relazione consuntiva di attività scientifica

RELAZIONE CONSUNTIVA
DI ATTIVITÀ SCIENTIFICA
2015
ai sensi dell’art. 11, comma 2, lettera b. dello Statuto
Approvata dal Consiglio di Amministrazione
in data 14 giugno 2016
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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.................................................... 9 3.1– Collaborazioni internazionali ............................................................................................. 9 3.2 – Consorzi e Convenzioni con Ministeri, Regioni, Università e altri enti ........................... 12 3.3 – Fondi premiali da MIUR per progetti di ricerca............................................................... 14 3.4 - Infrastrutture di ricerca .................................................................................................... 18 4 – Stato di attuazione delle attività relative al 2015 .............................................................. 23 5 – Risultati 2015 e confronto con anni precedenti ............................................................... 27 6 – Metodi di indirizzo, gestione e valutazione delle attività................................................. 30 7 – Risorse di personale ........................................................................................................... 31 PARTE 2 – Schede di attività ................................................................................................... 33 1 – Direzione scientifica ........................................................................................................... 35 Segreteria scientifica ............................................................................................................... 40 Divisione Metrologia Fisica ..................................................................................................... 42 Divisione Metrologia per la Qualità della Vita.......................................................................... 49 Divisione Nanoscienze e Materiali .......................................................................................... 66 Attività generali d’istituto ......................................................................................................... 80 Sistema di gestione per la qualità ........................................................................................... 80 2 – STALT - Innovazione e servizi metrologici ....................................................................... 82 Appendice 1: Struttura organizzativa dell’INRIM ..................................................................... 101 Appendice 2: Progetti EMRP ..................................................................................................... 102 Appendice 3: Altri progetti INRIM .............................................................................................. 105 Appendice 4: Convenzioni con altri Istituti e Università ......................................................... 108 Appendice 5: Laboratori principali ............................................................................................ 111 Appendice 6: Acronimi ............................................................................................................... 112 3/113
TABELLE
Tabella 1 - INRIM – CMC ................................................................................................................ 10
Tabella 2 – Progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2015 .............................................. 14
Tabella 3 – Progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2015 .............................................. 14
Tabella 4 – Costo dei progetti di ricerca EMRP e quote nazionali .................................................. 19
Tabella 5 – Costo dei progetti di ricerca EMPIR e quote nazionali ................................................. 19
Tabella 6 – Indicatori della leadership ............................................................................................ 19
Tabella 7 – Indicatori della produzione scientifica dei progetti IMERA plus e EMRP (2008-2015) . 20
Tabella 8– Finanziamenti ricevuti nel quinquennio 2010-2015 e già acquisiti per i prossimi anni .. 20
Tabella 9 –Pubblicazioni e comunicazioni nel periodo 2011-2015 ................................................. 28
Tabella 10 – Distribuzione delle pubblicazioni 2015 ....................................................................... 28
Tabella 11 - Knowledge transfer - altri prodotti di valorizzazione applicativa ................................. 29
Tabella 12 - Knowledge transfer - formazione ................................................................................ 29
Tabella 13 - Personale dipendente al termine degli anni 2013-2014-2015 .................................... 31
Tabella 14 – Personale in servizio al 31/12/2015 ........................................................................... 31
Tabella 15 – Altro personale ........................................................................................................... 32
Tabella 16 - Mappatura dei settori metrologici INRIM ..................................................................... 36
Tabella 17 - Personale TI (al 31/12/2015) ...................................................................................... 38
Tabella 18 - Attività di taratura, misura e prova dal 2011 al 2015 ................................................... 38
Tabella 19 – Divisioni: risorse umane (TPE) per tipologia di attività ............................................... 39
Tabella 1 - Valore totale e finanziamento UE progetti EMRP avviati nel 2012 ............................. 102
Tabella 2 – Valore totale e finanziamento UE progetti EMRP avviati nel 2013 ............................ 102
Tabella 3 – Valore totale e finanziamento UE progetti EMRP avviati nel 2014 ............................ 103
Tabella 4 – Valore totale e finanziamento UE progetti EMPIR avviati nel 2015 ........................... 104
Tabella 5 - Progetti di ricerca UE ed internazionali (non Euramet) attivi nel 2015 ........................ 105
Tabella 6 - Progetti di ricerca nazionali attivi nel 2015 .................................................................. 106
Tabella 7 - Progetti di ricerca Poli Regionali d’Innovazione e Regione Piemonte attivi nel 2015 . 106
Tabella 8 - Progetti di ricerca Industriali attivi nel 2015 ................................................................ 107
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PRESENTAZIONE
Ai sensi del decreto legislativo n. 38/2004, l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) è Ente
pubblico nazionale con il compito di:

svolgere e promuovere attività di ricerca scientifica nei campi della metrologia;

ricoprire le funzioni d’istituto metrologico primario ai sensi della legge n. 273/1991;

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.
