate nuove tecniche sperimentali volte ad
una sua riduzione.
Disseminazione del segnale di tempo via NTP e via trasmissioni RAI. Il segnale di tempo UTC(IT) viene
diffuso agli utenti nazionali con mezzi diversi. I più conosciuti e utilizzati sono il segnale codificato trasmesso
dalla RAI, che può essere decodificato mediante appropriati orologi radio-controllati, e il segnale trasmesso
su Internet chiamato Network Time Protocol, NTP (contratto RAI). In particolare è stato ottimizzato il sistema
di monitoring in tempo reale via pagina web per il controllo remoto del laboratorio, la scala di tempo UTC(IT)
e gli strumenti che generano misure di riferimento
Ricerca per l’industria
Orologio a cella di Rubidio ad elevata stabilità. E’ stato condotto uno studio teorico sugli effetti di densità
sulla forma della frangia Ramsey nell’orologio POP, verificandone le predizioni sperimentalmente.
Strumenti per banchi di prova QKD (EMRP IND06)
Con l’obiettivo di validare i componenti dei sistemi, sono stati realizzati un polarimetro a singolo fotone per lo
studio dello stato di polarizzazione dei singoli fotoni emessi dai sistemi QKD, e un optical-time-domainreflectometer (OTDR) a singolo fotone che oltre ad essere utilizzato per la caratterizzazione riflettometrica
dei canali quantistici e dei componenti passivi e attivi dei sistemi QKD permette anche di investigare il
fenomeno dei backflashes dei rivelatori (uni dei più insidiosi possibili bachi di sicurezza dei sistemi QKD)
Sistema di navigazione europeo
Orologi e scale di tempo per il sistema di navigazione Galileo validati mediante Galileo Time
Validation Facility durante la prossima In Orbit Validation phase E’ stata completata la realizzazione
89/154
della Galileo Time Validation Facility finanziata da ESA, con funzionamento completamente automatizzato e
analisi in tempo reale dei dati. Tutti i parametri necessari al controllo del Galileo Time sono ora forniti in
sicurezza, l’analisi degli orologi di bordo è effettuata con notifica di comportamenti anomali, con la
validazione indipendente della disseminazione di UTC e GGTO da parte di Galileo, e la partecipazione a tutti
i test di timing della fase IOV di Galileo, anche in supporto a Thales Italia e in stretta collaborazione con
ESA.
Service to industry and society
Attività di taratura e prova
Essa riguarda la partecipazione a confronti chiave internazionali, la certificazione tecnica per le attività di
taratura e prova e le attività di mantenimento del Sistema Qualità (audit interni, sviluppo di procedure di
taratura e prova, mantenimento delle CMCs)
Supporto all’accreditamento dei laboratori di taratura
La Divisione offre supporto tecnico all’ l’Ente Italiano di Accreditamento (ACCREDIA). In particolare, nel
2013 è stato completato un confronto interlaboratorio di due anni per le tarature di frequenza dei centri
accreditati
Trasferimento tecnologico
La Divisione svolge una significativa attività di consulenza tecnico-scientifica e di formazione
Normazione tecnica
Normativa per comunicazioni quantistiche (ETSI)
In particolare INRIM ha collaborato a un documento sulla caratterizzazione dei componenti interni dei sistemi
QKD. Questo risultato è collegato al progetto EMRP IND06.
Sono continuate attive collaborazioni di ricerca con organismi scientifici, università e istituti di ricerca
nazionali ed esteri.
Campioni nazionali (Decreto Ministeriale)
O1 – Campione primario di frequenza a fontana di cesio
O2 – Tempo UTC(IT)
O3 – Intensità luminosa
O3 – Illuminamento
O3 – Flusso luminoso
O3 – Potenza radiazione visibile
Altri campioni di misura
O3 – Potenza radiazione in fibra ottica
O3 – Sensibilità spettrale
O3 – Luminanza
O3 – Esposizione luminosa
O3 – Trasmissione regolare
O3 – Trasmissione diffusa
O3 – Riflessione regolare
O3 – Temperatura di distribuzione
O3 – Colore in trasmissione
O4 – Conteggio di fotoni
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Programma O1 – Campioni atomici di frequenza
Responsabile: Filippo Levi
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
Filippo Levi
Elio Bertacco
Davide Calonico
Claudio Calosso
Matteo Frittelli (TD)
Aldo Godone
Luca Lorini
Salvatore Micalizio
Alberto Mura
Giovanni Costanzo (associato)
Cecilia Clivati (dott.)
Marco Pizzocaro (dott.)
Totale
R&S
INRIM
0,30
0,50
0,30
0,70
0,70
0,10
R&S
contratto
0,15
0,40
0,50
0,20
0,50
0,50
0,20
0,50
0,50
4,80
0,50
0,50
0,20
0,50
0,50
3,45
Campioni
0,30
Tarature
e prove
Supporto
al SAL
Gestione
e altro
0,20
0,10
0,10
0,30
0,80
0,20
Totale
0,95
0,90
0,90
1
0,70
0,10
1
1
0,70
1
1
10,25
Descrizione del programma
Principali attività svolte
Le attività del programma si sono sviluppate secondo le usuali tre linee di sviluppo, ossia:
 sviluppo di campioni primari di frequenza

sviluppo di campioni in cella
 sviluppo delle tecniche di sincronizzazione remota mediante fibra ottica
Per quanto riguarda il primo tema dopo aver completamente caratterizzato il nuovo campione di frequenza a
fontana di cesio criogenica ITCsF2, è iniziata la procedure ufficiale per il riconoscimento del campione
ITCsF2 da parte del Working Group on Primary Frequency Standarsds del BIPM, al fine di utilizzarne i dati
per la calibrazione di TAI.
Sono state compiute misure di confronto con il campione primari NISTF1, operante a temperatura ambiente,
e NISTF2, al fine di misurare direttamente lo shift dovuto alla radiazione di corpo nero.
La ricerca sui campioni primari di frequenza comprende anche lo sviluppo del campione ottico all'Itterbio.
E’ stata realizzata e messa in funzione la nuova camera da vuoto per l’orologio ottico all’Yb. Il sistema del
fascio atomico è stato montato e caratterizzato in maniera soddisfacente.
Sono stati intrappolati atomi in MOT blu e verde, dimostrando una buona efficienza di raccolta anche in
assenza dello “Zeeman slower”. E’ proseguita la collaborazione con il consorzio SOC II, volta alla
realizzazione di un prototipo di orologio ottico trasportabile. In questo contesto si è sviluppato un nuovo tipo
di cavità ottica ad alta finezza trasportabile.
Per quanto riguarda i campioni in cella sono proseguiti gli studi teorici e sperimentali volti all’identificazione
delle maggiori sorgenti di rumore del campione a pompaggio ottico impulsato, studiando la possibilità di
modificare la cavità a microonda utilizzata sinora. Sono stati studiati gli effetti legati alla densità atomica sulla
forma di riga nel POP.
E' proseguito lo sviluppo del link ottico fibra per la trasmissione di portanti ottiche ultrastabili e confronti
remoti di frequenza ad altissima stabilità. E’ stato installato la tratta principale del link verso Milano Bologna e
Firenze, raggiungendo i laboratori di Sesto Fiorentino. E’ stato studiato in dettaglio il rumore residuo del link
ottico stabilendone l’accuratezza di frequenza. Sono state studiate nuove tecniche per la compensazione del
rumore di fase e per migliorare le prestazioni del link in fibra ottica. Sono state compiute misure preliminari di
accuratezza del campione atomico allo Sr in funzione presso il laboratorio del LENS.
Risultati di particolare rilievo
Il nuovo campione primario di frequenza ITCsF2 è stato ufficialmente accettato dal preposto comitato del
BIPM, per contribuire alla taratura di TAI; durante l’anno passato differenti misure di confronto con le fontane
del NIST hanno portato ad una misura assoluta dello shift dovuto alla radiazione di corpo nero nell’atomo di
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Cs. Il lavoro sui campioni ottici di frequenza è continuato con l’installazione e la verifica del nuovo sistema
fisico e delle nuove sorgenti laser. Un gran numero di atomi è stato intrappolato e raffreddato nel sistema a
doppia MOT.
Durante lo scorso anno il Link italiano ha raggiunto un risultato chiave con l’installazione e la
caratterizzazione della tratta di 650 km che congiunge INRIM al polo scientifico di Sesto Fiorentino. Il link in
fibra è stato misurato per quanto riguarda la stabilità a breve termine, pari a 10-14 ad 1 s e l’accuratezza ultima
di frequenza, 5x10-19 a 1000 s. E’ stato studiato in via teorica il rumore di fase del link e sono state sviluppate
nuove tecniche sperimentali volte ad una sua riduzione.
E’ stato condotto uno studio teorico sugli effetti di densità sulla forma della frangia Ramsey nell’orologio POP,
verificandone le predizioni sperimentalmente.
The new primary frequency standard ITCsF2 was officially accepted by the BIPM committee to contribute to
TAI steering, during the last year several frequency comparison between NIST fountains led to an absolute
direct measurement of the Blackbody radiation shift in Cs. Work on optical frequency standard continued with
the installation and test of the new physical system and the new laser sources for the Yb clock. A high
number of atom was trapped and cooled in the double MOT.
During last year the development of the Italian optical link achieved a fundamental milestone, with the
realization and experimental verification of the 650 km long connection between Torino and Sesto Fiorentino.
A short term stability of 1x10-14 at 1 s, and an accuracy of 5x10-19 at 1000 s was demonstrated. At the same
time theoretical study of the optical link phase noise were performed experimenting new techniques to reduce
it.
A theoretical study of the atomic density effect on the shape of the Ramsey interference fringes in POP was
done, with excellent experimental agreement.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
Le attività di ricerca sui campioni di frequenza pongono l'INRIM all'avanguardia in questo settore, come
testimoniano i significativi contratti di ricerca ottenuti, sia a livello nazionale che internazionale.
La realizzazione della fontana criogenica, unica di questo genere assieme alla gemella realizzata presso il
NIST, è inoltre di estrema rilevanza in quanto è oggi tra i campioni primario di frequenza a più alta
accuratezza al mondo.
Poiché è sempre più evidente che il futuro della metrologia di frequenza si stia sempre più spostando verso
campioni atomici di frequenza che utilizzano transizioni ottiche, INRIM ha iniziato, ormai da diversi anni, a
sviluppare un campione ottico all’Yb ad a occuparsi delle tecniche di disseminazione remota di portanti
ottiche in fibra.
Lo sviluppo del link ottico riveste oggi un interesse strategico, perché da un lato permetterà di effettuare
importanti misure in collaborazione con i laboratori raggiunti da questa infrastruttura LENS, INAF e in futuro
Politecnico di Milano. Inoltre sta diventando sempre più concreta la realizzazione di una rete europea che
connetta tra di loro i principali istituti metrologici, cui l’INRIM,in virtù dei risultati ottenuti partecipa con un ruolo
di forte rilevanza.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Le attività sono proseguite in sostanziale accordo con le attese, si sono verificati ovviamente ritardi ed
accelerazioni dell'attività sperimentale.
ITCsF2 è entrata in una fase operativa e verrà utilizzata per la taratura di TAI.
Per contro lo sviluppo del campione di Yb, dopo la realizzazione della nuova struttura e l’osservazione della
MOT a 556 nm, è proseguito in maniera spedita, e attualmente sono pronte tutte le sorgenti necessarie per il
suo completamento.
Lo sviluppo del link in Fibra con sta procedendo secondo il piani di sviluppo e dopo aver collegato il polo di
ricerca fiorentino, prevede di collegare prossimamente il radiotelescopi di Medicina.
92/154
Programma O2 - Algoritmi e Scale di tempo
Responsabile: Patrizia Tavella
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
Patrizia Tavella
Valerio Pettiti
Roberto Costa
Ilaria Sesia
Giancarlo Cerretto
Giovanna Signorile (TD)
Elena Cantoni (assegno)
Totale
Andrea Samperi (collab.)
Alice Cernigliaro (collab.)
R&S
INRIM
0,30
0,05
R&S
contratto
0,50
0,05
0,20
0,40
0,25
0,70
0,30
0,75
0,35
2,65
1
1
1,20
Campioni
Tarature
e prove
Supporto
al SAL
0,20
0,40
0,10
0,30
0,10
0,05
0,10
0,05
1
0,15
0,15
Gestione
e altro
0,20
0,20
Totale
1
0,50
0,50
1
1
1
0,35
5,35
Descrizione del programma
Implementazione del sistema SI
O2.1 – Realizzazione scala di tempo UTC(IT)
1 - Sistema monitoraggio e segnalazione anomalie lab UTC(IT) e radionavigazione
Sistema di navigazione europeo
O2.2 – Orologi e scale di tempo per il sistema di navigazione Galileo
1 – Terminare lo sviluppo della Time Validation Facilitv (TVF)
2 – Partecipare alla sperimentazione In Orbit Validation dell’ESA
3 – Sviluppare algoritmi di caratterizzazione orologi e monitoring scale di tempo in tempo quasi reale
Disseminazione delle unità SI
O2.3 – Disseminazione del segnale di tempo via NTP e via trasmissioni RAI
1 - Adeguamento infrastrutturale (terminare impianto elettrico e distribuzione segnali)
2 - Adeguamento funzionale (installare nuovo sistema automatico HW e SW per misura e gestione dati)
Principali attività svolte
Il 2013 è stato dedicato
A) al miglioramento dell’affidabilità del lab UTC(IT) per quanto riguarda:

Validazione del nuovo Data Management System (DMS) per la gestione automatica delle misure
degli orologi, dei sistemi di sincronizzazione e dei parametri ambientali. Il nuovo DMS ha quasi
completamente sostituito i precedenti sistemi di misura ed è già operativo nella fornitura al BIPM
delle misure degli orologi;

Realizzazione di una applicazione web per il monitoraggio in tempo reale del laboratorio, inclusi gli
orologi, la scala di tempo confrontata in tempo quasi reale con altre realizzazioni UTC(k), lo
scambio dati con altri lab e il BIPM, lo stato dei servizi;

Completamento e ottimizzazione del nuovo quadro elettrico e sistema di segnalazione email/SMS
di anomalie del Laboratorio (insieme ai SGT e SI) tramite PLC;

Supporto alla realizzazione e prova di nuovi Generatori di Segnali Orari (GSO) e Comparatori
automatici di Segnali Orari (CSO) commissionati a azienda esterna;

Aggiornamento del parco macchine per la disseminazione dell’informazione di tempo via NTP;

Progettazione e sperimentazione di un sistema di ridondanza nella generazione della scala
UTC(IT) basato su tre catene parallele per migliorare affidabilità.
Le attività di potenziamento del laboratorio sono tuttora in corso e rivestono particolare importanza per
INRIM sia per il ruolo NMI di generazione della scala di tempo nazionale UTC(IT), sia per gli impegni
nel sistema di navigazione Galileo che richiedono servizi ad alta affidabilità in tempo reale.
B) alla partecipazione alla fase In Orbit Validation del sistema Galileo, con l’Agenzia Spaziale Europea,
utilizzando la Galileo Time Validation Facility (TVF) costruita all’INRIM con il doppio scopo di:

validare tutti gli orologi e la scala di tempo del sistema Galileo, in particolare valutando il
comportamento degli orologi dei primi 4 satelliti lanciati a ottobre 2011 e 2012;
93/154

mantenere la scala di tempo di Galileo sincronizzata alla scala internazionale UTC valutando sia le
necessarie correzioni di frequenza comunicate giornalmente al centro di controllo del Fucino, sia
valutando la predizione del valore UTC - Galileo Time inserita dall’aprile scorso nel messaggio di
navigazione;

validare il servizio di disseminazione di UTC e di GGTO, GPS to Galileo Time Offset, forniti da
Galileo rispetto a stime indipendenti.
La TVF scambia dati con il centro di controllo secondo un protocollo di sicurezza accreditato
dall’Autorità Nazionale e funziona in modo automatico in tempo reale. Il contratto dell’ESA, in
collaborazione con THALES F, PTB, NPL, OP, ROA e PoliTo termina a feb 2014.
C) alla sperimentazione delle tecniche di diverse tecniche di time transfer basati su sistemi GNSS, come il
Precise Point Positioning (PPP), orientate all’utilizzo del sistema Galileo per il confronto a distanza di
orologi in tempo quasi reale, in collaborazione con NRCan Canada, ORB Belgio e ROA spagnolo.
Risultati di particolare rilievo
1) Installazione del nuovo sistema Data Management System per automatizzazione sistema misure,
gestione base dati misure orologi e time transfer (GPS TWSTFT), incluso lo scambio giornaliero
dei dati con il BIPM in quasi completa sostituzione dei sistemi precedenti;
2) Ottimizzazione di un sistema di monitoring in tempo reale via pagina web per il controllo remoto
del laboratorio, la scala di tempo UTC(IT) e gli strumenti che generano misure di riferimento anche
per il BIPM e altri laboratori. Attività di interesse anche per Galileo e per altri laboratori nazionali;
3) Partecipazione continuativa al nuovo servizio del BIPM di “rapid UTC” con l’invio giornaliero dei dati
per un calcolo di UTC settimanale;
4) Progetto e installazione di un sistema ridondante per la generazione di UTC(IT);
5) Taratura annuale del ricevitore GPS di timing e della stazione TWSTFT nell’ambito del progetto
ESA TVF;
6) Realizzazione della completa Galileo Time Validation Facility finanziata da ESA operativa dal
Novembre 2011 con funzionamento completamente automatizzato e analisi in tempo reale dei
dati. Fornitura in sicurezza di tutti i parametri necessari al controllo del Galileo Time, analisi degli
orologi di bordo con notifica di comportamenti anomali, validazione indipendente della
disseminazione di UTC e GGTO da parte di Galileo, partecipazione a tutti i test di timing della fase
IOV di Galileo, anche in supporto a Thales Italia e in stretta collaborazione con ESA;
7) Completamento di un confronto interlaboratorio di due anni per le tarature di frequenza dei centri
accreditati.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
Il ruolo dell’INRIM all’interno del progetto Galileo è diventato molto importante con una notevole visibilità
internazionale e introiti. Le capacità di INRIM in ambito scientifico, misuristico e di sviluppo algoritmi, ma
anche di erogazione di servizi di notevole complessità tecnica con disponibilità 24/24, 7/7, con interventi
rapidi in caso di avaria in una struttura accreditata per la sicurezza, è stata un segno della capacità del
gruppo e più in generale dell’Istituto. INRIM si prepara a continuare la partecipazione a Galileo su percorsi
più scientifici e vicini alla ricerca e al trasferimento tecnologico predisponendo proposte e progetti europei
insieme agli altri partner scientifici e industriali.
Gli algoritmi per lo steering di scale di tempo, le tecniche di sincronizzazione a distanza con segnale
Galileo e ricevitori GPS geodetici, così come gli algoritmi di rilevazione anomalie sviluppati con il
Politecnico sono di interesse per altri NMI e il BIPM e troveranno nei prossimi anni applicazione diretta
anche ai compiti istituzionali dell’INRIM, soprattutto nella validazione dei prodotti forniti in tempo reale. Gli
algoritmi e le tecniche sviluppate nell’ambito del progetto Galileo sono coperti da confidenzialità e
purtroppo non pubblicabili.
94/154
Programma O3 - Fotometria e Radiometria
Responsabile: Giorgio Brida
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
R&S
INRIM
0,30
0,10
0,50
0,30
0,50
0,20
0,10
Giorgio Brida
Maria Luisa Rastello
Giuseppe Rossi
Mauro Rajteri
Paola Iacomussi
Ivano Ruo-Berchera
Marco Terzi
Fabio Saccomandi
Fernando Viarengo
Gian Paolo Scialpi
Emanuele Taralli (TD)
Lapo Lolli (assegno)
Roberto Filippo
0,10
0,15
0,80
1
Totale
4,05
R&S
contratto
0,15
0,10
0,40
0,40
0,40
0,20
Campioni
0,05
0,10
Tarature
e prove
Supporto
al SAL
0,05
Gestione
e altro
0,05
0,10
0,10
0,10
0,15
0,10
0,05
0,30
0,20
1,95
0,40
0,80
0,05
0,10
0,70
Totale
0,60
0,30
1
0,80
1
0,40
0,30
0,10
0,10
0,45
1
1
0,50
7,55
Descrizione del programma
Principali attività svolte
Nel 2013 è partito il nuovo progetto EMRP SIB57 NEWSTAR (NEW primary STAndards and traceability for
Radiometry), che ha come obiettivi ambiziosi l’ottimizzazione di fotorivelatori PQED (Predictable Quantum
Efficiency Detector) operanti a basse temperature (77 K) per la radiometria primaria con incertezza
dell’ordine di 1 ppm, e il loro utilizzo diretto in applicazioni quali la fotometria (luxmetro), termometria a
radiazione (filtro-radiometro) e le fibre ottiche (power-meter).
Per quanto riguarda invece le misure di flussi di fotoni molto bassi (inferiori a 106 fotoni/s), in regime di
conteggio, utilizzando rivelatori superconduttivi (TES), sono stati realizzati e caratterizzati (in collaborazione
con NMIJ-AIST) nuovi dispositivi più piccoli e più veloci.
Sono in corso le attività per la realizzazione di un filtro radiometro e un goniofotometro per la misura di
radiazioni ottiche per il monitoraggio ambientale che coinvolgono i progetti EMRP ENV03 (Solar UV) e
ENV04 (MetEOC).
L’attività illuminotecnica ha riguardato lo sviluppo di procedure e tecniche di misura per l’illuminazione e la
segnalazione stradale con sorgenti a stato solido (LED) in condizione di visione notturna (EMRP ENG05).
Risultati di particolare rilievo
Validazione fotorivelatore con efficienza quantica calcolabile (PQED). La sensibilità spettrale del PQED
operante alla temperatura dell'azoto liquido (77K) è stata prevista sulla base di costanti fondamentali e
parametri del materiale con una incertezza inferiore a 10 ppm. L’incertezza nella sensibilità spettrale è di un
fattore 5 inferiore a quanto ottenuto in precedenza con qualsiasi altro metodo .
Caratterizzazione di rivelatori superconduttivi (TES) veloci. La collaborazione con l’AIST ha condotto alla
realizzazione di TES a base di titanio e pellicola d'oro, direttamente accoppiato ad una fibra ottica
ottenendo un’elevata efficienza di rivelazione con un’elevata velocità di risposta ( τeff = 186 ns ).
La risoluzione energetica di questo dispositivo è pari a 0,26 eV ed è in grado di discriminare da zero a
tredici fotoni incidenti, alla lunghezza d’onda di 1535 nm con 500 kHz di frequenza di ripetizione . Grazie ad
un ridotto tempo di recupero, il dispositivo è compatibile con frequenze di ripetizione fino a 500 kHz, cioè
con un flusso medio di fotoni pari a circa 3,6 × 106 fotoni / s (460 fW) .
Progetto e realizzazione di radiometro a LED per monitoraggio ambientali (ENV 04)
Per eseguire dallo spazio misure di rifletttività/radianza spettrale riferibili al SI in siti di prova distribuiti
geograficamente è stato progettato e costruito un prototipo di sensore composto da radiometri basato su
diodi emettitori di luce ( LED). Oltre che come ad essere una sorgente luminosa un LED può anche essere
utilizzato come fotorivelatore selettivo in lunghezza d’onda con molti vantaggi come il suo basso costo, la
sua intrinseca risposta passa banda, senza la necessità di ulteriori filtri ottici , e la sua compattezza. Se un
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LED di riferimento è usato come un emettitore ed un altro per rivelare questa luce , il cross-over dei due
intervalli spettrali definisce il valore della corrente misurata . Senza degrado , questa corrente dovrebbe
essere costante e un fattore di correzione può essere determinato se il rendimento rivelatore LED è
cambiato.
Progetto e realizzazione di un goniofotometro per la misura della riflettività delle foglie (ENV04)
Per misurare con incertezza nota i parametri che descrivono la vegetazione è stato progettato e costruito
un prototipo di goniometro palmare adatto a rapide acquisizioni in situ delle proprietà di scattering
iperspettrale di singoli elementi di fogliame in condizioni di illuminazione controllata.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
L’attività svolta, oltre a consolidare o migliorare i riferimenti metrologici per le tradizionali attività
fotometriche (illuminazione, caratterizzazione materiali,...), ha esteso le capacità di misura in modo tale da
supportare con appropriate tecniche e campioni di misura le nuove tecnologie di illuminamento a stato
solido, la misura di radiazioni ultraviolette per la protezione ambientale, e la richiesta di fotorivelatori
innovativi, estremamente sensibili, per applicazioni quali ad esempio la biologia e l’astronomia.
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Programma O4 - Ottica Quantistica
Responsabile: Marco Genovese
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
Marco Genovese
Mauro Rajteri
Giorgio Brida
Ivo Degiovanni
Marco Gramegna
Ivano Ruo-Berchera
Fernando Viarengo
Fabio Saccomandi
Maria Luisa Rastello
Paolo Traina (TD)
Fabrizio Piacentini (TD)
Alice Meda (TD)
Marco Roncaglia (TD)
Gianluca Giorgi (TD)
Guillaume Adenier (assegno)
Ekaterina Moreva (assegno)
Totale
R&S
INRIM
0,25
0,10
0,10
0,60
0,40
0,10
0,10
0,10
0,80
2,55
R&S
contratto
0,25
Campioni
Tarature
e prove
Supporto
al SAL
0,10
0,10
0,40
0,40
0,10
0,80
0,75
0,75
0,75
0,20
1
5,50
0,10
Gestione
e altro
0,30
0,10
0,10
0,30
0,20
0,20
0,10
0,20
0,20
0,25
0,20
1,95
Totale
0,80
0,20
0,30
1
1
0,60
0,10
0,40
0,10
1
1
1
0,75
0,75
0,20
1
10,20
Descrizione del programma
Principali attività svolte
Proseguendo le attività degli anni precedenti nel 2013 si sono effettuate ricerche sull’Informazione
Quantistica, sulla Metrologia Quantistica e sui Fondamenti della Meccanica Quantistica. Piu’ in dettaglio le
attivita’ considerate sono state:
-
Comunicazione Quantistica, con particolare riguardo alla criptografia quantistica: standardizzazione ETSI
dei protocolli QKD in vista di applicazioni commerciali (stesura di un documento sulla caratterizzazioni
dei componenti ottici che sono parte di questi sistemi);
-
Quantum Sensing: studio della possibilità di migliorare le prestazioni di un doppio interferometro
(olometro) tramite l'uso di luce quantistica;
-
Studio di un esempio di metrologia relazionale, ossia dell'uso di uno sottosistema come "orologio" per un
altro sottosistema entangled col primo;
-
Studio della caratterizzazione delle correlazioni quantistiche (entanglement e discord);
-
Realizzazione di una sorgente di singoli fotoni basata su centri di colore in diamante emittenti nel vicino
infrarosso con miglioramento delle prestazioni di raccolta tramite nano-lavorazione.
Risultati di particolare rilievo
Procedendo con gli studi sul quantum sensing, si è dimostrata teoricamente la possibilità di migliorare le
prestazioni di un doppio interferometro utilizzando luce quantistica (squeezed,twin beams). In particolare si
è evidenziato per la prima volta come l'utilizzo delle correlazioni quantistiche dei twin beams possa
permettere una drastica riduzione del rumore, che in condizioni ideali si annulla. In condizioni reali
(pressione di radiazione, efficienza di rivelazione finita,...) il vantaggio resta comunque di diversi ordini di
grandezza. Tale risultato dischiude nuove possibilità di misura aprendo la via a possibili applicazioni
tecnologiche di ampia portata (tra cui la possibilità di realizzare test della gravità quantistica in laboratori di
piccola scala). Si sta ora lavorando alla dimostrazione sperimentale di tali risultati attrezzando dei laboratori
specificatamente dedicati.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
Lo scambio sicuro d’informazioni è uno dei pilastri fondamentali su cui si basa la società attuale. La
crittografia quantistica, basata sulle proprietà fondamentali della MQ, fornisce una risposta al problema dai
promettenti sviluppi commerciali. Inoltre, le QT aprono nuovi scenari di sviluppo: il calcolo quantistico,
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l’imaging e sensing quantistici, la metrologia quantistica. Tali studi forniscono anche un importante
contributo alla ricerca di base ed alla domanda di conoscenza della nostra societa’. Inoltre la creazione di
nuovi standard per la comunicazione quantistica e le applicazioni della MQ a misure di precisione
costituiscono un fondamentale elemento per il futuro della metrologia (vedi roadmap EMPIR, Nobel lectures
di Haroche e Wineland, MIQC ed attività svolte a NIST). Complessivamente i risultati ottenuti, contribuendo
significativamente alla ricerca sulla metrologia, la crittografia, l’imaging/sensing e la comunicazione
quantistiche contribuiscono in maniera rilevante a tale progresso scientifico –tecnologico.
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Programma O5 - Mantenimento dei campioni e Disseminazione delle unità di misura
Responsabile: Maria Luisa Rastello
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
R&S
INRIM
Filippo Levi
Davide Calonico
Valerio Pettiti
Kevin Bertacco
Roberto Costa
Franco Cordara
Maria Luisa Rastello
Giorgio Brida
Marco Terzi
Fabio Saccomandi
Fernando Viarengo
Roberto Filippo
Giuseppe Vizio
Totale
R&S
contratto
Campioni
0,05
0,10
0,20
0,10
0,10
0,10
0,20
0,10
0,10
0,10
0,40
0,40
0,15
2,10
Tarature
e prove
Supporto
al SAL
0,10
0,20
0,10
0,05
Gestione
e altro
0,05
0,10
0,10
0,40
0,05
0,10
0,10
0,10
0,30
0,05
1,05
0,25
0,50
Totale
0,05
0,10
0,50
0,10
0,30
0,10
0,40
0,10
0,55
0,20
0,80
0,50
0,20
3,90
Descrizione del programma
Principali attività svolte
Il programma ha potenziato tutte le attività proprie come NMI, mantenendo i campioni e assicurando la
riferibilità al più alto livello in Italia. Le attività hanno incluso la ricerca e lo sviluppo incrementale su campioni
e metodi, gli impegni internazionali nel quadro del CIPM-MRA (CMC, KC/SC, QS), la collaborazione
internazionale (nei TC e CC) e nazionale (inclusa la normativa), la riferibilità alle unità SI e disseminazione
delle conoscenze (tarature, consulenze, corsi, ecc.), l’organizzazione di ILC e altre attività a supporto SIT ed
EA.
In particolare di ricordano le misure di calibrazione per TAI, il mantenimento e la diisseminazione del Tempo
UTC(IT), con il conseguente supporto al SIT, il monitoraggio dei risultati di misura tra gli orologi atomici
dell’INRIM e l’invio dei dati al KCDB del BIPM, la circolazione EURAMET del nuovo campione GPS+Rubidio
viaggiante, il mantenimento dei campioni per la fotometria, colorimetria, radiometria di rivelatori e materiali,
con la disseminazione delle unità di misura per le grandezze intensità luminosa, illuminamento, flusso
luminoso, luminanza, esposizione luminosa, temperatura di distribuzione, colore in trasmissione, e la
disseminazione relativa ai campioni di potenza radiante, potenza radiante in fibra ottica, sensibilità spettrale,
trasmissione regolare e diffusa, riflessione regolare.
Risultati di particolare rilievo
Nel 2013 sono stati inviati ogni 4 mesi i dati al BIPM per partecipazione scala internazionale UTC. Il
programma ha contribuito al miglioramento dell’affidabilità del lab UTC(IT) per quanto riguarda il
completamento e test del nuovo Data Management System (DMS) per la gestione automatica delle misure
degli orologi e sistemi di sincronizzazione. E’ iniziato il completo utilizzo del nuovo DMS in sostituzione
dell’attuale sistema di misura.
Grazie alla revisione del laboratorio di radiometria UV, revisione che ha portato a una significativa riduzione
dell’incertezza di misura nei certificati emessi, il programma ha partecipato nel 2013 alla Supplementary
Comparison EURAMET PR-S4 Calibration of ultraviolet power meter.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
Il programma ha assicurato la realizzazione delle unità SI di competenza con caratteristiche di incertezza e di
affidabilità paragonabili a quelle degli altri istituti metrologici nazionali, fornendo il supporto tecnico ad enti di
ricerca ed ad industrie nazionali mediante l’attività di disseminazione e taratura.
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Eventuali altri risultati/prodotti
Descrizione
 Realizzazione in tempo reale del campione UTC(IT) con accuratezza minore di 20 ns e successiva
disseminazione via NTP e segnale RAI, invio dati a BIPM per partecipazione scala internazionale
UTC e UTCrapido.
 3 corsi master Politecnico di Torino “Navigation and Related Application”.
 2 tesi II livello Elettronica Politecnico Torino.
 Partecipazione in riunioni di gruppi di lavoro internazionali del CCTF (GNSS e TAI).
 1 sessione organizzata al convegno internazionale ICEEA a Torino.
 Attività di “Assistente per la Qualità” con riunioni periodiche, aggiornamento procedure, visite
ispettive interne (Audit). Redazione di circa 12 documenti di Audit.
 Attività di certificazione con 130 certificati di taratura per enti esterni e 10 certificati di taratura per
INRIM.
 Preparazione e supporto alla Peer Review 2013 nell'area Fotometria.
100/154
Divisione Termodinamica
Responsabile: Vito Fernicola
Risorse umane (TI + TD) al 31/12/2013
Ricercatori e Tecnologi: 23. Tecnici: 11
Ulteriori risorse umane
Assegnisti, Borsisti e Dottorandi: 20
Associati: 5
Articolazione delle attività
Le attività della Divisione sono organizzate secondo cinque programmi di ricerca Essi sono finalizzati alla
determinazione delle costanti fisiche, allo studio delle proprietà termodinamiche, acustiche e chimiche delle
sostanze e dei materiali, allo sviluppo di metodologie e dispositivi per applicazioni nei campi della salute e
dell’ambiente. Ogni programma si articola a sua volta in progetti secondo lo schema seguente:
PROGRAMMA
Progetto
1 - Mise en pratique del kelvin
T1: Temperatura e umidità: campioni e
2 - Implementazione della nuova definizione del kelvin
nuovi sviluppi
3 - Campioni per l’umidità nei gas e nei solidi
(Mauro Battuello)
4 - Nuovi campioni primari per termometria e igrometria
1 - Applicazioni di tecniche ottiche in termometria
2 - Controlli termici e sistemi bifase
T2: Misure termiche e applicazioni
3 - Metrologia per la meteorologia
(Andrea Merlone)
4 - Misure e campioni per l’ambiente e l’energia
5 – Metrologia termica per le superfici ingegnerizzate
1 - Determinazione della costante di Boltzmann con metodo
acustico
T3: Acustica fisica
2 - Misura della velocità del suono nei liquidi fino a 400 MPa
(Roberto Gavioso)
3 - Determinazione con metodo acustico di proprietà elastiche di
materiali solidi, semi-solidi e organici
4 - Sonoluminescenza e sue applicazioni
1 - Realizzazione del campione primario per la grandezza
T4: Metrologia dell’acustica in aria e
potenza sonora
degli ultrasuoni
2 - Campioni e riferimenti per gli ultrasuoni
(Giovanni Durando)
3 - Caratterizzazione di campi ultrasonori in ambito biomedicale
1 - Campioni, metodi e sensori per le sostanze inquinanti in aria
2 - Campioni e metodi per la medicina rigenerativa, le cellule, i
tessuti, gli acidi nucleici e le proteine
T5: Quantità di sostanza
3 - Sensori e metodi per l'analisi degli alimenti
(Vito Fernicola)
4 - Nuovi materiali dosimetrici per radiazioni ionizzanti
5 - Analisi di superficie
6 - Microscopia multimodale per bio-imaging
Nel seguito sono sintetizzati i principali risultati conseguiti considerando le attività svolte nelle tre linee
prioritarie individuate in Horizon 2020 e definite nel Piano Triennale di attività 2013-2015:



Excellent science: developing basic scientific metrology
Meeting the societal challenges
Industrial leadership: addressing the innovation gap.
I risultati principali ottenuti nel corso dell’anno, sono relativi a progetti di sviluppo INRIM sui campioni e a
progetti finanziati dalla Comunità Europea. Questi progetti - rivolti alla realizzazione di strumentazione o di
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strutture con caratteristiche di forte innovazione - sono stati condotti nei laboratori dell’INRIM, con una
significativa interazione con i partner europei.
Excellent science
Implementazione del sistema SI
‐ Misure sulla differenza in temperatura fra i punti tripli del 22Ne e del 20Ne, all'INRIM e all’NMIJ, riducendo
l'incertezza derivante dall'adiabaticità del criostato.
‐ Misure per confronto di scale per radiazione con NMC (Singapore) mediante impiego di punti fissi
eutettici Co-C e Pd-C. Accordo entro 0.3 K al Pd-C (1765 K).
‐ Nell’ambito del progetto EMRP InK si è avviata l’attività di coordinamento internazionale delle
determinazioni sperimentali di (T - T90) tra 1 K e 1000 K.
‐ Estensione della scala di temperatura di rugiada/brina (da -100 °C a +95 °C). Sono stati messi a
punto il nuovo impianto fluidodinamico e il sistema di controllo termico.
‐ Realizzazione del campione primario per la grandezza potenza sonora.
‐ INRIM sviluppa nel progetto EMRP Bio-SITrace modelli matematici per le stime bayesiane
dell’incertezza e un approccio basato sulla varianza di Allan per studi distabilità.
Costanti fondamentali
‐ Determinazione della costante di Boltzmann con metodo acustico. E’ stato collaudato un risonatore di
forma sferica per la realizzazione di un esperimento acustico per la determinazione di kB; i risultati
ottenuti nel corso di misure preliminari hanno mostrato una significativa riduzione dell'incertezza.
Meeting the societal challenges
Energia
‐ Metodologie innovative per il monitoraggio energetico dell’ambiente costruito: messo in servizio il
sistema GHP per misure conducibilità termica di materiali isolanti.
‐ Completata una serie di misure di velocità del suono in fase liquida su LNG e biocarburanti
nell'ambito dei progetti ENG03 – LNG e ENG09 – Biofuels.
‐ Nell'ambito del progetto ENG01 – GAS si è completata la serie di misure igrometriche di campioni di
gas naturale prodotto da fonti alternative con una tecnica a microonde.
‐ Sono stati pubblicati sul J. Phys. Chem. C (IF 4.8) i risultati ottenuti nello studio della
sonoluminescenza multibolla in metalli liquidi.
Ambiente
‐
‐
‐
‐
Coordinamento progetto METEOMET, organizzazione conferenza internazionale “MMC – Metrology for
Meteorology and Climate 2014”.
Missione “Everest Metrology 2013”. Caratterizzazione, trasporto (via aereo, elicottero e sherpa) e messa
in funzione del terzo prototipo di EDIE2 presso la piramide EV-K2 CNR a 5050 m di altitudine, valle del
Kubu, capo base Everest – Lobuche – Nepal.
Nell'ambito delle attività del progetto ENV05 – Ocean, si è avviata una campagna di misure della velocità
del suono in campioni di acqua marina di salinità variabile su un intervallo esteso di temperature e
pressioni (fino a 70 MPa).
Analisi, metodi e sensori per le sostanze inquinanti in aria (EMRP ENV01 MACPoll). Condotte
caratterizzazioni di microsensori a base di grafene prodotti in INRIM e valutata la risposta a NO2
nell’intervallo da 100 nmol/mol a 10 µmol/mol; valutati gli effetti di gas interferenti.
Salute
‐
‐
‐
Nell'ambito del progetto HLT03 – DUTy è proseguito lo sviluppo di materiali che simulano tessuti umani
(TMMs) e di metodi per la loro caratterizzazione acustica.
Definizione del concetto di dose ultrasonora in ambito biomedico. Caratterizzazione di campi ultrasonori
in ambito biomedicale.
Realizzazione presso l’istituto del First Course on Focused Ultrasound in Research and Therapy (15 docenti
di rilevanza internazionale coinvolti, circa 70 studenti iscritti, 5 sponsor industriali dell’evento).
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‐
‐
Sono stati sviluppati metodi per la caratterizzazione dei prodotti alimentari per determinare la quantità di
limiti tollerabili per i contaminanti chimici naturali o artificiali / residui presenti nei prodotti alimentari (ad
esempio, melamina nel latte per neonati mediante spettroscopia Raman, IPA nel te e nel mate mediante
GC-MS).
Sviluppo ed applicazione di nuovi materiali dosimetrici per radiazioni ionizzanti (PRIN 2010-2011).
INRIM ha valutato le caratteristiche metrologiche della risposta segnale-dose di matrici a struttura
idrogelica da impiegare come dosimetri.
Industrial leadership: addressing the innovation gap
Disseminazione delle unità SI
‐ Nuovi punti fissi e punti di riferimento: punto Xe e transizione solido-solido dell’ ossigeno, a circa 24 K e
43 K: prime misure su celle sigillate con Xe. L'INRIM è il primo NMI a realizzare lo Xenon.
‐ Indagini su punti fissi eutettici metallo-carbonio ad alta temperatura da utilizzare quali campioni
primari.
‐ Nuove tecniche per la riferibilità dei campioni di temperatura (EMRP SIB10 NOTED). Sono stati effettuati
studi della non-unicità a temperature fra i punti fissi (non-unicità di tipo 3); nuovo termometro dielettrico
basato sull'effetto whispering gallery di un risonatore di zaffiro.
‐ Metodi multi-spettrali per misure di alte temperature (EMRP IND01 HiTeMS). E’ stato realizzato di
sistema di misura multispettrale ad alta flessibilità per applicazioni ad alta temperatura e operante nelle
regioni spettrali UV-VIS e NIR fino a 0,95 um.
‐ Realizzazione di sorgenti sonore di riferimento anche tonali per la misura di potenze acustiche con il
metodo di sostituzione.
‐ Proseguiti gli studi di stabilità per miscele di ossidi di azoto preparate in INRiM, in particolare per NO in
N2 a concentrazione ambiente (500 nmol/mol) ed è in corso di esplorazione l’impiego della spettroscopia
FTIR come alternativa alla chemiluminescenza.
‐ Sono sviluppati metodi di riferimento per l'analisi di cellule e tessuti, analisi degli acidi nucleici, analisi
delle proteine.
Ricerca per l’industria
‐ Proprietà termiche delle superfici ingegnerizzate (EMRP IND11 MADES). Sviluppo di un sensore a fibra
ottica per la misura della temperatura superficiale tra 20 °C e 200 °C durante le prove tribologiche con la
tecnica del pin-on-disk.
‐ Sperimentazione di cicli produttivi di fibre cartacee con metodi a ultrasuoni (cavitazione) nell'ambito di un
progetto della Regione Piemonte: Trattamenti Ultrasonici Fibre di Origine Cartacea.
‐ Miglioramento delle qualità soggettive del rumore generate da pompe a vuoto turbo molecolari.
‐ Analisi di superficie (EMRP IND15 SurfChem, NEW02 Raman, NT Q-aimds). Proseguita l’attività di
sviluppo delle tecniche spettroscopiche Raman, TERS, e scattering Raman multi-fotone per lo studio
delle superfici.
Tecnologie abilitanti
‐ Nuova microscopia multimodale per bio-imaging. Sviluppo della microscopia non-labeled integrata su
singola piattaforma con funzionalità di misura veloci e specializzati per colture cellulari e biologia.
‐ Progetto SetNanoMetro coordinato da INRIM nell’ambito del programma, FP7 per la produzione
riproducibile e tracciabile di nanoparticelle e film di TiO2. Partecipano al progetto 16 partner europei
provenienti da nove paesi.
Service to industry and society
Varie sono le modalità con le quali i risultati dell’attività svolta e le competenze acquisite sono state trasferite
verso l’impresa e la società.
Tarature, prove e supporto all’accreditamento
In ambito CCM, EURAMET risultano in corso 21 confronti di misura. Le unità SI sono disseminate mediante
attività di taratura e prova in conto terzi rivolta ai laboratori industriali, ai Centri LAT e alle PMI. Vi è stata una
103/154
ripresa dell’attività di taratura rispetto all’anno precedente, che aveva visto una contrazione dovuta a ragioni
congiunturali. Sono stati emessi 275 certificati.
L’attività di supporto all’accreditamento ha riguardato oltre 40 laboratori, con valutazioni in campo e gestione
di confronti interlaboratorio tra i Laboratori di Taratura di Accredia. Si è concluso il confronto interlaboratorio
multisettore con 16 Centri LAT sui settori accreditati di Termometri a resistenza, Termocoppie e catene
termometriche. Si segnala inoltre la riferibilità assicurata alla rete nazionale italiana di monitoraggio
ambientale per l’ozono.
Cooperazione internazionale
Va ricordata la partecipazione alle riunioni dei CCAUV, CCT e CCQM e relativi gruppi di lavoro, alle riunioni
EURAMET (TC-AUV, TC-MC e TC-T); la collaborazione con organismi normativi quali ISO, IEC, CEN e
CENELEC.
Numerose collaborazioni con università e istituti di ricerca europei ed internazionali. La Divisione partecipa a
30 progetti EURAMET nei settori della termometria, dell’acustica e della quantità di sostanza. In ambito
internazionale si collocano anche contratti di ricerca con altri istituti metrologici per la fornituta di strumenti e
campioni.
Cooperazione nazionale
Collaborazioni con atenei e centri di ricerca pubblici e privati. La Divisione ha all’attivo contratti industriali con
PMI e grandi imprese; realizza studi e collaborazioni nel campo dei beni culturali; partecipa con i propri
esperti alle attività degli enti normatori nazionali UNI e CEI e presiede una commissione del CTI.
Ricercatori della Divisione sono professori a contratto presso l’Università di Torino, il Politecnico di Torino e
l’Università del Piemonte orientale; inoltre, ricercatori e tecnici della Divisione svolgono lezioni e seminari in
corsi indirizzati ai tecnici dell’industria. Sette studenti di dottorato svolgono la loro attività di ricerca presso la
Divisione.
Trasferimento tecnologico
Consulenza presso TIPC (Cina) per la costruzione di un Termometro a Gas a Volume Costante.
Linee guida CIPM/CCT per la misura della temperatura. INRIM ha coordinato la preparazione "Blue Book"
del CCT, sulle tecniche per la misura di temperatura.
Pubblicazione del volume “ Metrology and Physical Constants” 185 of Scuola internazionale Enrico Fermi.
Coordinamento del progetto europeo del programma FP7 “SetNanoMetro”.
La Divisione ha prodotto 11 articoli su riviste indicizzate dall'ISI-Thomson Web of Science, 39 articoli
pubblicati agli atti di congressi, 103 comunicazioni a conferenze o congressi, 2 capitoli di libri e 29 rapporti
tecnici.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Le attività intraprese ed i risultati conseguiti sono coerenti con la programmazione. Va segnalato
l’accresciuto impegno nella preparazione di proposte collegate a finanziamenti esterni (soprattutto bandi
EMRP). Le nuove attività, non necessariamente ancorate ai programmi istituzionali, sono fortemente
finanziate da soggetti esterni e portano con sé grandi opportunità, ma anche rischi di eterodirezione. Le
risorse economiche per queste attività sono adeguate, mentre permane la necessità di indirizzare
investimenti istituzionali alle attività di ricerca e sviluppo di campioni in alcuni dei campi tradizionali e dei
nuovi settori.
104/154
Campioni nazionali e di misura
Campione
Scala Internazionale di Temperatura del 1990 (STI-90) tra 24.6 K e 273.16 K mediante termometro a
resistenza di platino a capsula (6 campioni)
Scala Internazionale di Temperatura del 1990 (STI-90) tra 83.8 K e 1235 K mediante termometro a
resistenza di platino a stelo (9 campioni)
Scala Internazionale di Temperatura del 1990 (STI-90) tra 1235 K e 2500 K mediante termometro a
radiazione monocromatico (2 campioni)
Scala di temperatura di brina/rugiada da –75 °C a 85 °C (2 campioni)
Umidità relativa dal 2% al 98 % con temperatura dell’aria da -15 °C a 95 °C (1 campione)
Pressione sonora (1 campione)
Potenza ultrasonora (1 campione)
Campione nazionale di ozono in aria (1 campione)
Miscele gravimetriche primarie di CO2 in aria e azoto (2 campioni)
105/154
Programma T1 – Temperatura e umidità: campioni e nuovi sviluppi
Responsabile: Mauro Battuello
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
Pers. strutturato
Mauro Battuello
Mauro Banfo
Fabio Bertiglia (TD)
Roberto Dematteis
Vito Fernicola
Michael Florio
Roberto Gavioso
Ferruccio Girard
Domenico Giraudi
Luigi Iacomini
Lucia Rosso
Peter Steur
Pers. non strutturato
Giulio Beltramino (borsa)
Tohru Nakano (visiting professor)
Gino Cortellessa (REG)
Francesco Righini (associato)
Totale
R&S
0,30
0,10
0,20
0,10
0,20
0,10
0,20
Campioni
0,30
0,40
0,50
0,20
0,10
0,20
0,10
Tarature Supporto a Gestione e Totale
e prove
SAL
altro
0,30
0,25
0,20
0,10
0,20
0,10
0,30
0,30
0,60
0,20
0,30
0,25
0,10
0,60
0,80
0,25
0,70
0,50
0,40
0,20
0,40
0,30
0,55
0,50
1
0,60
0,60
0,75
0,25
0,75
0,25
0,20
8
3,70
2,30
1,45
0,25
0,20
0,30
Descrizione del programma
Excellent science: developing basic scientific metrology
Implementazione del sistema SI