A partire dal 2014 e fino al 2024, l’INRIM, in qualità di Istituto Metrologico Nazionale, coordina la
partecipazione italiana (industrie, istituti delegati) al programma di ricerca denominato European Metrology
Programme for Innovation and Research (EMPIR), lanciato nel 2014 da EURAMET, l’Associazione degli
Istituti Metrologici Europei,
Il valore totale di EMPIR è 600 M€: 300 M€ da risorse nazionali e 300 M€ dall’unione europea. Il 30% del
cofinanziamento comunitario, 90 M€, finanzia la partecipazione di industrie, università e istituti di ricerca
europei ed extra-europei. Il valore della partecipazione italiana è previsto pari all’8%.
Gli obiettivi del programma sono: i) sviluppare conoscenze e soluzioni appropriate e integrate atte
promuovere l’innovazione e la competitività; ii) sviluppare tecnologie di misura indirizzate alle sfide poste dai
problemi energetici, della salute e dell’ambiente; iii) creare un sistema di ricerca integrato con adeguata
massa critica e impegni a livello nazionale, europeo e internazionale; iv) realizzare infrastrutture
metrologiche europee ove appropriato.
Il 2015 è stato l’Anno Internazionale della Luce e delle tecnologie basate sulla Luce. L’INRIM ha
ospitato la Cerimonia inaugurale dell’IYL2015 in Italia, con la partecipazione di Wolfgang Ketterle, MIT,
premio Nobel per la Fisica 2001. Tra gli eventi più significativi dell’anno sono da ricordare le “Galileo Ferraris
Memorial Lectures”, che hanno visto la partecipazione di Alain Aspect dell’Ecole Polytechnique francese, di
Joachim Ulrich, presidente del Physikalisch-Technische Bundesanstalt tedesco, e di Michael Berry,
dell’Università di Bristol. L’INRIM ha inoltre organizzato il Workshop “Fundamental Physics with LIGHT AND
ATOMS”, che ha visto la partecipazione di eminenti studiosi nel campo della scienza che studia la luce e le
sue interazioni con la materia.
Il forte riscontro mediatico di questi eventi ha consentito la diffusione della conoscenza delle attività
dell’Istituto nonché della unicità del suo ruolo nell’ambito nazionale.
Presidente dell’INRIM
Torino, 29 giugno 2016
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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 nello statuto predisposto secondo il D.Lgs. n.213/2009 e nel documento di visione 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, ente di ricerca2 vigilato dal MIUR, è l’istituto metrologico nazionale3 (NMI) per tutte le unità SI, con
la sola eccezione delle unità relative alla metrologia delle radiazioni ionizzanti.
Questa relazione annuale, redatta in ottemperanza a quanto previsto dall’articolo 11, comma 2, lettera b del
vigente Statuto, intende presentare le informazioni su quanto l’INRIM ha realizzato nel 2015 per conseguire i
propri compiti, funzioni e missione.