Mise en pratique del kelvin
 Eseguite ulteriori misure sulla differenza in temperatura fra i punti tripli del 22Ne e del 20Ne, sia
all'INRIM sia all’NMIJ, dove celle di entrambi gli isotopi sono state montate contemporaneamente
permettendo una misura della differenza di temperatura durante un unico cool-down, riducendo
l'incertezza derivante dall'adiabaticità del criostato durante la misura. Risultati presentati a
TEMPMEKO 2013 (Madeira, Portugal, 2013).
 Prove iniziali su un forno nuovo per i punti fissi metallici fino a 423 °C
 Ciclo finale di misure all’INRIM per confronto di scale per radiazione con NMC (Singapore)
mediante impiego di punti fissi eutettici Co-C e Pd-C. Risultati presentati a TEMPMEKO 2013 e
pubblicati su Int. J. Thermophys.
 Partecipazione alle riunioni dei gruppi di lavoro del CCT (WG1, WG2, WG4, WG5, WG6, WG9)
avvenute in concomitanza con la conferenza TEMPMEKO 2013

Implementazione della nuova definizione del kelvin
 Nell’ambito del progetto EMRP InK si è avviata l’attività di coordinamento internazionale delle
determinazioni sperimentali di (T - T90) tra 1 K e 1000 K
 Si è proseguita la progettazione di un termostato che dovrebbe estendere l'intervallo di lavoro
della termometria primaria acustica fino a 700 K.
 Caratterizzazione metrologica di alcuni termometri a capsula (taratura ai punti fissi del Hg-H2OGa-In) da utilizzarsi per la determinazione di T90 con metodo acustico

Campioni per l’umidità nei gas e nei solidi
 Estensione della scala di temperatura di rugiada/brina (da -100 °C a +95 °C). Sono stati messi
a punto il nuovo impianto fluidodinamico e il sistema di controllo termico; è stata realizzata la
separazione della camera di test dal generatore (INRIM-01) per consentire l’estensione fino alla
106/154
temperatura di rugiada di + 95 °C. Nel contempo è stato ricostruito l’impianto fluidodinamico del
generatore INRIM-02 con l’inserzione di una nuova pompa centrifuga con tenuta basata su Oring ferrofluido.
 Studio di campioni e metodi di riferimento per l’umidità nei solidi. E’ stato sviluppato un modello
numerico di trasporto di umidità in mezzi porosi (in collaborazione con il REG-UNICLAM) e
sono in corso di progettazione esperimenti per la validazione del modello. E’ stato acquisito un
set di strumentazione per la misura con il metodo Karl Fischer coulometrico e con il metodo
“evolved water vapour”. Tale attività si colloca nel progetto europeo EMRP SIB64 per la
realizzazione dell’infrastruttura metrologica di misura dell’umidità nei materiali solidi, liquidi e
porosi.
Industrial leadership
Disseminazione delle unità SI

Nuovi campioni primari per termometria e igrometria
 Nuovi punti fissi e punti di riferimento: punto Xe e transizione solido-solido dell’ ossigeno, a
circa 24 K e 43 K : sono state eseguite le prime misure su una delle celle sigillate con Xe, i cui
risultati sono stati presentati a TEMPMEKO 2013 e pubblicati su Int. J. Thermophys.
 Celle criogeniche e termostati per TIPC (Cina): Il primo cryocooler su cui montare il nuovo
criostato è arrivato a Settembre e i tutti i componenti per il criostato sono stati costruiti. Le celle
criogeniche richieste sono state preparate e sono pronte per la consegna assieme al criostato.
 E' continuata l'attività, con il NMIJ (Giappone) sul punto triplo del neon, per ridurre ulteriormente
l'incertezza sulla differenza 22T - 20T. I risultati sono stati presentati (2 memorie) a TEMPMEKO
2013.
 Indagini su punti fissi eutettici metallo-carbonio ad alta temperatura da utilizzare quali campioni
primari:
» Finalizzazione studio sull’influenza dei gradienti termici nella realizzazione delle transizioni
di fase solido-liquido di celle punto-fisso del Co-C. Preparazione lavoro comune con NIM
(Cina) e NPL (UK) e presentazione a TEMPMEKO_2013
» confronto celle Co-C di tipo ibrido con dimensioni della cavità corpo nero diverse. Le celle
di nuovo disegno con cavità più lunga sono risultate migliori, come già quelle del Cu
utilizzate nell’HTFP project. La temperatura di transizione risulta aumentata di circa 70 mK
e il melting range ridotto a 130 mK. Risultati presentati a TEMPMEKO_2013 e in corso di
pubblicazione su Int. J. Thermophys.
» preparazione e riempimento di una nuova cella del Pt-C.
 Sviluppo di un generatore di umidità termodinamico per frazioni molari da 20 ppbv a 2000
ppmv. E’ stato messo a punto il sistema di essiccazione del gas, di controllo della pressione e
di misura dell’umidità residua. E’ stato valutata la stabilità a lungo termine dello “zero” del gas
d’ingresso con confronti tra un igrometro a specchio e un analizzatore CRDS. La frazione
molare dello “zero” è risultata compresa tra 5 e 20 ppbv, valori accettabili per il funzionamento
del saturatore per frazioni molari >20 ppbv.
Service to industry and society
Attività di taratura e prova

Attività di taratura e prova e supporto all’accreditamento
 Partecipazione a confronti chiave internazionali di EURAMET e CIPM:
» I confronti CCT-K2.2, CCT-K2.5 e il confronto con NIM e A-STAR sul punto triplo dell'acqua
sono ancora in corso.
» Confronto CCT-K9: fatte le misure di andata e i due SPRT coinvolti sono stati al NIST.
Rientrati a fine 2013 per le misure di ritorno.
» E’ stato completato il draft A del KC CCT-K6; è in corso l’elaborazione dei dati del KC
EURAMET T.K8; sono stati pubblicati i risultati del confronto EURAMET di temperatura
dell’aria a supporto delle CMC INRIM con ottimi risultati.
 Confronti di misura nazionali: richiesti da ACCREDIA a supporto dell’attività di accreditamento
dei Centri LAT con pilota il Laboratorio di termometria industriale per contatto dell’INRIM:
» si è concluso il confronto interlaboratorio multisettore con 16 Centri LAT sui settori
accreditati di Termometri a resistenza, Termocoppie e catene termometriche. Relazione di
confronto RC-19/13.
» si è svolto un confronto bilaterale sul settore calibratori di temperatura. Relazione di
107/154
confronto RC-110/13.
 Certificazione tecnica per le attività di taratura e prova: I laboratori di termometria hanno
emesso 182 certificati di taratura di cui 65 interni.
 Supporto tecnico all’Ente Italiano di Accreditamento (ACCREDIA):
» 5 Analisi documentazione tecnica per rinnovo/estensione o primo accreditamento;
» 6 valutazioni sul campo e 4 accertamenti sperimentali
» Gestione del gruppo di lavoro di temperatura al XXVII Convegno annuale dei Centri LAT
»
»
del 27 giugno 2013
Supporto al percorso di formazione degli ispettori tecnici di temperatura. Svolte 3
valutazioni degli aspiranti ispettori sul campo e realizzazione con relativa attività di
docenza del “Corso ispettori tecnici ACCREDIA - grandezza temperatura” del 11 giugno
2013.
Partecipazione ai lavori del CSA Dip. Taratura.
 Sviluppo di procedure di taratura e prova e mantenimento delle CMCs. Nuove procedure per la
taratura di termometri per la temperatura dell’aria da -20 °C a +85 °C e di umidità relativa tra
2% e 95% (con temperatura 0 °C e 70 °C).
Trasferimento tecnologico
Consulenza tecnico-scientifica e formazione
 Consulenza presso TIPC (Cina) sulla costruzione di un Termometro a Gas a Volume Costante.
Risultati di particolare rilievo
 Il punto triplo dello Xenon (161,4 K) è il miglior candidato per la sostituzione del punto triplo del
Mercurio (234,3 K) come punto di definizione della STI-90 . L'INRIM è il primo NMI a realizzare
lo Xenon dopo la dimostrazione da parte del NRC (Canada) che la sua qualità dipende in modo
decisivo dalla presenza di tracce di Krypton. I risultati preliminari, in ottimo accordo con i
risultati NRC, sono ora stati pubblicati on-line su Int. J. Thermophys. (DOI 10.1007/s10765-0141580-x).
 Confronto con NMC di scale per radiazione realizzate con approcci diversi: ITS-90 e metodo di
interpolazione/estrapolazione ai punti fissi che prefigura le possibili future realizzazioni del
kelvin come previste dalla mise-en-pratique. Accordo entro 0.3 K al Pd-C (1765 K),
ampiamente entro l’incertezza del confronto. Risultati on-line su Int. J. Thermophys. (DOI
10.1007/s10765-014-1564-x).
Impatto dei risultati sul contesto esterno
 Miglioramento della realizzazione della ITS-90, in particolare in campo criogenico.Il punto dello
Xenon è un punto strategico per il miglioramento della scala di temperatura sotto 0 °C, in
quanto si trova a metà strada tra il punto dell'Ar e il punto dell'H2O, a differenza del punto del
Hg che si trova molto vicino al punto dell'H2O.
 I risultati degli studi sull’effetto dei gradienti termici sulle transizioni di fase di punti fissi Co-C
rappresentano un miglioramento della comprensione dell’evoluzione dell’interfaccia solidoliquido durante e dopo la fusione. Ciò si rifletterà nella possibilità di realizzare punti-fissi
eutettici ad alta temperatura con migliore definizione della temperatura di transizione
 L’attività di certificazione tecnica, i confronti di misura nazionali richiesti da ACCREDIA
all’INRIM, il supporto all’attività di formazione di nuovi ispettori tecnici, assicurano al sistema
economico del paese la possibilità di eseguire misure in campo termico a livello dei migliori
paesi europei.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Le attività intraprese e i risultati conseguiti sono generalmente coerenti con la programmazione.
Riepilogo dei risultati/prodotti
Descrizione
182 tarature.
5 confronti internazionali in corso.
2 pubblicazioni su rivista con IF,
5 pubblicazioni su atti di congressi internazionali,
1 rapporto tecnico,
21 comunicazioni a riunioni e conferenze internazionali e nazionali.
108/154
Programma T2 – Misure termiche e applicazioni
Responsabile: Andrea Merlone
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
R&S
Pers. strutturato
Mauro Battuello
Mauro Banfo
Fabio Bertiglia (TD)
Roberto Dematteis
Vito Fernicola
Michael Florio
Ferruccio Girard
Domenico Giraudi
Paolo Alberto Giuliano Albo (TD)
Luigi Iacomini
Simona Lago
Lucia Rosso
0,40
0,20
0,75
0,30
0,30
0,40
0,60
0,20
0,50
0,25
0,30
0,50
0,40
0,20
0,75
0,30
0,30
0,40
0,60
0,20
0,50
0,25
0,30
0,50
0,40
1
1
0,50
0,40
1
1
0,50
0,20
1
1
Pers. non strutturato
Giulio Beltramino (borsa)
Graziano Coppa (assegno)
Giuseppina Lopardo (TD)
Francesca Sanna
Chiara Musacchio (TD)
Simone Bellagarda (borsa)
Guido Roggero (borsa)
Associazioni e coll. gratuite
Francesco Righini (coll. gratuita)
Raffaele D’Alessio (associato)
Totale
Campioni
Tarature Supporto a Gestione e Totale
e prove
SAL
altro
0,20
1
1
0,10
0,10
0,10
0,30
10
0,10
9,70
Descrizione del programma
Meeting the societal challenges
 Metodologie innovative per il monitoraggio energetico dell’ambiente costruito
Il progetto mira ad assicurare la riferibilità delle misure delle prestazioni energetiche dell’ambiente costruito.
Nel corso dell’anno si è messo in servizio il sistema GHP per misure conducibilità termica di materiali isolanti;
si è completata la caratterizzazione metrologica del nuovo sistema di riferimento per la taratura di
termoflussimetri nel campo fino a 100 W/m2; si è collaborato alla realizzazione del circuito ad alta temperatura
del campione di energia termica.
 Riferibilità per la metereologia, la qualità dell’aria e il clima
Mantenimento del coordinamento progetto, organizzazione workshop e eventi congiunti tra istituzioni
meteorologiche e istituti di metrologia europei. Ideazione, promozione e avvio attività organizzative per
conferenza internazionale “MMC – Metrology for Meteorology and Climate 2014”.
Realizzazione del terzo prototipo camera per taratura portatile per stazioni meteorologiche – EDIE2.
Realizzazione di nuova cella a capillare per la misura della pressione di vapore di acqua sopraffusa.
Realizzazione e test di un generatore di umidità portatile a fascio tubiero.
Missione “Everest Metrology 2013”. Caratterizzazione, trasporto (via aereo, elicottero e sherpa) e messa in
funzione del terzo prototipo di EDIE2 presso la piramide EV-K2 CNR a 5050 m di altitudine, valle del Kubu,
capo base Everest – Lobuche – Nepal. Avvio fasi di taratura dei sensori meteorologici costituenti la rete di
osservazioni atmosferiche meteorologiche e scientifiche dell’area.
Industrial leadership

Nuove tecniche per la riferibilità dei campioni di temperatura (EMRP SIB10 NOTED).
109/154
INRIM coordina il WP5 del progetto EMRP che ha riguardato: la caratterizzazione e la funzione di riferimento
di termocoppie Au/Pt; lo sviluppo di elettronica per il controllo della temperatura, nuovi amplificatori di
temperatura e nuovi termometri dielettrici. Sono stati effettuati studi della non-unicità a temperature fra i punti
fissi, al fine di identificare la non-unicità di tipo 3 che deriva dal fatto che le caratteristiche fisiche non ideali
dei termometri resistenza campione non sono incorporate nelle equazioni di interpolazione.
INRIM ha sviluppato due termometri, basati sull’effetto whispering gallery di un cilindro e una sfera di zaffiro,
per il campo di temperatura tra -50°C e 90 °C.
 Metodi multi-spettrali per misure di alte temperature (EMRP IND01 HiTeMS)
E’ stato realizzato di sistema di misura multispettrale ad alta flessibilità per applicazioni ad alta temperatura e
operante nelle regioni spettrali UV-VIS e NIR fino a 0,95 um. Lo strumento consente la determinazione della
temperatura di superfici con caratteristiche di emissione spettrale sconosciuta. Le prime misure di
caratterizzazione metrologica del nuovo apparato hanno evidenziato una altissima sensibilità che consentirà
di ampliare il campo di utilizzo dello strumento a partire da temperature intorno ai 1000 °C.
 Proprietà termiche delle superfici ingegnerizzate (EMRP IND11 MADES).
Il progetto è finalizzato a migliorare la metrologia delle superfici ingegnerizzate, con riguardo alla misurazione
della temperatura nel punto di usura. L'INRIM ha cooordinato le attività di caratterizzazione termica in situ e
ha sviluppato un sensore a fibra ottica per la misura della temperatura superficiale tra 20 °C e 200 °C durante
le prove tribologiche con la tecnica del pin-on-disk.
Service to industry and society
 Linee guida CIPM/CCT per la misura della temperatura
INRIM ha coordinato la preparazione "Blue Book" del CCT, sulle tecniche per la misura di temperatura.
Questa pubblicazione ufficiale BIPM contiene raccomandazioni sull'uso di termometri secondari, le loro
capacità, le migliori pratiche per l'uso e le procedure di taratura.
Trasferimento di conoscenza e tecnologia
 Diffusione di best practice per la taratura di strumenti meteorologici (WMO/CIMO)
Attività di formazione e divulgazione per trasferire le migliori pratiche e le procedure metrologiche agli utenti di
strumenti meteorologici, Sviluppo di procedure di taratura specifiche.
Risultati di particolare rilievo
Nuovo termometro dielettrico basato sull'effetto whispering gallery di un risonatore di zaffiro; il dispositivo,
realizzato nell'ambito del progetto EMRP SIB10 NOTED, è stato indagato nel campo di temperatura da -50
°C a circa 90 °C, mostrando una risoluzione migliore di 0.5 mK ad una ripetibilità entro 2 mK. I risultati dello
studio sono stati pubblicati su Meas. Sci. Technol., Vol. 24, No. 055106 (2013) e in Temperature. Its
Measurement and Control in Science and Industry, Vol. 8, Part 2, pp. 920-924, AIP Conf. Proc. 1552, New
York (2013).
Coordinamento EMRP ENV07 MeteoMet.
Invited lecture alla session plenaria di aperture del simposio “Tempmeko 2013 (Madeira, Funchal, PT).
Premiazione da parte di EURAMET e consegna Impact Prize al coordinatore MeteoMet (Andrea Merlone)
Realizzazione catena di riferibilità per le misure di parametri atmosferici presso la piramide Everest.
Mantenimento collaborazione con l’IMAMOTER-CNR, (REG EMRP) per valutazione di incertezze in modelli
previsionali di crescita patogeni della vite, in funzione dei parametri meteo. Taratura sensori con nuove
camere INRiM e istallazione di centraline e presso l’azienda agricola sperimentale di Vezzolano.
Conclusione del progetto ENERGY C-BOX l’INRiM potrà dare riferibilità a misure del flusso termico, in
risposta alle ripetute richieste di taratura di termoflussimetri pervenute.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
Migliori capacità di misura e incertezze ridotte sono obiettivi del progetto EMRP IND01 HITEMS.
La tecnica proposta dall’INRiM nel progetto MADES consente migliore conoscenza delle proprietà di
superficie e sviluppo di nuovi materiali compositi a basso attrito.
I numerosi risultati del progetto MeteoMet (coord. INRiM) sono di rilevante impatto verso stakeholders
europei: costruttori, servizi meteorologici, WMO, GRUAN etc.
Previsione attivazione servizio di taratura di termo flussimetri nel 2014.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
110/154
Non si segnalano punti critici nel programma.
Riepilogo dei risultati/prodotti
Descrizione
3 pubblicazioni su rivista con IF,
1 capitolo di libro,
9 pubblicazioni su atti di congressi internazionali e nazionali,
10 rapporti tecnici,
33 comunicazioni a riunioni e conferenze internazionali e nazionali.
111/154
Programma T3 – Acustica Fisica
Responsabile: Roberto Gavioso
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
R&S
Pers. strutturato
Daniele Madonna Ripa
Roberto Gavioso
Simona Lago
Chiara Musacchio (TD)
Adriano Troia
Giuliana Benedetto
Paolo Alberto Giuliano Albo (TD)
Renato Spagnolo
Alessandro Schiavi (TD)
Totale
1
0,70
0,70
0,70
0,50
0,60
0,50
0,30
0,10
5,10
Pers. non strutturato
Rugiada Cuccaro (assegno)
Paolo Tarizzo (assegno)
Elisabetta Chirivì (borsa)
Totale
Totale
1
0,65
0,35
2
7,10
Campioni
Tarature Supporto al Gestione e Totale
e prove
SAL
altro
0,20
1
0,80
0,70
0,70
0,50
0,60
0,50
0,40
0,10
5,30
0,20
1
0,65
0,35
2
7,30
0,10
0,10
Descrizione del programma
Excellent science: developing basic scientific metrology
Determinazione della costante di Boltzmann con metodo acustico
è stato collaudato un risonatore di forma sferica per la realizzazione di un esperimento acustico per la
determinazione di kB; i risultati ottenuti nel corso di misure preliminari hanno mostrato una significativa
riduzione dell'incertezza. E' proseguito l'allestimento di un esperimento di termoometri acustica primaria che
permetta di ottenere misure accurate di (T - T90) tra 230 K e 430 K. Si è proseguita la progettazione di un
termostato che dovrebbe estendere l'intervallo di lavoro della termometria primaria acustica fino a 700 K.
Tali attività sono state svolte nell'ambito dei progetti SiB01 – InK e Euramet 885
Meeting the societal challenges
Ambiente: nell'ambito delle attività del progetto ENV05 – Ocean, si è avviata una campagna di misure della
velocità del suono in campioni di acqua marina di salinità variabile su un intervallo esteso di temperature e
pressioni (fino a 70 MPa).
Energia: si è completata una serie di misure di velocità del suono in fase liquida su LNG e biocarburanti
nell'ambito dei progetti ENG03 – LNG e ENG09 – Biofuels, che si sono conclusi nel corso del 2013 con il
completo raggiungimento degli obiettivi prefissati. Nell'ambito del progetto ENG01 – GAS si è completata
una serie di misure igrometriche di campioni di gas naturale prodotto da fonti alternative con una tecnica a
microonde. Gli obiettivi prefissati sono stati raggiunti.
Salute: Nell'ambito del progetto HLT03 – DUTy è proseguito lo sviluppo di materiali che simulano tessuti
umani (TMMs), di metodi per la loro caratterizzazione acustica e l'indagine sugli effetti indotti dagli ultrasuoni
in ambito medicale.
Industrial leadship
Ricerca per l'industria: è proseguita la sperimentazione rivolta all'innovazione di cicli produttivi di fibre
cartacee con metodi a ultrasuoni (cavitazione) nell'ambito di un progetto finanziato dalla Regione Piemonte:
Trattamenti Ultrasonici Fibre di Origine Cartacea (TUFOC). La durata del progetto è stata estesa fino a
giugno 2014.
112/154
Risultati di particolare rilievo
Sono stati pubblicati sul J. Phys. Chem. C (IF 4.8) i risultati ottenuti nello studio della sonoluminescenza
multibolla in metalli liquidi;
Impatto dei risultati sul contesto esterno
Rispetto agli anni precedenti, il numero di pubblicazioni su rivista internazionale ha subito un calo. Tale
diminuzione è principalmente motivata da ritardi editoriali nella pubblicazione definitiva di lavori già accettati
per la pubblicazione.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Il raggiungimento degli obiettivi prefissati nei progetti internazionali è in linea con le previsioni e gli impegni
assunti.
Riepilogo dei risultati/prodotti
Descrizione
Determinazione costante di Boltzmann con incertezza ridotta (pubblicazione)
Validazione e utilizzo di un apparato per la misura della velocità del suono fino a 400 MPa in idrocarburi,
biodiesels (pubblicazione)
Determinazione con metodo acustico di proprietà elastiche di materiali solidi, semi-solidi e organici
(pubblicazione)
Esperimenti di sonoluminescenza nelle leghe metalliche (pubblicazione)
Informazioni sui risultati/prodotti in ritardo o abbandonati
Commento
Rispetto al 2012, l'accuratezza complessiva della determinazione appare migliorata; rimane da ultimare la
stima del contributo di incertezza legata alla massa molare del gas; la pubblicazione è attesa nel corso del
2014, entro il termine ultimo (fissato da CODATA e BIPM) per raggiungere l'obiettivo.
Eventuali altri risultati/prodotti
Descrizione
Pubblicazioni:
3 pubblicazioni su rivista con IF, 1 su rivista nazionale, 6 pubblicazioni su atti di congressi, 12
comunicazioni a riunioni e conferenze internazionali e nazionali.
113/154
Programma T4 – Metrologia dell’acustica in aria e degli ultrasuoni
Responsabile: Giovanni Durando
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Pers. strutturato
Claudio Guglielmone
Antonio Agostino
Mario Corallo
Ezio Dragone
Giovanni Durando
Andrea Pavoni Belli
Francesco Russo
Adriano Troia
Chiara Musacchio (TD)
R&S
INRIM
0,40
R&S
contratto
0,40
Campioni
0,20
0,40
0,40
0,40
0,80
Totale
Pers. non strutturato
Laura Rossi (borsa)
Chiara Magnetto (dott.)
Andrea Prato (dott.)
Totale
0,10
0,10
1,80
0,40
1,20
Tarature
e prove
Supporto
al SAL
0,25
0,60
0,25
0,10
0,10
0,20
0,10
0,80
1
1,75
0,20
0,20
0,10
0,45
0,30
0,75
0,50
1,25
3,05
0,40
1,60
Totale
1
0,90
1
0,40
1
1
1
0,10
0,10
6,50
0,40
0,75
0,50
1,65
0,40
Associazioni e coll. gratuite
Caterina Guiot (associato)
Renato Spagnolo (coll gratuita)
Totale
Totale
Gestione
e altro
1
1,75
0,45
0,10
0,20
0,30
0,10
0,20
0,30
0,60
8,45
Descrizione del programma
Excellent science: developing basic scientific metrology
Realizzazione del campione primario per la grandezza Potenza sonora
Meeting the societal challenges
Salute: Definizione del concetto di dose ultrasonora in ambito biomedico
Caratterizzazione di campi ultrasonori in ambito biomedicale
Industrial leadship
Ricerca per l’industria: Miglioramento delle qualità soggettive del rumore generate da pompe a vuoto
turbomolecolari
Service to industry and society
Attività di taratura e prova: Taratura di campioni trasferimento e supporto all’accreditamento nei laboratori
di tarature acustiche
Realizzazione di sorgenti sonore di riferimento anche tonali per la misura di potenze acustiche con il metodo
di sostituzione
Miglioramento delle tecniche e delle procedure per la misura della potenza sonora di sorgenti di riferimento
Risultati di particolare rilievo
- Realizzazione presso l’istituto del primo corso: First Course on Focused Ultrasound in Research and Therapy
(15 docenti di rilevanza internazionale coinvolti, circa 70 studenti iscritti, 5 sponsor industriali dell’evento)
Impatto dei risultati sul contesto esterno
La realizzazione del corso, che prevedeva in ultimo la certificazione di crediti ECM, ha richiesto un impegno
del personale maggiore del previsto. Questo ha di fatto sottratto energie per quanto riguarda la normale
attività di laboratorio e di ricerca scientifica. Ciononostante si è comunque concretizzato:
il protocollo tecnico per il confronto dei metodi per la realizzazione della dose ultrasonora previsto
114/154
nel progetto EMRP DUTy;
l’acquisizione e la successiva analisi dati relative alle misure d’innalzamento di temperatura dovuto
all’azione del fascio ultrasonoro, condotte presso l’istituto oncologi europeo IEO;
sottomissione di articolo su rivista riguardante le misure di potenza ultrasonora emessa da apparti di
fisioterapia di proprietà dell’azienda ospedaliera CTO-Maria Adelaide.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
-
Il raggiungimento degli obiettivi prefissati nei progetti internazionali è in linea con le previsioni e gli impegni
assunti.
Riepilogo dei risultati/prodotti
Descrizione
Report on the analytical studies of a baffled vibrating structure including the influence of major design
parameters on the primary source’s properties
Comparison protocol agreed with all project partners
Eventuali altri risultati/prodotti
Descrizione
80 tarature
2 confronti in corso
1 su rivista nazionale,
12 pubblicazioni su atti di congressi,
1 rapporto tecnico,
8 comunicazioni a riunioni e conferenze internazionali e nazionali.
115/154
Programma T5 – Quantità di sostanza
Responsabile: Vito Fernicola
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
R&S
Pers. strutturato
Andrea Mario Rossi
Mariapaola Sassi
Luigi Bergamaschi
Giancarlo D’Agostino
Adriano Troia
Laura Revel
Marco Pisani
Mauro Franco
Laura Giordani (TD)
Stefano Pavarelli (TD)
Michela Sega
Enzo Ferrara
Giampaolo D’Errico
Totale
0,90
0,60
0,85
0,60
0,40
0,30
0,15
0,35
0,75
0,40
0,30
0,20
0,40
6,20
Pers. non strutturato
Carla Divieto (assegno)
Alessia Demichelis (assegno)
Andrea Giovannozzi (assegno)
Annalisa Nastro (assegno)
Leonardo Mortati (assegno)
Francesca Rolle (dott.)
Barbara Massessi (borsa)
Dario Imbraguglio (assegno)
Enrica Pessana (borsa)
Totale
Totale
0,50
0,50
1
0,90
0,50
0,75
1
0,50
0,50
6,15
12,35
Campioni
Tarature
e prove
Supporto
al SAL
0,20
0,10
0,10
0,05
0,05
0,05
0,50
0,20
0,20
0,25
0,25
0,30
1,90
Gestione e
altro
Totale
0,10
0,10
0,10
0,20
0,20
0,40
1
1
1
0,70
0,40
1
0,15
0,55
1
1
0,90
0,20
0,40
9,30
0,40
1
1
1
0,90
1
1
1
0,50
0,50
7,90
17,20
0,35
0,60
0,50
0,50
0,50
0,25
1,25
3,15
0,50
1,10
0,20
Descrizione del programma
Excellent science: developing basic scientific metrology
Implementazione delle unità SI per la biologia.
La mancanza di metodi metrologici di caratterizzazione della purezza di biomolecole di grandi dimensioni co
stituisce uno dei maggiori ostacoli al raggiungimento di riferibilità SI nelle misure biologiche. Misure basate
sul conteggio costituiscono una tecnologia chiave per il trasferimento della taratura a materiali utilizzati come
campioni di trasferimento nel 'mondo reale'. INRIM svilupperà nel progetto EMRP Bio-SITrace: modelli ma
tematici per le stime bayesiane dell’incertezza; un approccio basato sulla varianza di Allan per studi di
stabilità; materiali di riferimento per il conteggio di cellule, analisi di purezza delle lipoproteine basate su
Raman coerente.
Meeting the societal challenges
Ambiente
Analisi, metodi e sensori per le sostanze inquinanti in aria (EMRP ENV01 MACPoll).
La direttiva europea sulla "qualità dell'aria ambiente e per un'aria più pulita per l'Europa" (2008/50/CE)
stabilisce i valori limite e gli obiettivi di qualità dei dati per la misura negli Stati membri dell'Unione europea
degli inquinanti atmosferici in aria ambiente. Nel progetto "Metrologia per le sostanze chimiche inquinanti in
aria" dell'EMRP, microsensori sono identificati come strumenti di misura emergenti per la "misurazione
indicativa" dettata dalla direttiva sulla qualità dell'aria. Sono state condotte caratterizzazioni di microsensori a
base di grafene prodotti in INRIM e ne è stata valutata la risposta a NO2 nell’intervallo da 100 nmol/mol a 10
µmol/mol e valutati gli effetti di altri gas possibili interferenti, quali H2O, CO2, NH3.
116/154
Salute
Sensori e metodi per l'analisi degli alimenti.
Sono stati sviluppati metodi per la caratterizzazione dei prodotti alimentari per determinare la quantità di limiti
tollerabili per i contaminanti chimici naturali o artificiali / residui presenti nei prodotti alimentari (ad esempio,
melamina nel latte per neonati mediante spettroscopia Raman, IPA nel te e nel mate mediante GC-MS).
Particolare attenzione è stata dedicata alla riferibilità metrologica dei risultati. La misurazione accurata di
questi contaminanti è importante non solo per il consumatore, ma anche per il produttore. Sensori e tecniche
di misursaranno sviluppati per determinare la provenienza alimentare. Questo aspetto potrebbe influenzare
gli aspetti etici relativi al consumo consapevole e avere un impatto economico nella società.
Campioni e metodi per la medicina rigenerativa.
Saranno sviluppate tecnologie di misura riferibili per la caratterizzazione e il comportamento cellulare
macromolecola di prodotti e processi in medicina rigenerativa. Nuove metodologie di misura, processi validati
per la coltura di cellule staminali, metodi per la produzione di materiali di riferimento e manufatti per la
taratura di strumenti sono in fase di sviluppo. Questo progetto di sviluppo di metodi di misurazione e
tecnologie per lamedicina rigenerativa. rappresenta un importante collaborazione tra INRIM, NMI europei, Un
iversità del Piemonte e l'industria
Sviluppo ed applicazione di nuovi materiali dosimetrici per radiazioni ionizzanti (PRIN 2010-2011).
Saranno sviluppate nuove formulazioni per matrici a struttura idrogelica da impiegare come dosimetri per
radiazioni ionizzanti. L’attività di ricerca INRIM riguarda la valutazione delle caratteristiche metrologiche della
risposta segnale-dose dei sistemi dosimetrici a gel sulla base di misure di variazione delle proprietà chimicofisiche indotte dall'esposizione a radiazioni ionizzanti. Tale valutazione verrà fatta in funzione
dell'ottimizzazione dei dosimetri.
Industrial leadship: addressing the innovation gap
Riferibilità e disseminazione delle unità SI
Campioni gassosi e materiali di riferimento nel campo della chimica.
Lo sviluppo di materiali di riferimento è uno mezzo significativo per la riferibilità metrologica delle misurazioni
chimiche. Il lavoro svolto in questo contesto mira alla realizzazione di materiali di riferimento primari per
analisi di gas con il metodo gravimetrico e al contributo per la caratterizzazione di materiali di riferimento
mediante analisi ad attivazione neutronica. Sono proseguiti gli studi di stabilità per miscele di ossidi di azoto
preparate in INRiM, in particolare per NO in N2 a concentrazione ambiente (500 nmol/mol) ed è in corso di
esplorazione l’impiego della spettroscopia FTIR come alternativa alla chemiluminescenza.
Campioni primari per elementi chimici critici (EMRP SIB09).
La realizzazione e diffusione di campioni primari è di fondamentale importanza per garantire la riferibilità dei
risultati di misura in tutti i campi dell’analisi chimica e per mantenere la comparabilità internazionale. In
questo quadro INRIM partecipa al progetto EMRP SIB09 per la caratterizzazione e la disseminazione in
relazione ai seguenti elementi: Al, Mg, Rh, Mo e Zn.
Metodi di riferimento e campioni per cellule, tessuti, acidi nucleici e proteine.
In conformità alle raccomandazioni CCQM e linee guida EMRP nel settore della salute, saranno sviluppati
metodi di riferimento per l'analisi di cellule e tessuti (focalizzati su metodi metabolici e citometria a flusso,
imaging, spettrofotometria e tecniche di spettroscopia), analisi degli acidi nucleici (focalizzati su metodi PCR
quantitativi), analisi delle proteine (focalizzati sui metodi per indagare la struttura della proteina,
concentrazione, attività e l'interazione con altre proteine / recettori).
Campione per la misura del pH
Inrim nel 2013 ha continuato a partecipare al confronto sul valore di pH misurato con diversi metodi
(potenziometria e fotometria) su campioni a elevata salinità costituiti da standard sea water (SSW)
nell’ambito del progetto EMRP ENV05 (Ocean).
Progetti per l’industria
Analisi di superficie (EMRP IND15 SurfChem, NEW02 Raman, NT Q-aimds).
Il progetto SurfChem affronta lo studio chimico e topografico delle superfici applicando le più avanzate
tecnologie in un campo tecnico-scientifico orizzontale alla base di molti campi disciplinari in ingegneria
avanzata in Europa dando la tracciabilità delle misure. La spettroscopia vibrazionale è utilizzata per
sviluppare la metrologia per l'analisi chimica ambientale e per applicazioni industriali non distruttive nel
controllo di processo di superfici, in termini di funzionalità e pulizia.
117/154
Gli obiettivi di NEW02 "Metrologia per la spettroscopia Raman" sono di rispondere alle esigenze di
regolamentazione della spettroscopia Raman correlate a: spettroscopia Raman convenzionale, TERS, e
scattering Raman multi-fotone. Il progetto migliorerà l’affidabilità di misura, stabilirà la riferibilità, svilupperà
campioni di riferimento e preparerà le norme documentali.
Il progetto Q-Aimds prevede lo studio di sistemi modello e stent coronarici di dispositivi biomedicali. Inrim si
occuperà dello studio riproducibilità, contaminazione e stabilità di tali dispositivi mediante spettroscopie
vibrazionali.
Tecnologie abilitanti
Nuova microscopia multimodale per bio-imaging.
I fenomeni di biologia delle cellule si verificano su più scale dimensionali che richiedono l’analisi
multiparametrica simultanea alla micro e nanoscala riducendo al minimo le perturbazioni sui sistemi viventi.
INRIM sta sviluppando un approccio alla microscopia non-labeled, integrando tecniche avanzate di NLO
imaging, Coherent Anti-Stokes Raman Scattering, generazione di seconda armonica ed eccitazione a due
fotoni su una singola piattaforma con funzionalità di misura veloci e specializzati per colture cellulari e
biologia. Un progetto EMRP è stato presentato.
Standardizzazione di nanoparticelle di TiO2
Il progetto SetNanoMetro coordinato da INRIM nell’ambito del programma, FP7 prevede la produzione
riproducibile e tracciabile di nanoparticelle e film di TiO2. Il progetto avrà lo scopo di ottenere la
standardizzazione delle proprietà fotocatalitiche, delle proprietà delle celle di Grezel e della crescita cellulare
su protesi in TiO2. Partecipano al progetto 16 partner europei provenienti da nove paesi.
Risultati di particolare rilievo
Pubblicazione del volume “ Metrology and Physical Constants” 185 of Scuola internazionale Enrico Fermi
Coordinamento del progetto europeo del programma FP7 “SetNanoMetro”
Impatto dei risultati sul contesto esterno
Ottima capacità di autofinanziamento. Rilevanza delle attività di frontiera intraprese
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
I risultati sono da considerare pienamente soddisfacenti e in linea con i risultati attesi. Si dovrebbe
aumentare la qualità e quantità delle pubblicazioni.
Riepilogo dei risultati/prodotti
Descrizione
Sviluppo di dispositivi a base di grafene per applicazioni nell’analisi di gas (progetto EMRP ENV 01)
Ottimizzazione di metodi di campionamento di particolato atmosferico e di estrazione di IPA in matrici
ambientali
Studio di fattibilità per l’analisi di purezza di composti organici
Studio di purezza sui gas matrice mediante GC-MS e FTIR
Avvio delle misure di pH su campioni di standard sea water nell’ambito del progetto EMRP ENV05
Eventuali altri risultati/prodotti
Descrizione
3 confronti internazionali,
3 pubblicazioni su rivista con IF,
1 libro,
1 capitolo di libro,
7 pubblicazioni su atti di congressi,
17 rapporti tecnici,
32 comunicazioni a riunioni e conferenze internazionali e nazionali.
Progetti: 5 EMRP, 1 FP7, 1PRIN, 1 Industriale
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Attività generali d’istituto
Formazione, comunicazione e diffusione della cultura scientifica
Responsabile: Marco Genovese
Personale impegnato (TPE)
Personale
Marco Genovese
Marina Sardi
Giuliana Benedetto
Alessandra Manzin
Giuseppe La Paglia
Sandra Denasi
Claudia Rota
Emanuela Secinaro
Elisabetta Melli
Fabio Saccomandi
Totale
Associazioni e coll. gratuite
Anita Calcatelli
TPE
0,20
0,50
0,10
0,10
0,10
0,10
0,20
0,25
0,20
0,20
1,95
0,10
Descrizione del programma
Principali attività svolte
La Commissione ha proceduto nello svolgere le sue attività previste istituzionalmente, ovvero:
 Ha collaborato con le Università per la formazione di studenti, ricercatori e personale specializzato
(attività didattica per le lauree di primo e secondo livello e i corsi di dottorato, soprattutto nei
dottorati in metrologia e fisica del Politecnico di Torino; stage, tesi di laurea, tutorato di dottorandi);
 Ha promosso iniziative volte a documentare e promuovere l'eccellenza dell’INRIM nella ricerca e
nella tecnologia; nello specifico:
 Ha collaborato all’organizzazione di manifestazioni scientifico-divulgative nazionali e internazionali;
 Nell’ambito del protocollo di intesa con MIUR Piemonte e GMEE ha realizzato il 3° corso
“Formazione e Pratica Educativa della Metrologia” per insegnanti dei vari ordini scolastici;
 Ha promosso un ciclo di conferenze divulgative e due cicli specialistici (Gli Incontri del Giovedì, I
Seminari tecnici e Panoramica INRIM)
 Ha dato supporto scientifico alla Biblioteca ed allo sviluppo del nuovo sito web INRIM
 Ha redatto il rapporto di attività 2012
 Ha collaborato all'organizzazione delle visite ai laboratori INRIM da parte di Università, Scuole
Secondarie di 1° e 2° Grado, Scuole Primarie e privati
 Ha redatto il piano formazione 2013 e il consuntivo 2012, promuovendo l'organizzazione di corsi
formativi interni ed esterni.
Risultati di particolare rilievo
Nel corso del 2013 FDC ha pienamente conseguito i risultati previsti nel piano d’attività, sviluppando e
coordinando l'attivita' di divulgazione scientifica dell'Istituto: promuovendo l’organizzazione di corsi,
conferenze divulgative e specialistiche, la partecipazione ad iniziative con esposizione di materiale
pubblicistico e strumentazione per esperimenti, aderendo a progetti divulgativi su web, realizzando visite
guidate ai laboratori INRIM all'interno di numerose iniziative. In particolare, si segnalano le seguenti
iniziative:
- ha promosso e coordinato i 3 cicli di conferenze: “Gli Incontri del Giovedì” (6 incontri a carattere
divulgativo), “Panoramica INRIM” (5 incontri incentrati sulle attività condotte in Istituto), “I Seminari tecnici”
- ha aderito (visite guidate ai laboratori INRIM): alla manifestazione “Settimane della Scienza” promossa
dal CentroScienza (Torino); a “Gran Tour” ed a “Crescere in città”, organizzate dalla Città di Torino
- ha aderito alla VIII edizione de “La Notte dei Ricercatori”;
- ha organizzato un corso formativo di "elettrotecnica"; uno di inglese avanzato nonché 21 corsi più
119/154
specialistici (per un totale di 3156 ore uomo).
- ha collaborato alla diffusione dei tirocini di I e II livello disponibili in INRIM, nonche' dei corsi di III livello.
- ha partecipato alla preparazione del progetto museale INRIM, inserito in un contesto espositivo
metropolitano.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
La formazione permanente, la specializzazione e la qualità del personale sono un valore imprescindibile di
ogni realtà scientificamente e tecnologicamente avanzata. La provenienza del personale di ricerca, che
ormai è derivato dalle scuole di dottorato, e la lunga formazione del personale tecnico, sono il valore
dell’INRIM. Tuttavia il personale, i tecnici ed i ricercatori dell’Istituto sono chiamati ad operare in un ambito
sempre più internazionale. In questo contesto l’insegnamento della lingua inglese, i corsi di aggiornamento
e la partecipazione a workshop, seminari e congressi, sono uno strumento di formazione permanente di
grande rilevanza.
Le iniziative di divulgazione scientifica si moltiplicano a tutti i livelli (partecipazione istituzionale a
esposizioni e mostre, portali web, progetti editoriali). L’Istituto mira ad essere presente alle iniziative
aggiungendo a ciò le proprie proposte quali i cicli di seminari, divulgativi e di approfondimento, e un
insieme di corsi destinati in particolare alle scuole di dottorato e all’eccellenza nell’ambito accademico.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Tutti i risultati sono stati conseguiti, non si rilevano criticita’ particolari salvo:
- e' necessario riavviare i contatti per il finanziamento del progetto museale
- e' necessaria una programmazione precisa dei finanziamenti disponibili per la formazione
120/154
Sistema di gestione per la qualità
Responsabile: Mauro Di Ciommo
Personale impegnato (TPE)
Personale
Mauro Di Ciommo
Roberto Cerri (AQ Div E)
Claudio Origlia (AQ Div M)
Roberto Costa (AQ Div O)
Luigi Iacomini (AQ Div T)
Roberto Bellotti
Ezio Dragone
Adriana Faccio
Totale
TPE
0,80
0,20
0,20
0,20
0,20
0,10
0,20
0,05
1,95
Descrizione dell’attività
Principali attività svolte
Il Sistema di Gestione per la Qualità (SGQ) è una struttura tecnica istituita dall’INRIM per poter svolgere
compiutamente il ruolo di Istituto Metrologico Primario italiano nell’ambito del Mutual Recognition
Arrangement (CIPM MRA). Il SGQ è implementato a norma dell’art. 24 del regolamento di organizzazione e
funzionamento dell’INRIM; coinvolge tutte le strutture e U.O. e riguarda specificatamente le attività
individuate al comma 2 del menzionato articolo, tra le quali si citano: le attività di taratura, misura, prova e
certificazione tecnica e il complesso delle attività gestionali e amministrative a queste collegate.
Nel corso dell’anno sono proseguite le attività per promuovere e sostenere l’attuazione, la sorveglianza e il
miglioramento del Sistema di Gestione per la Qualità INRIM, così come specificato nel regolamento d’ente,
garantendo la continuità di svolgimento delle attività effettuate nei diversi laboratori. Si segnalano, in
particolare:
 la partecipazione all’8th meeting e alle attività di EURAMET TC-Quality (Bosnia Herzegovina) nonché ai
progetti di peer-review, proposti per aumentare la fiducia tra gli Istituti Metrologici Primari (IMP) dei
Paesi firmatari il CIMP MRA, in particolare al progetto no. 1123 con gli istituti metrologici CEM (Spain),
CSIC-IO (Spain) e IPQ (Portugal);
 la sottomissione del rapporto sullo stato della qualità INRIM per il 2012, richiesto da EURAMET
TC-Quality, per la valutazione della conformità dell’INRIM al requisito del punto 7 “Confidence in
measurements” stabilito dall’accordo CIPM MRA;
 la visita ispettiva effettuata da ACAE, Organismo di certificazione e ispezione accreditato ACCREDIA al
no. 070B per la certificazione di prodotti/servizi nel settore delle apparecchiature e componenti elettrici
di bassa e alta tensione, per il mantenimento della qualifica di laboratorio autorizzato ad effettuare prove
ed emettere rapporti secondo lo schema LOVAG (Low Voltage Agreement Group);
 la stesura di 3 nuove procedure generali, la revisione del Manuale Qualità INRIm e la revisione di 1
procedura generale nonché la revisione di 46 procedure tecniche di taratura, misura e prova applicate
nei laboratori;
 la pianificazione ed esecuzione di n. 54 audit interni, che hanno evidenziato 154 non conformità e 120
osservazioni, con emissione dei relativi piani e rapporti di audit necessari per il riesame periodico del
SGQ da parte della direzione;
 la risoluzione di 8 non conformità e 10 osservazioni, rilevate nella peer-review sostenuta dall’INRIM nel
mese di nov. 2013;
 l’assistenza fornita a 15 committenti dei servizi di taratura, misura e prova (CT) INRIM riguardante
l’inserimento e/o aggiornamento degli elenchi dei fornitori qualificati;
 la gestione della procedura informatica e manutenzione del database per l’emissione delle offerte
economiche e delle commesse di fornitura, che consente al personale INRIM incaricato dell’erogazione
dei servizi CT di operare con la responsabilità distribuita;
 le iniziative di comunicazione e di formazione del personale, per la diffusione della cultura della qualità e
della buona pratica di laboratorio.
È stato inoltre fornito supporto tecnico all’UNI - Ente Nazionale Italiano di Unificazione e all’ISO International Organization or Standardization, partecipando alle attività degli Organismi Tecnici dei settori
121/154
per la qualità e i dispositivi di misura e per la stesura e/o revisione di norme tecniche nazionali e
internazionali.
Risultati di particolare rilievo
a) Mantenimento e riconoscimento della conformità dell’INRIM ai requisiti richiesti per la:
 partecipazione al Mutual Recognition Arrangement (CIPM-MRA), per il mutuo riconoscimento dei
campioni di misura e dei certificati di taratura e misura emessi dagli Istituti Metrologici Nazionali dei
Paesi firmatari;
 mantenimento della qualifica di laboratorio autorizzato ad effettuare prove ed emettere rapporti
secondo lo schema LOVAG (Low Voltage Agreement Group) su prodotti di Bassa e Alta Tensione, da
parte di ACAE (Associazione per la Certificazione delle Apparecchiature Elettriche, membro del
LOVAG);
 mantenimento dell’iscrizione all’Albo del MIUR dei laboratori pubblici e privati altamente qualificati;
b) Gestione dei flussi operativi relativi alla emissione delle offerte economiche, apertura di commesse di
fornitura ed emissione di documenti tecnici che ha registrato: 958 offerte economiche, 944 commesse di
attività, 1699 certificati di taratura, 53 certificati di misura e 72 rapporti di prova;
c) Gestione e risoluzione di n. 5 reclami, avanzati da utenti dei servizi CT INRIM;
d) Valutazione positiva conseguita dalla struttura nei seguenti eventi:
 assemblea del 14/15 Marzo 2012 EURAMET TC-Quality, Sarajevo (Bosnia Herzegovina);
 Peer Review 20-21 Nov. 2013, EURAMET TC_Quality - Progetto no. 1123, sostenuta dal Sistema di
Gestione per la Qualità INRIM e dai laboratori di fotometria (Div.O) e portate (Div.M) con assessor
internazionali provenienti dagli Istituti Metrologici Primari CEM (Spain), CSIC-IO (Spain) e IPQ
(Portugal);
 visita ispettiva 18 Luglio 2013, da parte di ACAE, sostenuta dal SGQ INRIM e dal laboratorio Forti
Correnti (Div.E).
Impatto dei risultati sul contesto esterno
Contributi al consolidamento del ruolo e dell’autorevolezza tecnico-scientifico dell’INRIM in ambito
internazionale e nazionale.
Supporto al sistema dell’industria e del commercio nazionale, per incrementare l’economica nazionale,
favorendo la libera circolazione di prodotti accompagnati da certificati di taratura e misura emessi dall’INRIM
nelle funzioni di IMP o laboratorio della rete di laboratori LOVAG, o emessi dai laboratori di taratura e prova
accreditati da ACCREDIA – Ente Italiano di Accreditamento.
Stesura, emissione e/o revisione di norme e linee guida a carattere tecnico per supportare la realizzazione e
commercializzazione di prodotti e/o servizi da parte degli operatori dei diversi settori.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
I risultati di particolare rilievo conseguiti dimostrano il raggiungimento di tutti gli obiettivi assegnati alla
struttura tecnica che ha operato, tuttavia, con strumenti e mezzi non adeguati ai tempi moderni.
Elementi di criticità sono ad esempio individuati nella incompleta attuazione della struttura organizzativa
INRIM, funzionale e operativa; nella inadeguatezza e/o carenza di facilities operative, in particolare di
software per la realizzazione dei processi operativi delle attività di taratura, misura e prova; nelle scarse
risorse a disposizione; nella carenza della pianificazione dell’attività di formazione e informazione del
personale INRIM, per favorire lo svolgimento delle attività e un esercizio consapevole dei ruoli assegnati
coerentemente con i programmi dell’Ente.
122/154
Sicurezza sul lavoro
Responsabile: Luca Boarino
Personale impegnato (TPE)
Personale
(1)
Claudio Baraldi
Luca Boarino
Lorenzo Perolini
Michela Sega
Stefano Pasqualin
Marco Terzi
Luca Cinnirella
Danilo Serazio
Michael Florio
Vincenzo Fornero
Otto srl, Dott.ssa Carla Ongaro
Totale
TPE
0,20
0,30
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
1,40
(1) Responsabile Servizio Prevenzione e Protezione (RSPP) con incarico professionale, Art. 2, comma 1, lettera F del D.
Lgs. 81/08 s.m.i., individuato mediante gara CONSIP.
Descrizione dell’attività
Principali attività svolte
L’attività è rivolta a migliorare le condizioni di sicurezza negli ambienti di lavoro, mediante l’adeguamento
alle prescrizioni normative delle strutture, delle attrezzature e dei laboratori e a formare e sensibilizzare i
lavoratori sulle problematiche attinenti al rischio nell’ambiente di lavoro.
Con l’affidamento della gestione sicurezza alla CONSIP, la ditta, RTI Sintesi fornisce dal 2012 i servizi di
consulenza in materia di Dlgs. 81/08, presta il Responsabile del Servizio di Prevenzione e Protezione,
l’Arch. Claudio Baraldi e fornisce un servizio di segreteria per tali attività. A partire dal mese di Gennaio
2013, l’RSPP ha completato il nuovo Documento di Valutazione del Rischio INRIM, in seguito alle
molteplici ispezioni a tutti i locali INRiM. Tale documento, oltre a fornire una descrizione dello stato attuale
dei locali e delle attività che vi si svolgono, contiene i principali rischi censiti, che una volta correlati con le
attività svolte dai dipendenti nei locali individuati, contribuiscono a calcolare il fattore di rischio mediante
un’apposita formula. È proseguito l’adeguamento dei locali e dei laboratori in base alle indicazioni sulle
maggiori non conformità in materia di sicurezza, con un ordine di priorità e importanza.
Tra le attività svolte nel campo della la sicurezza sul lavoro è possibile elencare:
 Revisione e aggiornamento annuale del Documento di Valutazione del Rischio.
 Controllo e monitoraggio dei dipendenti esposti a rischi sul lavoro, in particolare con visite
mediche periodiche presso l’Istituto di Medicina del lavoro del CTO (Medico competente
designato: Dott. Paolo Galizia) per le principali categorie di rischio: chimico, raggi X
(lavoratori classificati nella categoria B ai sensi del D.Lgs. 230/95 e s.m.i.), saldatura e
metalli pesanti, videoterminalisti.
 Completamento e aggiornamento dei documenti di rischio incendio e i piani antincendio per
tutti gli edifici dell’INRIM.
 Adeguamento e completamento dei sistemi antincendio e della cartellonistica di sicurezza.
 Completamento e revisione dei piani di emergenza ed evacuazione per ogni edificio.
 Aggiornamento dei documenti d’analisi di valutazione dei rischi interferenziali (DUVRI) per il
personale di ditte esterne che opera all’interno dell’Istituto (Vigilanza, pulizia, montatori,
manutentori).
 Avvio delle campagne di misura strumentali per la valutazione dei rischi specifici ai senso
del D.Lgs 81/08 e s.m.i.
 Stesura delle schede di destinazione lavorativa e di informazione formazione e
addestramento del personale INRiM
 Corso di formazione per gli ASPP
 Corso di formazione per gli RLS
 Corso di formazione di primo soccorso
 Corso di formazione emergenze incendio
123/154