2 – INRIM - Organizzazione e infrastrutture
La struttura organizzativa dell’INRIM è riassunta in Appendice 1.
L’INRIM ha la sede a Torino in Strada delle Cacce 91 e si distribuisce su un’area di circa 13 ettari, situata
nella periferia sud di Torino e su cui, in fasi successive, sono stati realizzati un totale di 13 edifici fuori terra e
una struttura completamente interrata (galleria) che sviluppano nel loro complesso una superficie utile di
37.000 m2. Nel corso del 2014 la superficie coperta di m2 45.000 già utilizzata a seguito della fusione degli
ex enti IEN e IMGC è stata trasferita da CNR a INRIM con atto del notaio Ganelli. Resta da trasferire il diritto
di superficie relativo all’area su cui insistono i fabbricati ex CNR. La proprietà dell’intera area è del Comune
di Torino e il diritto di superficie scadrà nel 2077. A questa superficie sono da aggiungere 11.000 m2 della
sede di Corso M. D’Azeglio.
I laboratori adibiti alle diverse attività di ricerca e ai servizi di taratura, misura, prova e certificazione coprono
il 70% della superficie utile. Il restante 30% è destinato a uffici, biblioteca, amministrazione, officine, servizi e
infrastrutture di supporto alle attività.
Altre strutture sono dislocate a Pavia, a Firenze e, in prospettiva, a Matera.
3 – Quadro di riferimento e interazioni con altre istituzioni
Gran parte delle attività INRIM sono integrate in iniziative e collaborazioni internazionali e nazionali,
a testimoniare la valenza dinamica del modo di operare dell’Ente.
3.1– Collaborazioni internazionali
L’inizio della collaborazione tra gli enti metrologici di tutto il mondo è segnato dalla Convenzione del
Metro del 18754. L’Istituto partecipa in numerosi organismi metrologici internazionali (BIPM, CIPM e Comitati
Consultivi del CIPM, OIML) ed europei (EURAMET per gli NMI e ACCREDIA per l’accreditamento). In
particolare, l’INRIM partecipa, attraverso propri membri designati, a 8 dei 10 Comitati Consultivi disciplinari
del CIPM.
Nel 1999 l’INRIM, insieme ad altri istituti metrologici internazionali, ha firmato il CIPM Mutual Recognition
Arrangement (MRA5) che, regolando il mutuo riconoscimento dei campioni nazionali e dei certificati di
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).
4
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.
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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 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 degli NMI, riconosciuti e validati internazionalmente
dal CIPM. A dicembre 2015, nel database del BIPM, l’INRIM risulta aver prodotto 398 CMC (386 in fisica e
12 in chimica).
Tabella 1 - INRIM – CMC
Field
2011
2012
2013
2014
2015
AUV
Acoustics, Ultrasounds and Vibrations
42
42
42
42
42
EM
Electricity and magnetism
209
209
1086
108
119
L
Lenght
42
42
42
43
43
M
Mass
108
108
108
98
69
PR
Photometry and Radiometry
23
23
23
Amount of substance
10
10
10
23
12
23
QM
12
T
Thermometry
50
61
627
62
76
TF
Time and Frequency
14
498
14
509
14
409
14
14
398
Totals
402
L’INRIM partecipa alle attività dell’EURAMET (http://www.euramet.org/), l’associazione europea degli istituti
nazionali di metrologia e 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
dei 12 Comitati tecnici EURAMET.
E’ al comitato tecnico TC-Quality di EURAMET che l’Istituto sottopone annualmente il rapporto sullo stato e
conformità del sistema di gestione per la qualità dell’INRIM. Significativa anche la partecipazione, a carattere
continuativo, al progetto EURAMET 1123 “On site peer review”, in collaborazione con gli Istituti Metrologici
Nazionali IPQ - Instituto Português da Qualidade (PT) e CEM Centro Español de Metrología (ES).