Corso di formazione per carrellisti.
Corso di formazione per Dirigenti
E’ stato inoltre effettuato un corso di addestramento per il prelievo di azoto liquido.
Tutta la documentazione riguardante la sicurezza sul lavoro viene prodotta, elaborata e resa disponibile
grazie al lavoro del Servizio di Prevenzione e Protezione, sia in formato cartaceo che online su un sito
intranet (al momento non accessibile dall’esterno) consultabile da tutti i lavoratori.
Tali attività e documenti, che fotografano la situazione attuale dell’INRIM sulla sicurezza in ambiente di
lavoro, devono però essere costantemente mantenuti ed ampliati, anche in funzione dell’unificazione di
due realtà con una propria storia e tradizione, e alla piena operatività dei nuovi edifici e alla
ristrutturazione e manutenzione dei vecchi.
Risultati di particolare rilievo
Nel 2013 sono stati effettuati i corsi di formazione per gli ASPP, gli RLS e Dirigenti, una nuova edizione
dei Corsi di formazione di primo soccorso ed emergenze incendio, e il corso per carrellisti, come richiesto
dal D.Lgs. 81/08 e s.m.i.
Sono state effettuate le consuete visite mediche per tutte le categorie di operatori a seconda delle relative
periodicita’. Si è provveduto a uniformare la documentazione e la modulistica del nuovo Ente. È stato
predisposto un archivio unico e riorganizzato il lavoro di segreteria del coordinamento SL.
Si e’ ultimato il nuovo portale intranet INRIM dedicato a tutta la gestione della documentazione
riguardante la sicurezza sul lavoro. Il portale è stato collaudato, ed è stata completata la fase di
inserimento dati da parte delle strutture di primo e secondo livello.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
Elaborato e introdotto il DUVRI (Documento Unico di Valutazione dei Rischi Interferenziali) previsto dal
D.Lgs. 81/08 e s.m.i., che sostituisce il D.Lgs. 626/94, per tutte le forniture che prevedano un’installazione
presso l’INRIM da parte di terzi.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
I punti critici riguardano principalmente l’ammontare delle risorse umane.
L’aumento dei locali e del personale in seguito alla nascita dell’INRIM e i requisiti richiesti dal nuovo
D.Lgs. 81/08 attinenti il rischio sul lavoro, hanno comportato un notevole aumento di lavoro sia per i SGT
che per l’attività SL. Alla mancanza di risorse umane, dovuta anche ad alcuni pensionamenti, si è deciso
di sopperire mediante il nuovo portale intranet e mediante la nomina di nuovi componenti del SPP e di
alcuni referenti di Divisione per la Sicurezza.
Con l’affidamento di alcune procedure e figure funzionali alla Sicurezza a RTI Sintesi (mediante CONSIP)
si è iniziato a progettare un modello di organizzazione e di gestione idoneo ad avere efficacia esimente
della responsabilità amministrativa della persona giuridica “INRiM” (artt. 30 e 300 del D.Lgs. 81/08 e s.m.i.
e D.Lgs. 231/01). Tale processo vedrà impegnato l’Istituto nel prossimo futuro, per una capillare diffusione
della responsabilità e dell’attenzione all’argomento Sicurezza sul Lavoro presso tutto il personale.
Prodotti dell’attività
Descrizione
Documento di Valutazione del Rischio INRIM, aggiornamento
2013
Relazione tecnica DVR
Piano Competenze e Responsabilità
Formazione
Note
A cura di C. Baraldi, RTI Sintesi
cura di C. Baraldi, RTI Sintesi
cura di M. Belletti, RTI Sintesi
cura di RTI Sintesi
Collaborazioni con altri soggetti
Soggetti coinvolti
Ambulatorio Interdivisionale di Medicina del Lavoro, Azienda
Ospedaliera C.T.O. Maria Adelaide, Dott. P. Galizia
Servizio Regionale di Dosimetria, Prof. L. Visca
Formazione sulle Emergenze Sanitarie, RTI Sintesi
Formazione sulle Emergenze Incendio, RTI Sintesi
Otto srl, Dott.ssa Carla Ongaro
Motivazione
Sorveglianza sanitaria
Raggi X
Obbligo normativo
Obbligo normativo
Sito WEB Sicurezza
124/154
Sistemi Informatici
Responsabile: Sandra Denasi
Personale impegnato (TPE)
Personale
Paolo Cattaneo
Sandra Denasi
Totale
TPE
1
0,90
1,90
Descrizione dell’attività
Attività svolta
L’Unità Organizzativa gestisce le infrastrutture di rete e i software per le forniture dei servizi informatici.
Progetta e realizza sistemi a supporto delle attività scientifiche e dell'Amministrazione.
Tra le opere effettuate si evidenziano le seguenti, finalizzate alla dematerializzazione delle procedure:
-
-
-
Avvio del nuovo sistema di gestione delle richieste di acquisto con annessa gestione contabile delle
Divisioni, dei Programmi e dei singoli Contratti. Il sistema è stato progettato per gestire tutto il ciclo
degli acquisti: dalla richiesta, alle approvazioni, alla sincronizzazione con il sistema di contabilità,
all’arrivo in magazzino, alla consegna al richiedente, fino al bollettino di collaudo e al pagamento. Il
sistema comprende anche la gestione contabile e documentale dei Contratti, dal decreto, ai piani di
spesa, agli acquisti su capitoli di spesa coordinati con i Programmi. Il sistema è stato progettato dopo
approfondita analisi delle procedure interne, proponendo nuovi flussi di lavoro in grado di ottimizzare i
tempi e le interazioni tra i molti e diversi soggetti coinvolti. E’ stato realizzato su piattaforma open
source OpenERP, su cui sono stati sviluppati molti moduli ad hoc. Il sistema, messo in produzione
all’inizio del 2013 è stato integrato con la sezione per la raccolta di piani di attività, consuntivi, pagine
web, accessibile in multiutenza e con ruoli che riproducono l’organigramma dell’Istituto.
Progettazione e implementazione della virtualizzazione dei sistemi di gestione del personale, degli
stipendi, delle missioni, delle presenze, della contabilità. Questa operazione ha consentito lo sviluppo
e test del “Portale del dipendente”, in cui è disponibile tutta la documentazione ufficiale per il
personale. Il portale è stato messo in produzione nel 2013.
Creazione e gestione della nuova sezione "Operazione Trasparenza" sul sito web istituzionale, in
conformità a quanto contemplato dal D.lgs. 33/2013.
Tra le attività ordinarie si segnalano:
-
gestione della rete d'Istituto (cablata e wireless) e connettività con la rete GARR
implementazione di policy di sicurezza, accessi remoti, virtualizzazione
aggiornamento e gestione dei servizi di rete centrali (autenticazione, posta elettronica, web)
implementazione di configurazioni di rete (vlan), regole di accesso (firewall), servizi (server virtuali),
portali (siti web di 3 livello e nuovi domini) richieste ad hoc per specifici progetti di ricerca
gestione dei servizi informatici dell’Amministrazione (tra cui i sistemi per la rilevazione delle presenze,
la gestione degli stipendi e il protocollo)
installazione e gestione attrezzature informatiche e software dell’Amministrazione
progettazione e gestione area web per Operazione Trasparenza
assistenza sistemistica, supporto help-desk, gestione delle licenze e distribuzione via rete dei
programmi di utilizzo comune (antivirus, suite office, software scientifico per le Divisioni)
pubblicazione dei contenuti sul sito istituzionale, progettazione e realizzazione di nuove sezioni
realizzazione di siti web e materiale multimediale per convegni
progettazione grafica dei contenuti multimediali per l’Annual Report
gestione tecnica delle sale conferenze (e adeguamento tecnologico apparecchiature in sala consiglio e
sala conferenze), registrazione audio/video di eventi, documentazione fotografica
partecipazione agli eventi di diffusione della cultura scientifica
Inoltre l’U.O.ha provveduto alla:
-
gestione degli indirizzi di Posta Elettronica Certificata dell’Istituto
125/154
-
gestione dei dispositivi di firma elettronica assegnati al personale
registrazione di domini per convegni e progetti di ricerca internazionali
Risultati conseguiti
I risultati di rilievo conseguiti dall’U.O. attengono alla capacità di avere:
 garantito la disponibilità dei servizi informatici senza disservizi;
 avviato diverse azioni finalizzate alla dematerializzazione delle procedure;
 risolto tempestivamente le richieste di intervento dei colleghi grazie ad una capillare opera di
assistenza hardware e software;
 realizzato tutti i servizi utilizzando esclusivamente software open-source gratuito e competenze
interne, coerentemente con le raccomandazioni ministeriali, riducendo i costi al solo acquisto delle
apparecchiature.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Le attività di progettazione e realizzazione di sistemi per l’informatizzazione dei procedimenti
amministrativi hanno richiesto molto impegno straordinario, tuttavia tutti i servizi sono stati costantemente
gestiti e garantiti.
Collaborazioni con altri soggetti
Soggetti coinvolti
Motivazione
GARR
Gestione rete
Agile BG
Sviluppo sistema OpenERP
126/154
Supporto all’attività di taratura, misura e prova
Responsabile: Roberto Cerri
Personale impegnato (TPE)
Personale
Roberto Cerri
Michael Florio
Marco Terzi
Andrea Malengo
Giuseppe Vizio
Roberto Bellotti
Antonio Agostino
Rosella Corsi
Adriana Faccio
Daniela Nesci
Totale
TPE
0,15
0,10
0,05
0,10
0,05
0,10
0,10
0,05
0,05
0,05
0,80
Principali attività svolte
Coordinamento di attività di interesse trasversale tra le Divisioni e interagenti con l’Amministrazione, con
SGQ e Calibration and Testing con lo scopo di migliorare l’efficienza operativa e gestionale dell’attività
istituzionale INRiM legata alle misure, prove e tarature.
La struttura ha lo scopo di:
 definire e mantenere il repertorio delle attività di servizio INRIM e il tariffario;
 presentare sul sito web INRIM le attività di servizio offerte;
 supportare le Divisioni nei casi di richieste di servizio non incluso nel repertorio;
 supportare le Divisioni nell’emissione di offerte di tarature in gare di appalto nazionali e
internazionali.
 supportare collaborazioni tecniche con organismi industriali e universitari.
Risultati di particolare rilievo
Nel corso del 2013 la struttura
si è attivata per:
 l’aggiornamento sistematico annuale del tariffario e repertorio delle attività INRIM;
 supportare le Divisioni nell’emissione di offerte di tarature in gare di appalto nazionali e
internazionali;
 perfezionare la redazione di contratti di consulenza e taratura verso committenti esterni;
 collaborare con il progetto PE9 di Elettromagnetismo “Calibration and Testing”;
 collaborare con il Sistema di Gestione Qualità nella definizione delle procedure operative
gestionali di pertinenza.
ha prodotto:
 l’aggiornamento e la pubblicazione del tariffario INRiM-2013 sulla base del decreto del
Presidente n. 097/2011, del 28 aprile;
 la pubblicazione aggiornata sul sito web INRiM dell’attività di servizio offerte;
 la partecipazione a gare di appalto per nuove ordinazioni di servizi;
 l’acquisizione di nuovi contratti.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Aggiornamento del repertorio delle attività INRIM (Tariffario), sempre più utilizzato dagli utenti esterni
favorendo il reperimento di informazioni tecniche e di contatto con il personale di riferimento interno.
Il problema di interfacciamento con un gruppo di regolamentazione e standardizzazione di accordi
economici e relazionali citato nel consuntivo 2012 è stato affrontato e in parte risolto grazie alla
collaborazione con SGQ, Calibration and Testing e l’Amministrazione interna consentendoci di risolvere
alcuni problemi contrattuali o normativi che spesso complicano gli accordi commerciali fra il nostro Istituto
e altri Enti pubblici o privati.
127/154
Impatto dei risultati sul contesto esterno
L’attività di taratura di campioni e strumenti di misura di elevate caratteristiche in dotazione a laboratori
pubblici e privati e l’attività di prova, svolta nell’ambito di direttive CEE e di accordi di mutuo
riconoscimento a livello europeo dei documenti emessi, rappresentano una fonte significativa di
finanziamento; permettono di mantenere contatti con il mondo industriale, di sviluppare una sensibilità
per questo tipo di problemi e di offrire, con le proprie competenze, garanzie di serietà tecnica e
d’imparzialità.
Prodotti dell’attività
Descrizione
Aggiornamento Tariffario INRiM per il 2013
Offerte
Obiettivi
Coordinamento delle relazioni
tecniche commerciali tra INRIM e
Committenti esterni a supporto
dei servizi resi dall’Istituto per
quanto concerne l’attività di
taratura,
misura
e
prova,
consistenti in consulenza tecnica
al
Cliente
e
gestione
di
commesse o appalti coinvolgenti
più Divisioni.
Redazione e aggiornamento del
“Tariffario dei servizi resi al
pubblico da INRIM” e annuale
aggiornamento.
Gestione del servizio interno di
taratura, trasversale alle Divisioni.
Note
Con decreto del Presidente n. 097/2011, del 28 aprile
2011
Ad organismi pubblici e privati, a società fornitrici di
servizi mediante contratti e gare di appalto a carattere
nazionale e internazionale.
Indicatori
Riduzione dei tempi di risposta al
committente.
Obbiettivo: 3gg
Copertura repertorio:
Target
Proseguire con le azioni di
miglioramento, sostegno tecnico,
amministrativo e organizzativo
dei servizi verso la committenza.
Mantenimento copertura del 95%
dei servizi resi al pubblico.
Obbiettivo: 95%
Percentuale programmabile:
Obbiettivo: 90%
Coordinamento e
programmazione annuale dei
servizi a carattere interdisciplinare
tra Divisioni.
128/154
2 – Servizio tecnico per le Attività rivolte ai Laboratori di
taratura (SAL)
Le attività della struttura di primo livello “Servizio tecnico per le Attività rivolte ai Laboratori di
taratura” (SAL) sono state svolte nel rispetto della convenzione tra INRIM e ACCREDIA nella sua versione
riformulata e firmata del 2012/11/16 per includere il contributo al sistema di gestione della qualità e la
funzione monitoraggio ispettori. Il Dipartimento ACCREDIA-DT è conforme alle norme ISO / IEC 17011 e EA
e ILAC standard. Quindi, nei limiti della convenzione firmata, ACCREDIA impiega le competenze di INRIM, e
in particolare del SAL, per valutare la conformità tecnica e di sistema dei laboratori di taratura secondo
norma ISO/IEC 17025.
Il SAL nel corso del 2013 ha collaborato con il Dipartimento Laboratori di Taratura di ACCREDIA per:
 mantenere il suo status di firmatario degli accordi internazionali di European cooperation for
Accreditation (EA-MLA) e di International Laboratory Accreditation Cooperation (ILAC-MRA), in base
ai quali i certificati di taratura emessi dai centri di taratura sono accettati a livello internazionale (su
base di reciprocità).
 consolidare e sviluppare la rete di laboratori accreditati come centri di taratura.
Le attività del Servizio sono state svolte nel rispetto della convenzione tra INRIM e ACCREDIA, la quale
prevede che il personale del SAL, sotto la gestione e la responsabilità di ACCREDIA-DT, contribuisca ad
organizzare le attività di accreditamento iniziale, sorveglianza, estensione e rinnovo. Il contenuto della
convenzione salvaguarda il ruolo dell’INRIM nella valutazione della competenza dei Centri di taratura
accreditati che quindi continuano a operare all’interno del Sistema Nazionale di Taratura vigente secondo la
legge 273/91.
L’INRIM attraverso il SAL, mettendo a disposizione di ACCREDIA il proprio parco ispettori ed esperti tecnici,
consente inoltre all’organismo di accreditamento di rispondere alle richieste del mercato per quanto riguarda
l’applicazioni delle Direttive nel Nuovo Approccio (ad es. Direttiva MID) e per l’estensione del conseguimento
delle riferibilità metrologica in settori finora non coperti.
I laboratori accreditati dal Dipartimento ACCREDIA-DT con supporto tecnico dell’INRIM alla fine del 2013
sono 162 su un totale di 167 laboratori attivi.
129/154
Servizio tecnico per le Attività rivolte ai Laboratori di taratura
Responsabile: Rosalba Mugno
Personale impegnato (TPE)
Personale
SAL
TPE
Giuseppe Braccialarghe
1
Giuseppe La Paglia
0,90
Adelina Leka
Rosalba Mugno
Sari Pienihäkkinen
1
1
1
Tiziana Rolandi
0,40 (*)
Giulia Suriani
1
Totale
6,30
Divisioni
Contributo di Ispettori ed Esperti*
0,80
Totale
Totale
0,80
7,10
(*) Fino a maggio
Descrizione del programma
Principali attività svolte
Il Servizio è la struttura INRIM dedicata a collaborare con ACCREDIA nelle attività di valutazione della
competenza richieste per l’accreditamento dei laboratori di taratura secondo la norma ISO/IEC 17025. La
struttura, configurata come centro di responsabilità di primo livello, è dotata di autonomia organizzativa e
gestionale (risorse umane, finanziarie e strumentali). Le attività sono gestite nel rispetto della convenzione tra
INRIM e ACCREDIA firmata il 2012/11/16 e ciò consente all’INRIM di mantenere il ruolo di valutazione della
competenza dei Centri di taratura previsto dalla legge 273/91.
Il servizio collabora con l’organismo unico di accreditamento in modo che ACCREDIA permanga firmatario degli
accordi EA-MLA e ILAC-MRA. Ruolo assunto da ACCREDIA con decreto ministeriale del 22 dicembre 2009 in
ottemperanza al Regolamento (CE) 765/2008.
Risultati di particolare rilievo
Nel 2013 sono stati accreditati con il supporto del SAL, 4 nuovi laboratori. I laboratori attivi emettono più di
105.000 certificati l’anno. Il fatturato totale del SAL è stato di circa k€ 730.
Il sistema informativo di supporto al SAL, per la parte di gestione delle pratiche, è stato azzerato nel 2011; il
personale ha pertanto continuato ad utilizzare il supporto fornito da ACCREDIA. Le banche dati dei Centri
sono rimaste invece in gestione al SAL in attesa di integrazione con il sistema informativo di ACCREDIA.
Il Servizio ha affrontato la verifica ispettiva da parte di ACCREDIA tra novembre e dicembre 2012 rispetto
alla quale sono stati notificati 18 rilievi suddivisi in 2 Non Conformità, 10 Osservazioni e 6 Commenti.
Con il contributo del SAL, ACCREDIA ha potuto avviare le attività di monitoraggio degli ispettori impiegati
dal Dipartimento ACCREDIA-DT.
Impatto dei risultati sul contesto esterno
L’accreditamento dei laboratori di taratura è uno degli scopi degli enti di accreditamento (Statuto di
European cooperation for Accreditation - EA e di International Laboratory Accreditation Cooperation –
ILAC, in connessione con i trattati del World Trade Organisation - WTO ). E’ quindi un’attività necessaria
per il sistema italiano di garanzia della qualità, al fine di consentire la libera circolazione dei certificati di
taratura a livello europeo e internazionale. Perché ciò sia possibile e garantito, è necessario che
ACCREDIA possa avere accesso alle competenze dell’INRIM.
130/154
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Il Servizio ha collaborato con ACCREDIA nella gestione delle attività riportate nelle seguenti tabelle in cui
sono indicati dettagli e scostamenti.
Riepilogo analitico dei risultati/prodotti
Descrizione
Laboratori gestiti
Nuovi accreditamenti
Estensioni
Rinnovi
sorveglianze
Confronti interlaboratori bilaterali
Confronti multilateriali
Accertamenti sperimentali su campo
Confronti interlaboratorio bilateriali organizzati nel 2013
Dimensionale
19
Massa, Volume
6
Tempo, frequenza
1
Alta frequenza, fotometria
2
Misure elettriche
14
Totale
Numero
162
4
25
41
125
51
4
43
Temperatura
Pressione
Acustica
Chimica
1
1
2
5
51
Confronti interlaboratorio multilaterali organizzati nel 2013
Grandezza
Numero di Laboratori coinvolti
Temperatura
1
16
Dimensionale
1
25
Grandezze elettriche
1
19
Pressione
1
2
Totale
4
Accertamenti sperimentali durante le valutazioni su campo organizzati nel 2013
Dimensionale
9 Temperatura
Massa, Volume
9 Pressione
Forza
13 Tempo, frequenza
Durezza
2 Accelerazione
Totale
2
4
1
2
42
131/154
132/154
3 – Direzione generale
La Direzione generale svolge le attività istituzionali dell’Ente e implementa gli obiettivi derivanti dalle
indicazioni legislative.
La Direzione generale è attualmente organizzata in sette unità organizzative, non dirigenziali, che svolgono
le attività istituzionali.
Nelle seguenti schede viene riportata la descrizione analitica delle attività svolte, dei risultati conseguiti, e
delle criticità su alcuni settori specifici.
133/154
Ufficio di diretta collaborazione del Presidente e del Direttore generale (UDC)
Responsabile: Emanuela Del Ross
Personale impegnato (TPE)
Personale
Emanuela Del Ross
Rosalia Valenti
Mauro Di Ciommo
Ezio Dragone
Totale
TPE
1
1
0,20
0,40
2,60
Descrizione dell’attività
Attività svolta
L’Unità Organizzativa esercita le competenze di supporto e collaborazione alle attività istituzionali della
Presidenza e alle attività amministrative della Direzione generale, armonizzando le attività a carattere
amministrativo con quelle relazionali, di controllo e di guida tipiche degli Organi di governo.
Nel 2013 gli organi in carica dell’INRIM, ad eccezione del Collegio dei revisori, sono stati sciolti ed è stato
nominato il Commissario straordinario, con compiti di ordinaria e straordinaria amministrazione. Pertanto,
la U.O., in questo particolare contesto, ha:
 curato l’iter ministeriale per il commissariamento;
 dato esecuzione all’iter previsto dall’art. 6 dello Statuto, finalizzato alla nomina del Consiglio di
Amministrazione dell’Ente;
 garantito le funzioni di assistenza al Conmmissario straordinario e alla Direzione generale,
coordinando gli impegni istituzionali, curandone l’agenda e la corrispondenza;
 fornito supporto agli Organi di governo, di controllo e di valutazione dell’Ente e al Magistrato della
Corte dei Conti, per lo svolgimento delle loro funzioni;
 raccordato le attività tra Presidente e Commissario straordinario al fine di garantire le attività dell’Ente
senza soluzione di continuità;
 mantenuto e assicurato le relazioni istituzionali tra il Commissario straordinario, il Ministero vigilante,
le altre Amministrazioni centrali, gli Enti territoriali e l’Avvocatura dello Stato;
 ottemperato a quanto richiesto ai sensi della determinazione della Corte dei Conti n. 18/2006 del 11
aprile 2006;
 predisposizione di provvedimenti con relativo studio della normativa;
 predisposizione di atti amministrativi in attuazione del D.Lgs.n. 81/2008 e s.m.i.;
 Recepito le modifiche richieste da parte dei Ministeri competenti ai Regolamenti dell’INRIM;
 mantenuto e sviluppato le relazioni con le OO.SS. e le RSU;
 garantito le attività dell’OCS - Organo Centrale di Sicurezza;
 svolta attività di studio in base alla L. 190/2012 finalizzata alla funzione di referente della prevenzione
della corruzione;
 nell’ambito delle attività della Struttura Tecnica Permanente, individuata dal D.lgs n. 150/2009, fornito
supporto e contributi all’Organismo Indipendente di Valutazione (OIV) dell’INRIM nella stesura e nella
revisione dei documenti richiesti dalla CIVIT;
 supportato l’attività istituzionale del Direttore generale per EURAMET-TCQ.
Risultati conseguiti
I risultati di rilievo conseguiti dall’U.O. attengono alla capacità di avere:
 garantito il rispetto delle scadenze degli adempimenti di competenza del Commissario straordinario e
della Direzione generale;
 garantito agli Organi di vertice, di controllo e di valutazione dell’Ente il supporto necessario per
l’espletamento delle loro funzioni;
 collaborato efficacemente con gli Organi e con le altre U.O. INRIM nell’attività quotidiana e in
134/154

situazioni di estemporaneità;
garantito all’OIV il supporto per l’espletamento delle proprie funzioni, nell’ambito della Struttura
tecnica permamente.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Nel 2013 si sono conseguiti tutti gli obiettivi stabiliti in modo efficace con forte spirito di adattabilità al
cambiamento. Si evidenzia la difficoltà di pianificazione delle attività poiché intrinsecamente correlate, a
livello più generale, alle attività istituzionali, per loro natura imprevedibili.
135/154
Segreteria Generale
Responsabile: Paola Casale
Personale impegnato (TPE)
Personale
Paola Casale
Rosella Corsi
Caterina Damiano
Raimondo Galliana
Totale
TPE
1
0,95
1
1
3,95
Descrizione dell’attività
Attività svolta
 Attività negoziale (elaborazione, definizione e stipula) di:
 convenzioni di collaborazione scientifica con Enti accademici ed Enti di ricerca, tra cui: KRISS (Corea),
HAA (Croazia), ACAE, Università di Torino, Seconda Università degli Studi di Napoli, IEIIT del CNR,
COREP;
 contratti di ricerca finalizzata e applicata, con la partecipazione a programmi di ricerca scientifica:
 internazionali, tra cui i progetti finanziati dall’EU (BRISQ2, SETNanoMetro, DRREAM, FACT e
quelli EMRP con le call: Industry, Broader Scope e Open Excellence), il progetto Galileo finanziato
dall’ESA, i progetti NATO e quelli finanziati dall’ente metrologico cinese;
 nazionali, tra cui i progetti premiali e i PRIN finanziati dal MIUR e i progetti finanziati dalla Regione
Piemonte attraverso i poli d’Innovazione tecnologica;
 accordi con Enti accademici e istituti d’istruzione per la formazione scientifica, tra cui si segnalano le
convenzioni con il Politecnico di Torino, l’Università di Torino e l’Università del Piemonte Orientale in
materia di dottorato e quelle concernenti i tirocini;
 specifici contratti passivi, concernenti il conferimento di incarichi di ricerca ad altri Enti metrologici e di
ricerca;
 contratti di comodato e di noleggio di strumentazione scientifica e contratto di locazione con Accredia.
 Partecipazione alla gestione di gare d’appalto, con svolgimento delle funzioni di RUP, per la fornitura del
servizio sostitutivo di mensa reso a mezzo di buoni pasto.
 Studio della normativa negli ambiti d’interesse per l’Istituto.
 Supporto alla presentazione dei progetti di ricerca europei, nazionali e regionali.
 Elaborazione e definizione di atti d’interesse generale.
 Predisposizione degli atti autorizzativi negli ambiti di afferenza.
 Gestione amministrativa delle attività di certificazione tecnica.
 Predisposizione degli atti riguardanti attività di tutela e valorizzazione dei risultati scientifici dell’ente
(brevetti per invenzioni industriali, contratti di riservatezza).
 Gestione delle procedure per la partecipazione dell’Istituto a consorzi e associazioni.
 Predisposizione atti concernenti il servizio di gestione integrata della salute e sicurezza sui luoghi di lavoro
in attuazione del D.Lgs.n. 81/2008 e s.m.i..
 Partecipazione alla commissione per l’erogazione di borse di studio ai figli dei dipendenti.
 Gestione del sistema documentale integrato (protocollazione e gestione della corrispondenza in arrivo e in
partenza, tenuta dell’archivio ufficiale dell’Istituto).
 Elaborazione atti informativi sulla ricerca scientifica e tecnologica svolta dall’INRIM.
 Svolgimento delle mansioni di: fattorino, autista e centralinista dell’Istituto.
Risultati di particolare rilievo
L’incremento delle collaborazioni con Enti accademici e scientifici italiani e stranieri mediante la sottoscrizione
di convenzioni e accordi aventi un’impostazione uniforme e adeguata sia alle esigenze dell’INRIM, sia alle
disposizioni legislative in materia.
Il supporto in materia di appalti di forniture e di servizi, con lo svolgimento delle funzioni di responsabile unico
del procedimento (RUP), la cura dei vari adempimenti in cui si articolano le gare di appalto e lo studio della
pertinente normativa.
136/154
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Si è semplificata e velocizzata l’attività negoziale dell’Istituto, razionalizzando le varie fasi in cui essa si
articola e potenziandone l’informatizzazione. Sarebbe, peraltro, auspicabile la destinazione di un’apposita
unità di personale, anche a tempo parziale, a detta attività, in considerazione della sua progressiva e
costante espansione.
Collaborazioni con altri soggetti
Soggetti coinvolti
Motivazione
Enti accademici e scientifici Attuazione delle convenzioni di collaborazione e di formazione
nazionali, europei e internazionali scientifica, anche mediante attivazione e finanziamento di borse di
dottorato.
137/154
Servizi patrimoniali e contabili
Responsabile: Daniela Zornio
Personale impegnato (TPE)
Personale
Anna Bausano (telelavoro)
Maria Grazia Cortese (esonero dall’1/1/2010)
Loredana De Bella
Adriana Faccio
Patrizia Mazzocco
Silvano Previato
Tiziana Rolandi
Marilena Primo
Daniela Nesci
Giovanna Turco
Francesca Vaccaro
Rosangela Vitulli
Daniela Zornio
TPE
1
Totale
1
0,90
1
1
0,40
1
0,95
1
0,85
0,85
1
10,95
Descrizione dell’attività
Attività svolta:
Il Servizio ha continuato nel 2013 le attività di aggiornamento delle procedure amministrative utilizzate e
della formazione del personale afferente in materia fiscale, contrattuale e di rendicontazione dei progetti
di ricerca.
L’attività svolta si è sostanzialmente imperniata sui seguenti punti:








Adempimenti di legge correlati all’attività amministrativa-finanziaria: bilancio di previsione,
provvedimenti di variazione e conto consuntivo e comunicazioni dati bilancio al portale IGF
TESORO.
Adempimenti fiscali e doganali (dichiarazioni/versamenti Agenzie delle Entrate e del Territorio,
delle Dogane per IVA, IRES, IMU).
Attività contabile, di tesoreria e patrimoniale mediante:
 gestione finanziaria commesse c/terzi per attività di taratura, misura, prova e contratti;
 gestione fatture attive/passive – emissione mandati di pagamento e reversali d’incasso;
 gestioni dell’inventario, locazioni attive, cassa economale.
Predisposizione degli atti negoziali per lavori, servizi e forniture come da Codice degli Appalti
(D.Lgs. 163/06) e Regolamento attuativo (DPR 207/10).
Acquisizioni in CONSIP, MEPA e mercato libero.
Rilascio codici CIG/CUP.
Comunicazioni dati atti negoziali all’ Autorità per la vigilanza sui contratti pubblici, lavori, servizi e
forniture.
Rendicontazione spese Progetti di ricerca finanziati dalla Regione Piemonte, dalla Comunità
Europea, dai Ministeri.