A tal riguardo, nel dicembre 2015 l’INRIM ha sostenuto con successo la peer-visit annuale, condotta dagli
ispettori internazionali degli altri IMN, che hanno esaminato il Sistema di Gestione per la Qualità e le Aree
Metrologiche Elettromagnetismo, Acustica - Ultrasuoni e Vibrazioni, Fotometria e Radiometria.
L’INRIM ha inoltre contribuito con propri esperti, nei mesi di ottobre e novembre 2015, ad effettuare le peervisit presso IPQ e CEM, per quanto riguarda le attività della qualità e dei laboratori di Elettricità, Acustica,
Tempo e Frequenza.
Dal 2007, l’EURAMET è responsabile per l’elaborazione e l’attuazione dello European Metrology Research
Programme, EMRP, programma europeo volto a facilitare una più stretta integrazione tra i programmi
nazionali di ricerca metrologica attraverso la collaborazione fra gli NMI europei con l’obiettivo di accelerare
l’innovazione e la competitività in Europa.
La prima 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 di Lisbona) al programma EMRP intrapreso da 22 stati membri attraverso EURAMET.
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€.
La partecipazione degli istituti metrologici a questa fase di EMRP è stata scandita da calls a cadenza
annuale, alle quali gli enti hanno risposto attraverso la proposta di progetti di durata triennale riguardanti le
tematiche proposte di volta in volta dalle call.
6
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
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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L’INRIM ha partecipato alla prima call, dedicata al tema dell’Energia, con 7 Joint Research Projects (JRP),
ottenendo un finanziamento UE di circa 682 k€. Questa fase si è conclusa nell’anno 2013.
Con la seconda call, dedicata ai temi Ambiente e Industria, l’INRIM nel 2011 ha avviato 14 nuovi progetti.
Per questi JRP, 2 dei quali coordinati da ricercatori INRIM, il finanziamento UE ottenuto è stato di circa 3 M€.
Si sono conclusi nel 2015 i 15 JRP attraverso cui l’INRIM ha aderito alla terza call (sui temi Salute, SI, e
Nuove tecnologie) coordinandone 1. Il finanziamento UE ottenuto dall’ INRIM nel triennio è stato di 2,2 M€
(Tab. 1 in Appendice 2).
Nel 2013 sono invece stati avviati i progetti relativi alla quarta call, dedicata ai temi Industry, SI Broader
scope e Open Excellence. L’ INRIM partecipa in 20 JRPs, due dei quali coordinati da ricercatori dell’Istituto (i
progetti sono in fase di conclusione). Il finanziamento UE atteso nel triennio è di circa 4 M€ (Tab. 2 in
Appendice 2).
Nell’ambito delle proposte della quinta call, attinente ai temi Energy e Environment, l’INRIM ha avviato, nel
2014, 8 nuovi progetti, prevedendo un finanziamento UE di circa 1,4 M€ (Tab. 3 in Appendice 2).
A partire dal 2014 e fino al 2024, EURAMET ha lanciato la seconda fase dell’operazione con un nuovo
programma di ricerca denominato European Metrology Programme for Innovation and Research (EMPIR),
per il quale l’INRIM, in qualità di Istituto Metrologico Nazionale, coordinerà la partecipazione italiana con
università, industrie, istituti delegati.
Maggiori dettagli sono riportati nel paragrafo 3.4
Tra i progetti INRIM che hanno partecipato alla prima call EMPIR, nel 2015 ne sono stati avviati 8 (di cui uno
coordinato dall’INRIM), per un finanziamento totale di circa 1,5 M€ (Tab. 4 in Appendice 2).
Tra le collaborazioni a livello europeo sono particolarmente significative quelle realizzate nell’ambito dei
progetti del Seventh Framework Programme of the European Community for research and technological
development including demonstration activities (FP7). Nel 2015 sono proseguiti 4 progetti (WALL, DRREAM,
ITN-FACT e SetNanoMetro) e se ne è concluso 1 (BRISQ2).