Adempimenti ministeriali con utilizzo delle piattaforme dedicate quali:
‐ rilevazione del Patrimonio della P.A. a valori di mercato ( beni immobili, concessioni e
partecipazioni);
‐ censimento e monitoraggio auto P.A.;
‐ rilevazione conoscitiva prezzi beni e servizi acquistati e/o noleggiati;
‐ rilevazione e utilizzo Piattaforma censimento certificazione crediti;
‐ collaborazione per inserimento dati contabili sul portale Amministrazione trasparente.

Implementazione ed uso quotidiano del sistema informatizzato per la gestione degli acquisti
(GAO) in collaborazione con altri settori (Servizi Informatici);
138/154
Nel complesso il servizio ha effettuato le seguenti operazioni contabili:
Tipologia operazione
Impegni di spesa
Accertamenti di entrata
Fatture attive emesse
Fatture passive registrate
Mandati di pagamento emessi
Reversali di incasso emesse
Contratti passivi a repertorio
Richieste di acquisto istruite
Certificazioni equitalia richieste
Numero
3344
1998
983
2508
4901
2143
15
2816
221
Risultati conseguiti:
E’ continuata, attraverso la pratica giornaliera, la formazione di base di parte del personale assegnato al
servizio per le attività connesse all’utilizzo del nuovo programma gestionale delle richieste di acquisto
“OPEN ERP – GAO”
La partecipazione a corsi di formazione, organizzati anche in house, per l’approfondimento di normativa
riguardante il “Nuovo Codice degli Appalti”, ha permesso di acquisire professionalità nella materia e di
collaborare tra personale afferente altri servizi e Direzione scientifica.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici:
I risultati conseguiti nell’informatizzazione del Servizio e nel miglioramento dello svolgimento delle attività
proprie si può considerare buono, tenendo conto comunque che si è tuttora in fase di sperimentazione
per quanto riguarda le procedure riguardanti le “richieste di acquisto”.
L’aumento delle pratiche da istruire e da seguire, nonché la complessità dei programmi gestionali esterni
(MEPA e GOV) rispetto al numero delle persone assegnate al settore ha obbligato il settore a svolgere la
propria attività tenendo conto esclusivamente delle urgenze.
Collaborazioni con altri soggetti
Soggetti coinvolti
Jona Società di Revisione Spa
MediaConsult Spa
Motivazione
Interpretazione normativa in materia
fiscale/doganale e per rendicontazione progetti di
ricerca europei
Interpretazione e formazione sulla normativa in
materia di acquisti, gare e appalti
139/154
Affari del Personale
Responsabile: Rosaria Margiotta
Personale impegnato (TPE)
Personale
Rosaria Margiotta
Emanuele Barbone
Totale
TPE
1
1
2
Descrizione dell’attività
Attività svolta
Predisposizione e gestione di tutte le procedure concorsuali, volte sia al reclutamento di personale sia
all’acquisizione di personale in formazione, quali borsisti e assegnisti di ricerca.
Gestione delle risorse umane e dei derivanti rapporti di lavoro nell’evoluzione giuridico-amministrativa del
personale strutturato inquadrato nei ruoli dell’Ente e non, con conseguente analisi e predisposizione di
tutti gli atti necessari in materia di assunzioni, cessazioni, gestione carriere, part-time, mobilità di
personale, infortuni sul lavoro, aspettative, maternità, nulla-osta, dichiarazioni di servizio, attestazioni di
stati giuridici, stati matricolari, assegni per il nucleo familiare, benefici assistenziali e sociali ai dipendenti,
rilascio copie ed estratti, tenuta dei fascicoli.
Elaborazione di data base per la raccolta informatica di dati inerenti il personale per rilevazioni statistiche
ministeriali, per documenti ufficiali dell’Ente(bilancio, PTA, monitoraggio tempi procedimentali), per
pubblicazione dati e aggiornamenti sui siti Internet ed Intranet dell’Ente.
Analisi e studio di normativa e giurisprudenza, elaborazione pareri in supporto alla Direzione dell’Ente.
Rapporti con Avvocatura dello Stato, gestione del contenzioso, stesura memorie,patrocinio su delega.
Gestione delle assunzioni obbligatorie. Applicazione della legge n. 104/1992.
Adempimenti per il Dipartimento della Funzione Pubblica – PERLA PA. Gestione delle incompatibilità,
cumulo di impieghi. Applicazioni articoli 53 e 54 d.legisl. n.165/2001 e l. n.190/12.
Conto annuale (preventivo – consuntivo); monitoraggio trimestrale del personale mediante utilizzo del
web data processor SICO del MEF.
Gestione informatica di matricole e dati relativi al personale mediante utilizzo di data processor
LIGEPE/LABINF
Risultati conseguiti
L’U.O. ha assicurato il regolare svolgimento di tutte le procedure ordinarie ad essa afferenti, nel rispetto
delle scadenze di legge e dei tempi regolamentari di esecuzione previsti, focalizzando la propria
attenzione sull’incremento dell’utilizzo di tecnologie informatiche nell’espletamento delle procedure di
competenza, in linea con le determinazioni normative di indirizzo in materia di dematerializzazione degli
atti ed efficientamento dell’azione amministrativa (ad esempio attivazione della casella PEC
concorsi@inrim; sviluppo della procedura on line di trascrizione dati e qualità personali per il
monitoraggio del personale non strutturato frequentante l’Ente a titolo diverso, quali tesisti, stagisti,
dottorandi, ospiti ricercatori ecc, elaborazione informatica dei dati relativi al personale).
Ha sviluppato competenze trasversali (core skills), contribuendo a risolvere questioni di carattere
generale occorse nell’arco dell’anno su temi ad ampio spettro, ha fornito costante supporto agli Organi di
governo e alla Direzione generale per APS, ha ulteriormente migliorato alcuni servizi di competenza in
attuazione dei principi di trasparenza e snellimento delle procedure amministrative, ha collaborato con la
Direzione generale nei rapporti con MIUR e Dipartimento della funzione Pubblica in relazione a temi di
competenza.
Ha svolto attività di informazione per l’utenza esterna e interna nelle materie di competenza, ha
costantemente svolto studi di aggiornamento, nell’intento di accrescere la preparazione e sviluppare le
relazioni e gli interscambi professionali, anche in materie di non stretta afferenza. Ha collaborato con le
altre U.O. e le Divisioni del Dipartimento in un’ottica interdisciplinare di problem solving.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Sia pure con le esigue risorse di personale ad essa afferenti nell’anno 2013 si sono compiutamente ed
efficacemente raggiunti gli obiettivi prefissi. I risultati conseguiti utilizzando esclusivamente le risorse
interne dell’U.O., hanno contribuito all’attuazione dell’indirizzo generale dell’Ente di razionalizzazione dei
costi di gestione, ma permane una certa criticità dovuta all’esteso e diversificato ambito di materie di
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competenza, in considerazione del numero troppo ristretto di unità afferenti all’U.O. All’impegno
nell’ottimizzazione delle prestazioni lavorative, che costituiscono un carico di lavoro qualitativamente e
quantitativamente incidente nell’U.O. e complessivamente nella struttura generale dell’Ente, si fa fronte
con la differenziazione delle professionalità, che si esprimono sia in ambito giuridico-normativo, sia in
ambito tecnico-informatico, garantendo in tal modo, nell’autonomia delle funzioni, il risultato efficace
dell’azione amministrativa.
Trattandosi di tematiche sostanziali per l’Ente, quali il reclutamento e la gestione del personale, il
sottodimensionamento dell’U.O. potrebbe, comunque, gravare sul ruolo e le potenzialità di crescita delle
posizioni ricoperte, risultando le funzioni non allineate alle strategie di crescita dell’Ente.
141/154
Stipendi
Responsabile: Cristina Chiaberto
Personale impegnato (TPE)
Personale
Santina Ambrogio
Ignazina Anedda
Cristina Chiaberto
Grazia Foschi
Marilena Gullì
Marina Marcucci
Emilia Procopi
Franca Ricca
Totale
TPE
1
1
1
1
1
1
1
0,85
7,85
Descrizione dell’attività
Attività svolta
1) Rilevazione delle presenze
- rilevazione automatica delle presenze con badge elettronico;
- elaborazione dell’orario del personale previo inserimento giustificativi quali malattie, visite mediche e
legge 104 la cui gestione on line è in corso di implementazione;
- stampe statistiche ferie, permessi, malattia, ecc. anche ai fini delle rilevazioni ministeriali;
- monitoraggio ministeriale annuale legge 104;
- denuncia GEDAP, rilevazione deleghe sindacali;
- acquisizione on line certificati di malattia e invio visite fiscali;
- operazione trasparenza: predisposizione mensile dei dati “presenze e assenze del personale”, da
pubblicare sul sito web dell’INRIM;
- gestione buoni pasto;
- bollato Inail.
Unità di personale gestite circa 270/anno.
E’ stata attivata la procedura per la gestione on-line delle richieste dei permessi per assenze in orario di
lavoro, con workflow autorizzativo ; tale procedura, a regime dal mese di maggio 2013, gestisce il 90% delle
tipologie di assenza con previsione di gestirne il 100% entro il mese di ottobre 2014.
2) Gestione delle trasferte del personale dipendente e assimilato
acquisizione della richiesta di trasferta e supporto al personale per l’organizzazione delle missioni ;
predisposizione della richiesta degli impegni di spesa previa acquisizione delle autorizzazioni necessarie
e verifica della disponibilità finanziaria;
- predisposizione accredito su conto corrente degli acconti richiesti;
- liquidazione delle spese e conguaglio diretto sul cedolino mensile;
- verifiche periodiche della situazione contabile con l’ufficio ragioneria e con il Responsabile Scientifico;
- contatti con le agenzie di viaggio per l’autorizzazione all’acquisto dei titoli di viaggio, voucher hotel ecc.;
Trasferte gestite circa 1000/anno.
-
La nuova procedura di gestione on-line delle richieste di missione, attraverso l’utilizzo di specifiche funzioni
legate al “Cartellino elettronico” del dipendente, è in fase di test.
-
-
3) Stipendi
elaborazione mensile cedolini di personale dipendente, borse di addestramento, co.co.co. e co.co.pro.,
assegni di ricerca, personale estraneo (seminari, coll. occasionali, ecc), organi di governo e di controllo
dell’Ente; cedolini elaborati circa 3200/anno.
importazione dalle procedure presenze e missioni dei dati necessari per il conteggio dello stipendio;
applicazione accordo decentrato: conteggi per erogazione salario accessorio;
conteggi per ripartizione dei compensi spettanti al personale per attività conto terzi;
preventivi di spesa per assunzioni di nuovo personale ed elaborazione dei costi del personale ai fini della
142/154
-
-
rendicontazione di contratti attivi;
versamenti mensili sia contributivi che fiscali e stesura delle relative denunce (F24 enti pubblici on line,
denunce INPS UNIEMENS -, ex INPDAP – DMA2 POSPA – cadenza mensile , INAIL e IRAP cadenza
annuale);
conteggi finalizzati al pagamento dei premi assicurativi;
rilascio modelli CUD e certificazioni fiscali (circa 400/anno), adempimenti fiscali derivanti
dall’elaborazione dei modelli 730 (circa 200/anno);
compilazione certificazione fiscale annuale dell’Ente: Mod. 770;
Stesura conto annuale (preventivo e consuntivo) e monitoraggio trimestrale delle spese del personale,
mediante utilizzo del sistema informativo SICO del Ministero dell’Economia e delle Finanze;
calcolo ed erogazione delle liquidazioni e riliquidazioni (TFR, TFS) al personale dipendente cessato dal
servizio;
ricostruzione carriere a seguito di contenzioso;
assistenza al personale per esplorative contributive;
calcolo pensioni e ricongiunzioni del personale INPDAP attraverso l’utilizzo del software S7;
assistenza al personale per pratiche relative a prestiti, mutui, riscatti e ricongiunzioni presso gli istituti
previdenziali;
gestione mensile degli iscritti al Fondo previdenza complementare Sirio;
gestione dei rapporti con il CNR su problematiche inerenti il personale confluito nell’INRIM;
supporto alla Direzione in materia di contrattazione integrativa e predisposizione della relazione ex art. 40
bis D.lgs. 165/2001 in conformità agli schemi ministeriali.
Risultati di particolare rilievo
Attuazione dei passaggi di fascia stipendiale per il personale ricercatore e tecnologo.
Attivazione del “Cartellino elettronico” per la gestione on line delle assenze dal servizio.
Punti critici
Permane l’esigenza di individuare una più semplice modalità di interazione con il settore contabilità.
Necessità di supporto valido in materia di novità legislative.
Collaborazioni con altri soggetti
Soggetti coinvolti
CNR – Dr.ssa Molle
CNR – Sig.ra Ceripa
Sig. Raimondo Salvatore
Motivazione
Acquisto, conservazione e consegna Buoni Postali Fruttiferi per il
personale già CNR iscritto alla cassa previdenziale INPS –
Collaborazione in corso di esaurimento.
Supporto alla predisposizione delle pratiche di ricongiunzione, riscatto e
pensione.
143/154
Relazioni esterne e Biblioteca
Responsabile: Elisabetta Melli
Personale impegnato (TPE)
Personale
Silvia Cavallero
Elisabetta Melli
Mario Rasetti
Gian Paolo Scialpi
Emanuela Secinaro
Totale
TPE
1
0,80
1
0,55
0,65
4
Descrizione dell’attività
Attività svolta
L’attività del Settore Relazioni esterne e Biblioteca è funzionale ai compiti istituzionali di “comunicare e
promuovere la ricerca e promuovere la partecipazione ad organismi, progetti ed iniziative nazionali e
internazionali”.
Obiettivo principe è mantenere e rafforzare l’identità dell’INRIM nei confronti degli stakeholders, dando
visibilità alle funzioni istituzionali, con un’azione di recupero dei riferimenti personali-storici, di radicamento
sul territorio e di consolidamento dell’immagine mediatica nei confronti della comunità scientifica e non.
L’attività si articola in tre progetti:
- promuovere la conoscenza scientifica e diffondere i risultati e le competenze in ambito metrologico;
- conservare e rendere fruibile il patrimonio culturale e scientifico dell’ente;
- valorizzare le specificità bibliotecarie sul territorio regionale e nazionale.
Gli strumenti sono:
- gestione dei rapporti con i media (contatti con i giornalisti, redazione dei comunicati stampa,
mantenimento della Press Area sul sito web INRIM, supporto ai ricercatori per interviste, servizi video e
stesura di testi divulgativi);
- organizzazione di workshop, corsi, conferenze, esposizioni, riunioni tecniche (gestione degli aspetti
divulgativi, amministrativi, finanziari e logistici);
- gestione di convenzioni e contratti relativi alle attività di divulgazione scientifica con MIUR, enti, istituzioni
e imprese;
- gestione dell’immagine coordinata INRIM: studio e realizzazione del materiale di comunicazione
personalizzato;
- sviluppo della comunicazione multimediale, riferita ai settori video e social channel;
- gestione delle procedure di accoglienza di ricercatori di paesi terzi dall’Unione Europea;
- attività di supporto per i ricercatori ospiti, su servizi, strutture e disposizioni normative dell’ente;
- gestione dei fondi bibliotecari correnti, dei fondi storici e della collezione degli antichi strumenti;
- attività di formazione per ogni tipo di biblioteca, anche quelle specialistiche;
- presidio della gestione degli spazi congressuali.
Risultati conseguiti
Principali risultati conseguiti nel 2013 e connesse attività:
- E’ terminato nel corso dell’anno l’ impegno nel Comitato esecutivo regionale Sezione Piemonte
dell’Associazione Italiana Biblioteche (AIB), in seguito all’elezione del 2011 di Emanuela Secinaro. Le
attività svolte hanno riguardato in particolare organizzazione e gestione di corsi di formazione per
bibliotecari anche nelle sedi INRIM (Regole Italiane di catalogazione, Comunicazione nella Biblioteca, ebook in Piemonte ecc…), il mantenimento dei contatti con Regione Piemonte e Comune di Torino, la
partecipazione ad un gruppo di lavoro con Università di Torino, Biblioteche Comunali, Biblioteche
specialistiche del CoBiS sugli sviluppi dei cataloghi e servizi integrati tra le biblioteche del Piemonte. Il
lavoro del gruppo è stato presentato alla Regione Piemonte nella Seconda Giornata delle Biblioteche
144/154
Piemontesi nel febbraio 2013.
- In seguito alle elezioni del Comitato Biblioteche NILDE, Emanuela Secinaro fa parte del Comitato con
mandato triennale a partire da ottobre 2013.
- Sono stati realizzati 31 servizi, fra uscite su carta stampata e passaggi televisivi e radiofonici (32 servizi
nel 2012, 23 servizi nel 2011, 22 nel 2010);
- si è contribuito all’organizzazione di: 36 conferenze distribuite su 3 cicli, 13 fra congressi, corsi e
manifestazioni, 31 riunioni di coordinamento delle attività, 37 soggiorni di ricercatori ospiti, 7 corsi di
dottorato, 3 corsi dell’Associazione Italiana Biblioteche.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
La gestione dei periodici, delle monografie e relativi prestiti è informatizzata in conformità agli standard
internazionali, ottimizzando il dialogo con gli interlocutori esterni (catalogo ERASMO, Sistema NILDE e
ACNP). In particolare la partecipazione ai progetti NILDE e ACNP (CNR di Bologna e Università di Bologna)
aumentano la visibilità del patrimonio della Biblioteca e danno possibilità di scambio di articoli scientifici tra
le biblioteche nazionali e internazionali, ottimizzando le risorse attraverso la cooperazione.
Appartiene all’UO la struttura che si occupa degli aspetti progettuali-organizzativi-gestionali relativi sia agli
eventi scientifici sia specificamente tecnici che divulgativi, sia all’attività di comunicazione e di gestione
dell'immagine.
Collaborazioni con altri soggetti
Soggetti coinvolti
Università degli Studi di Torino
Politecnico di Torino
Ufficio Scolastico Regionale
MIUR/Ministero degli Interni
CNR Area della Ricerca di Bologna
Università degli Studi di Bologna
Coordinamento delle Biblioteche specialistiche
piemontesi (COBiS)
AIB Associazione Italiana Biblioteche – Sezione
Piemonte
Motivazione
Notte dei Ricercatori 2013
Attività divulgativo-didattica
Protocolli di intesa per corso di formazione in
metrologia degli insegnanti
Convenzioni di accoglienza per ricercatori extra-UE
Progetto NILDE (document delivery tra biblioteche
italiane)
Progetto ACNP (catalogo nazionale dei periodici)
Attività formativa e divulgativa
Attività formativa, gruppi di lavoro, cooperazione
interbibliotecaria
145/154
Servizi Tecnici Sicurezza e Ambiente
Responsabile: Claudio Rolfo
Personale impegnato (TPE)
Personale
Francesco Amato
Giovanni Di Palermo
Dario Falco
Enrico Negro
Edoardo Petrillo
Lorenzo Perolini
Claudio Rolfo
Antonio Vaticolca
Mauro Verdoja
Vincenzo Fornero *
Marco Bertinetti *
Alessandro Barbone *
Totale
TPE
1
1
1
1
1
0,90
1
1
1
0,20*
0,20*
0,20*
9,50
* personale assegnato all’U.O. dal 14/10/2013
Descrizione dell’attività
Attività svolta
Il settore ha provveduto alla conduzione, gestione e manutenzione ordinaria e straordinaria degli edifici (n. 13
ex-IEN, n. 9 ex-IMGC, n. 4 in C.so M. d’Azeglio) e dei relativi impianti, ha gestito 986 richieste di intervento
pervenute attraverso il sistema informatizzato MIG, ha provveduto ai lavori d’adeguamento normativo,
all’allestimento di nuovi laboratori, alla gestione di vari servizi: vigilanza, portinerie, pulizie, riscaldamento (n.
3 centrali termiche), condizionamento (n. 2 centrali di condizionamento generale e n. 12 centrali di
condizionamento per laboratori, oltre a 30 Gruppi di Trattamento Aria), fornitura di energia elettrica (n. 5
cabine Media Tensione + n. 4 gruppi elettrogeni), magazzino, sgombero neve, manutenzione aree verdi,
manutenzione della rete fognaria, degli ascensori, montacarichi e carroponti, impianti antintrusione e
telefonici, gestione dei presidi antincendio (estintori, idranti, porte REI, serrande tagliafuoco, impianti di
spegnimento). Ha mantenuto i rapporti con istituzioni pubbliche, private e organismi di controllo (IREN,
SMAT, ISPESL, TELECOM, FASTWEB, CONSIP, ARPA, ASL, SPRESAL, VV.F, Osservatorio Regionale
LL.PP, AVCP, Comune di Torino, Regione Piemonte, Università, Politecnico, CNR). Ha preparato progetti e
capitolati tecnico-amministrativi per lavori edili, impianti elettrici e di condizionamento, espletando i compiti di
direzione lavori, di collaudo, di coordinamento della sicurezza in fase di progetto ed esecuzione lavori e i
compiti del responsabile unico del procedimento (RUP) previsto D.lgs n. 163/06. Ha collaborato con il
Servizio di Prevenzione e Protezione ed ha garantito il Servizio di Reperibilità. Quest’ultimo ha effettuato n.
10 interventi in orario notturno/festivo. Dal 14/10/2013 l’U.O. ha assunto la gestione dell’Officina Meccanica
centralizzata.
Principali risultati conseguiti
 Sede di c.so M. d’Azeglio: Conclusione dei lavori di rifacimento della copertura edificio ex-Accademia,
restauro e sostituzione dei serramenti della palazzina “P” su c.so M.d’Azeglio e lato cortile, sostituzione
del cavo di MT da cabina elettrica AEM ad Elettromeccanica.
 Sede di str. delle Cacce: proseguimento degli interventi di messa a norma degli impianti elettrici,
proseguimento dell’ammodernamento dell’impianto di termostatazione della galleria Lunghezze e Masse,
realizzazione di nuova sottocentrale di condizionamento edificio “A”, realizzazione di impianti di
condizionamento di locale Server CP202 e del laboratorio DS106, predisposizione catastale per l’atto
notarile di passaggio di proprietà degli immobili ex-IMGC, attività di verifica degli impianti meccanici,
146/154
antincendio ed elettrici del complesso ex-IMGC, ottenimento del parere favorevole dell’“Esame Progetto”
per ottenimento C.P.I. presso la Centrale Termica delll’ex-IMGC, avvio dei lavori di realizzazione isola
ecologica, adeguamenti del sistema viario interno.
A partire dal 14/10/2013 attività di supervisione, coordinamento, controllo e collaborazione nella gestione del
sistema sicurezza ai sensi del D.Lgs 81/08.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
Il discostamento rispetto agli obiettivi fissati nel programma triennale dei lavori è stato causato principalmente
dalla difficoltà con cui l’Istituto espleta le procedure amministrative legate all’affidamento dei lavori e dei
servizi e, più in particolare, alla complessa applicazione delle norme che regolano la vigente normativa degli
appalti. Ad influire negativamente sull’azione di rinnovamento e adeguamento normativo e tecnologico del
patrimonio impiantistico e strutturale dell’Istituto è la mancanza di una concreta programmazione che tenga
conto delle esigenze generali e di quelle specifiche delle divisioni scientifiche rispetto alle disponibilità
finanziarie. Continue urgenti necessità, completamente estemporanee rispetto al fitto programma di interventi
pianificato dall’U.O, di fatto hanno il solo effetto di distogliere tempo, risorse umane e finanziarie riducendo
notevolmente il raggiungimento degli obiettivi attesi. Particolare attenzione andrebbe anche dedicata alla
riformulazione dell’intero procedimento decisionale che a valle di una precisa programmazione possa
supportare passo passo l’iter di realizzazione di nuovi lavori nonché l’acquisizione di un bene e/o di un
servizio. Nel campo di applicazione del D.Lgs 81/08 in materia di sicurezza sui luoghi di lavoro è quanto mai
necessario dotare l’Istituto di una figura interna che espleti le funzioni di RSPP.
Collaborazioni con altri soggetti
Soggetti coinvolti
Motivazione
Ing. Cerioni
Attività di verifica degli impianti meccanici per il complesso ex-IMGC
Ing. Berno
Attività di verifica degli impianti elettrici per il complesso ex-IMGC
Arch. Cagnotti
Pratiche relative all’ottenimento di CPI presso VV.F.
Studio GolderAssociates
Progettazione e D.L. laboratorio 7S03
Ing. Remonda
Progettazione e D.L. impianto di condizionamento edificio “2”
Geom. Taliano
Arch. Scognamillo
Aggiornamento catastale edifici sede di c.so M. d’Azeglio 42 e str. delle Cacce
91, nonché predisposizione frazionamenti propedeutici al passaggio di proprietà
degli immobili ex- IMGC
Progetto e D.L. realizzazione di uscita di emergenza dalla galleria fotometrica,
edificio “A”
Ing. Forte
Progetto e D.L. per nuovi laboratori al piano interrato dell’edificio “A”
Ing. Tartaglia
Progetto e D.L. per sostituzione cavo di MT da cabina elettrica AEM ad
Elettromeccanica
Arch. Baraldi
RSPP (D.lgs. n. 81/08)
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Appendice 1: Struttura organizzativa dell’INRIM
Presidente: Alberto Carpinteri (fino al 24 marzo 2013)
Commissario straordinario: Rodolfo Zich (dal 25 marzo 2013)
Consiglio di amministrazione:
Alberto Carpinteri, Aldo Godone, Paolo Vigo (fino al 24 marzo 2013)
Consiglio scientifico:
Ernst Otto Göbel, Giulio Barbato, Massimo Maria Lanza, Marco Parvis, Michael Kühne, Oriano Bottauscio,
Alessandro Balsamo (fino al 24 marzo 2013)
Collegio dei revisori dei conti:
Annamaria Pastore (Presidente), Augusto Gambaretti, Pietro Morandini (membri effettivi)
Magistrato della Corte dei Conti, delegato al controllo sulla gestione:
Carlo Greco
Comitato di valutazione:
Kim Carneiro (Presidente), Enrico Canuto, Marco Dell’Isola, Alberto Dal Poz, Settimio Mobilio, Giuseppina
Rinaudo
Organismo Indipendente di Valutazione:
Paolo Pasquini
Struttura Tecnica Permanente: Emanuela Del Ross, Mauro Di Ciommo
Direzione generale: Alberto Silvestri
Unità organizzative
Ufficio di diretta collaborazione del Presidente e del Direttore generale (Emanuela Del Ross)
Segreteria generale (Paola Casale)
Servizi patrimoniali e contabili (Daniela Zornio)
Affari del personale (Rosaria Margiotta)
Stipendi (Cristina Chiaberto)
Relazioni esterne e Biblioteca (Elisabetta Melli)
Servizi generali tecnici (Claudio Rolfo)
Servizi trasversali
Servizio Sicurezza sul Lavoro (Luca Boarino)
Sistemi informatici (Sandra Denasi)
Formazione e diffusione della cultura scientifica (Marco Genovese)
Comitato d’indirizzo per la qualità:
Alberto Carpinteri (fino al 24 marzo 2013), Rodolfo Zich, Alberto Silvestri, Aldo Godone, Rosalba Mugno,
Mauro Di Ciommo
Sistema di gestione per la qualità: Mauro Di Ciommo
Coordinatore scientifico (ad interim): Aldo Godone
Divisioni
Elettromagnetismo (Vincenzo Lacquaniti)
Meccanica (Mercede Bergoglio)
Ottica (Maria Luisa Rastello)
Termodinamica (Vito Fernicola)
Servizio tecnico per le Attività rivolte ai Laboratori di taratura: Rosalba Mugno
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Appendice 2: Laboratori principali
Divisione Elettromagnetismo
Laboratori schermati per la metrologia elettrica in bassa frequenza e per la taratura di campioni e strumenti.
Misure di potenza ed energia elettrica a frequenza industriale.
Taratura di strumenti programmabili.
Misure di conducibilità elettrolitica.
Camera schermata per la metrologia elettromagnetica in alta frequenza (10 MHz - 40 GHz).
Realizzazione e caratterizzazione di dispositivi superconduttori a film sottile.
Realizzazione di nano-dispositivi e caratterizzazione ottica ed elettrica di nanodispositivi e nanomateriali.
Analisi di materiali con diffrattometria a raggi X.
Sistemi di microscopia a doppio fascio elettronico e ionico e per la microanalisi (Nanofacility).
Preparazione di materiali magnetici per rapida solidificazione, di film sottili e di multistrati magnetici.
Caratterizzazione e studio delle proprietà fisiche di materiali magnetici dolci, duri, amorfi e nanostrutturati.
Laboratori e camere schermate per le misure magnetiche di alta sensibilità.
Laboratori per lo studio delle proprietà di trasporto in nastri e film sottili magnetici.
Camera anecoica e laboratori per la generazione di campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici di riferimento da 10 Hz
a 4 GHz.
Camera schermata per misure di compatibilità elettromagnetica.
Laboratori di sperimentazione, taratura, misura e prova per forti correnti e alte tensioni.
Studio e sperimentazione di schermature magnetiche fino a 100 kHz.
Studio e sperimentazione di sensori, trasduttori ed attuatori.
Divisione Meccanica
Laboratori per la stabilizzazione di laser e campioni ottici di frequenza.
Laboratori per la nanometrologia, per la metrologia dei campioni lineari corti e lunghi, dei campioni circolari e della forma
e per la metrologia a coordinate.
Laboratori per le misure di massa (in struttura completamente interrata), densità e viscosità.
Sistemi per le misure di portate di gas e di liquido.
Galleria del vento (dispositivo non proprietario, presso Politecnico di Torino).
Interferometria a raggi X e ottica.
Laboratori per i campioni primari di forza, durezza, pressione e misura di accelerazioni.
Laboratori di visione robotica e navigazione autonoma.
Divisione Ottica
Laboratori per i campioni di tempo e frequenza, tra i quali il campione primario di frequenza a fontana di Cs.
Camera schermata ad alta attenuazione per spettroscopia atomica e molecolare.
Laboratori per i campioni fotometrici e colorimetrici, tra i quali il campione primario di intensità luminosa.
Radiometria nell’ultravioletto.
Camera oscura con controllo climatico presso il laboratorio di goniofotometria.
Laboratori di radiometria criogenica fino a 40 mK.
Laboratorio mobile per la caratterizzazione d’impianti d'illuminazione.
Spettro-goniofotometria dei materiali.
Laboratori di radiometria e informazione quantistica.
Divisione Termodinamica
Laboratori per la misura della temperatura per contatto secondo ITS-90 (punti fissi tra 13,8 K e 1357,7 K).
Laboratorio per la misura della temperatura a radiazione secondo ITS-90 (da 505,078 K a 2500 K).
Laboratorio campioni di umidità tra -75 °C e 90 °C di punto di rugiada.
Laboratori per la misura di proprietà termofisiche di gas, liquidi e solidi.
Camere acustiche: riverberante, anecoica e semi-anecoica.
Camere accoppiate per la misura dell’isolamento acustico.
Laboratorio per la termometria acustica primaria.
Laboratorio per la misura della potenza ultrasonora.
Laboratorio di sonochimica e cavitazione.
Laboratorio taratura microfoni campione.
Laboratori per l’analisi dei gas e la preparazione di miscele gassose primarie
Laboratori di spettroscopia per: bioscienze, gas in traccia, analisi di superfici, nanomateriali
Laboratori di metrologia in biologia cellulare, biosensori e biometrologia.
Laboratori di Radiochimica presso il Dipartimento di Chimica Generale dell’Università di Pavia
Laboratori presso il LENA (Laboratorio di Energia Nucleare Applicata) presso l’Università di Pavia
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Appendice 3: Convenzioni con altri Istituti e Università
Contraenti
Agenzia per la Protezione dell’Ambiente e
per i Servizi Tecnici (APAT) - Roma
INGV- Istituto Nazionale di Geofisica e
Vulcanologia
Centro Internazionale di Fisica Teorica
(CIFT) – Trieste
Oggetto della convenzione
Collaborazione di ricerca scientifica e
della formazione
Protocollo
d’intesa
scientifica
e
tecnologica:a cooperazione scientifica e
tecnologica per l’osservazione e lo
studio del campo gravimetrico
Collaborazione di ricerca scientifica e
della formazione
Durata/scadenza
5 anni dal 5/02/2008
6 anni dal 27/03/2008
5 anni dal 17/09/2008
Centro di Eccellenza per le Superfici e
Interfasi Nanostrutturate (NIS) - Torino
Collaborazione scientifica nel settore
delle
nanoscienze
e
delle
nanotecnologie
MIMOS BERHAD - Kuala Lumpur
(Malaysia)
Collaborazione
scientifica
per
lo
sviluppo e la standardizzazione delle
tecnologie quantistiche
United Kingdom Accreditation Service
(UKAS) - Feltham (Regno Unito)
Regolamentazione dei servizi di esperti
tecnici o valutatori per l’UKAS
National Institute of Metrology Thailand
(NIMT)
Collaborazione scientifica
della metrologia
Università degli Studi di Torino
Collaborazione scientifica e per
formazione di laureandi e dottorandi
la
5 anni dall’8/07/2009
Dipartimento di Elettronica del Politecnico
di Torino, Dipartimento di Neuroscienze
dell'Università di Torino, Dipartimento di
Discipline Ginecologiche e Ostetriche
dell'Università di Torino, Dipartimento di
Medicina Clinica e Sperimentale
dell’Università del Piemonte Orientale
“Amedeo Avogadro” di Novara
National Metrology Institute of South
Africa (NMISA) - Pretoria
Collaborazione sulle applicazioni degli
ultrasuoni negli ambiti della diagnostica
e della terapia medica
5 anni dal 9/07/2009
Collaborazione scientifica
della metrologia
5 anni dal 2/12/2009
Instituto Nacional de Metrologia,
Normalização e Qualidade Industrial
(INMETRO) – Rio de Janeiro - (Brasile)
Cooperazione scientifica e tecnologica
5 anni dal 16/02/2010
Cofrac - Parigi
Regolamentazione della prestazione del
servizio di valutatore per il Cofrac
dal 17/05/2010
Politecnico di Milano – Polo Regionale di
Como
Collaborazione e della formazione sulla
crescita e la caratterizzazione di
materiali avanzati
5 anni
dall’11/06/2010
ACCREDIA - Roma
Attività: di valutazione della competenza
dei
laboratori
di
taratura
del
Dipartimento
di
Accredia,
della
costituzione
del
Comitato
corrispondente al Dipartimento e delle
procedure
per
il
rilascio
degli
accreditamenti
3 anni dal 19/06/2010
nell’ambito
nell’ambito
5 anni dal 29/01/2009
5 anni dal 17/04/2009
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Università degli Studi di Pavia
University of Craiova (Romania)
Centro Nazionale della Ricerca Scientifica
(CNRS), Commissariato per l’Energia
Atomica e le Energie Alternative (CEA) e
Laboratoire Souterrain de Modane (LSM)
Collaborazione
nel
campo
della
“Radiochimica e della Spettroscopia
applicate alla metrologia scientifica e ai
materiali di riferimento”
Cooperazione
nell’ambito
della
metrologia e dei materiali del patrimonio
culturale
Dipartimento di Scienze Biomediche e
Oncologia Umana della Facoltà di
Medicina dell’Università degli Studi di
Torino
Cooperazione transfrontaliera per la
realizzazione del progetto “Infrastruttura
a Laser Ultrastabile su Fibra Ottica per
misure di frequenza di alta precisione
(Link Ottico Torino-Modane)”
Collaborazione per la realizzazione di un
laboratorio
mobile
per
la
caratterizzazione
di
impianti
di
illuminazione stradale
Collaborazione sullo sviluppo di nuovi
sistemi e materiali per applicazioni in
scienze biomediche, ortodonzia e
gnatologia
Ştefan Cel Mare University of Suceava –
USV - (Romania)
Convenzione
scientifica
PFRAME s.r.l. - Montecompatri (RM)
Università degli Studi di Napoli Federico II
Instituto Nacional de Metrologia,
Normalização e Qualidade Industrial
(INMETRO) del Brasile
Bayerisches Zentrum für Angewandte
Energieforschung e.V. (ZAE BAYERN) Würzburg (Germania)
di
5 anni dal 15/07/2010
3 anni dal 17/09/2010
3 anni dal 23/12/2010
3 anni dal 26/01/2011
collaborazione
Convenzione
di
collaborazione
scientifica
Specific Agreement su “Amplification of
Primary Force Standardization in Brazil:
a Project to develop a Low Force
Primary Standard Machine from 10 N to
1000 N”
Memorandum of Understanting (MoU)
per regolare rapporti di cooperazione
scientifica e tecnologica nel campo della
termometria
5 anni dal 7/07/2011
5 anni dal 27/07/2011
3 anni dal 31/08/2011
5 anni dal 24/10/2011
Dipartimento di Scienze della Salute
dell’Università degli Studi del Piemonte
Orientale “Amedeo Avogadro” - Novara
Convenzione di collaborazione nei
campi della ricerca scientifica e della
formazione professionale
Convenzione
di
collaborazione
nell’ambito della “Definizione delle
caratteristiche
tecniche
per
l’implementazione di strumentazione per
la fotoriproduzione e caratterizzazione di
materiali”
Accordo di collaborazione nell’ambito
della valutazione delle condizioni di
visione durante l’esecuzione delle
attività
cliniche
riferite
all’attività
odontoiatrica e dell’igiene orale
5 anni dal 03/09/2012
Zhejiang Institute of Metrology of the
People’s Republic of China (ZJIM) Hangzhou
Accordo di collaborazione scientifica e
tecnologica
nell’ambito
della
termometria e della chimica
10 anni dal 12/2012
Institut Max von Laue – Paul Langevin
(ILL) - Grenoble (Francia)
Accordo di collaborazione scientifica e
tecnologica
3 anni dal 12/2012
Camera di Commercio, Industria,
Artigianato e Agricoltura di Torino
(CCIAA), Politecnico di Torino, Laboratorio
Convenzione finalizzata alla gestione
del
laboratorio
di
compatibilità
elettromagnetica (LACE)
10 mesi dal
27/02/2013
Università degli Studi di Camerino (MC)
Tabularasa scarl - Bologna
5 anni dal 02/03/2012
2 anni dal 24/05/2012
151/154
Chimico Camera di Commercio Torino,
Istituto Superiore Mario Boella (ISMB) e
Consorzio per la Ricerca e l’Educazione
Permanente (COREP)
Associazione per la Certificazione delle
Apparecchiature Elettriche (ACAE) Bergamo
Università degli Studi di Torino Dipartimento di Matematica
Korea Research Institute of Standards and
Science (KRISS) - Republic of Korea
Seconda Università degli Studi di Napoli Dipartimento di Ingegneria Industriale e
dell'Informazione (DIII)
Centro Interuniversitario Agorà Scienza Torino
Terna Rete Italia S.p.A. - Roma
Convenzione di collaborazione per
l’esecuzione di prove, da parte
dell’INRIM e per conto dell’ACAE, su
apparecchiature elettriche per uso
industriale di bassa tensione)
Convenzione
di
collaborazione
scientifica nel settore riguardante lo
studio,
la
caratterizzazione,
la
modellizzazione metrologica e la
validazione dei modelli stessi
Agreement di estensione della durata
del Memorandum of Understanding tra
lNRIM e il KRISS
Convenzione
di
collaborazione
scientifica nel settore finalizzato allo
sviluppo di strumenti hardware e
software per la misura e il monitoraggio
dei parametri elettrici nelle reti di
trasmissione e distribuzione dell’energia
elettrica
Convenzione di collaborazione per lo
svolgimento di programmi di ricerca e di
formazione
Accordo
di
collaborazione
per
l’applicazione di metodi, processi e
tecnologie di misurazione e prova nei
campi di interesse comune
5 anni dal 04/07/2013
3 anni dal 09/07/2013
5 anni dal 02/09/2013
5 anni dal 04/09/2013
3 anni dal 29/07/2013
5 anni dal 13/11/2013
152/154
Appendice 4: Acronimi
ACAE
ACCREDIA
AIDI
APAT
ARPA
ASL
BIPM
CCAUV
CCEM
CCL
CCM
CCPR
CCRI
CCQM
CCT
CCTF
CdA
CEI
CEN
CENELEC
CGPM
CIE
CIGRE
CIPE
CIPM
CIRP
CMC
CMM
CNR
CRUM
CS
EA
EFTF
EMRP
ENEA
ENEA-INMRI
ERANET
ESA
EURAMET
EUROMET
FIRB
GMEE
GPS
HITU
ICT
IEC
ILAC
IMEKO
iMERA
IMGC
Associazione per la Certificazione delle Apparecchiature Elettriche
Ente italiano di accreditamento
Associazione Italiana di Illuminazione
Agenzia per la Protezione dell’Ambiente e per i Servizi Tecnici (ora ISPRA)
Agenzia Regionale per la Prevenzione e l’Ambiente
Azienda Sanitaria Locale
Bureau International des Poids et Mesures
Comité Consultatif de l'Acoustique, des Ultrasons et des Vibrations
Comité Consultatif pour l’Electricité et le Magnetisme
Comité Consultatif des Longueurs
Comité Consultatif pour la Masse et les grandeurs apparentées
Comité Consultatif de Photométrie et Radiométrie
Comité Consultatif pour les étalons de mesure des Rayonnements Ionisants
Comité Consultatif pour la Quantité de Matière – Métrologie en chimie
Comité Consultatif de Thermométrie
Comité Consultatif du Temps et des Fréquences
Consiglio di Amministrazione
Comitato Elettrotecnico Italiano
Comitato Europeo di Normazione
Comité Européen de Normalisation Electrotechnique
Conférence Générale des Poids et Mesures
Commission Internationale de l’Eclairage
Conférence Internationale des Grands Réseaux Electriques
Comitato Interministeriale per la Programmazione Economica
Comité International des Poids et Mesures
International Academy for Production Engineering
Calibration and Measurement Capabilities
Coordinate Measuring Machine
Consiglio Nazionale delle Ricerche
Centro di Riferimento di Ultrasuoni in Medicina
Consiglio Scientifico
European co-operation for Accreditation
European Frequency and Time Forum
European Metrology Research Programme
Ente per le Nuove tecnologie, l’Energia e l’Ambiente
Istituto Nazionale di Metrologia delle Radiazioni Ionizzanti dell’ENEA
Reti della European Research Area
European Space Agency
European Association of National Metrology Institutes
European Collaboration in Measurement Standards
Fondo per gli Investimenti della Ricerca di Base
Gruppo Misure Elettriche ed Elettroniche – Associazione italiana
Global Positioning System
High Intensity Therapy Ultrasound
Information and Communication Technology
International Electrotechnical Commission
International Laboratory Accreditation Cooperation
International Measurement Confederation
implementing the Metrology European Research Area
Istituto di Metrologia "Gustavo Colonnetti" del CNR
153/154
INFN
IRMM
ISO
ISPRA
ISS
ITS-90
ITU-R
JRP
KC
LOVAG
MESAP
MRA
MIUR
NIST
NMI
PMI
PoliTo
PRIN
RSPP
SAL
SC
SGQ
SI
SIT
SPP
SSEEC
SOMMACT
TPE
UE
UNI
URSI
UTC
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Institute for Reference Materials and Measurements (Geel, Belgio)
International Organization for Standardization
Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (già APAT)
Istituto Superiore di Sanità
International Temperature Scale 1990
International Telecommunication Union – Radiocommunications
Joint research project
Key Comparison
Low Voltage Agreement Group
Meccatronica e sistemi avanzati di produzione
Mutual Recognition Arrangement
Ministero dell’Università e della Ricerca
National Institute of Standards and Technology, USA
National Metrology Institute
Piccola Media Impresa
Politecnico di Torino
Progetti di Ricerca di Interesse Nazionale
Responsabile Servizio Prevenzione e Protezione
Servizio tecnico per le Attività rivolto ai Laboratori di taratura
Supplementary Comparison
Sistema di Gestione per la Qualità
Système International d’Unités
Servizio di Taratura in Italia
Servizio prevenzione e protezione
Solid State Energy Efficient Cooling
Self Optimising Measuring Machine Tools
Tempo Pieno Equivalente
Unione Europea
Ente Nazionale Italiano di Unificazione / Ente Nazionale di Unificazione
International Union of Radio Science (Union Radio Scientifique Internationale)
Coordinated Universal Time
154/154

“Metrologia a supporto di tecniche terapeutiche e

Programma

Sezione del controllo sugli Enti - Delibera n. 65

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Confronto fra due medie osservate

Scheda del laboratorio di Patologia vegetale II piano (pdf)

ORINATOIO CON FLUSSOMETRO ELETTRONICO A

Altre informazioni sulle famiglie “Campioni di Varenna

cuore - Infn

Da Eurachem e Nordtest linee guida per la terminologia e