A partire dal 2014 la Commissione Europea ha lanciato HORIZON 2020, il nuovo Programma Quadro
europeo per la ricerca e l’innovazione, le cui calls si succederanno fino al 2020.
Nell’ambito di questo nuovo programma, l’INRIM ha proseguito nel 2015 l’attività riguardante il progetto
DEMETRA (Demonstrator of EGNSS services based on Time Reference Architecture), che ha ottenuto un
finanziamento di 1.177 k€.
Sempre in ambito HORIZON 2020 è stato avviato nel 2015 il progetto ELECTA (Smart ELECTrodeposited
Alloys for environmentally sustainable applications: from advanced protective coatings to micro/nanorobotic), che ha ottenuto un finanziamento di 258 k€.
Tra i progetti ERC della Commissione Europea spicca invece il progetto PlusOne (An ultracold gas plus one
ion : advancing Quantum Simulations of in-and-out-equilibrium many-body physics) avviato nel 2015 e della
durata di 5 anni, per un finanziamento complessivo di 1.496 k€.
Un’ importante collaborazione è quella con l'ESA (European Space Agency) e l'Agenzia Europea per la
Navigazione (GSA), iniziata nel 1998 come contributo per la definizione, lo sviluppo e la sperimentazione
del sistema di tempo europeo Galileo. L’INRIM ha preso parte, come laboratorio di metrologia del tempo, a
tutte le fasi sperimentali del progetto Galileo.
Nel 2015 è stato costruito il laboratorio del progetto DEMETRA (www.demetratime.eu) che sperimenterà 9
servizi di timing basati sul segnale di Galileo e che coinvolgerà anche utenti industriali e scientifici allo scopo
di definire servizi di tempo adatti alle attuali necessità. L’INRIM ha inoltre partecipato alle attività di
validazione degli orologi di bordo e della disseminazione di UTC e GGTO (GPS to Galileo Time Offset) nel
messaggio di navigazione. Significativa anche la collaborazione INRIM alla Galileo Time Validation Facility
che mantiene la sincronizzazione tra la scala di tempo di Galileo e UTC e a un progetto ESA sull'utilizzo del
segnale Galileo per la sincronizzazione e confronto di scale di tempo. I contratti attivi sono ESA GMV, ESA
EGEP, ESA TAS I ed ESA SELEX, per un totale di finanziamento superiore a 1 M€.
Maggiori dettagli sono riportati nel paragrafo 3.4
Nel complesso, i recenti sviluppi della metrologia europea dimostrano come questa disciplina sia sempre più
riconosciuta dall’Unione Europea come un importante fattore di crescita economica.
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3.2 – Consorzi e Convenzioni con Ministeri, Regioni, Università e altri enti
L’INRIM partecipa all’associazione no profit ACCREDIA, ente unico di accreditamento nazionale,
riconosciuto dallo Stato e vigilato dal Ministero del Sviluppo Economico, fornendo supporto tecnico per
l’espletamento delle attività di accreditamento dei laboratori di taratura.
Nel 2015 l’INRIM ha aderito al consorzio TOP-IX, costituito al fine di creare e gestire un NAP (Neutral
Access Point, altrimenti denominato Internet Exchange – IX) per lo scambio del traffico Internet nell’area del
Nord Ovest. Il Consorzio TOP-IX è attivo su diversi fronti: dalla gestione delle infrastrutture per Internet
Exchange (ragione per cui è stato costituito), al Development Program, con cui dal 2006 fornisce sostegno a
progetti di innovazione tecnologica, fino alla piattaforma di Streaming.
Significativa anche l’adesione a FLUXONICS - The European Foundry for Superconductive Electronics,
network europeo di enti di ricerca e università (tra gli altri, il PTB, l’Università di Twente in Olanda,
l’Università di Jena in Germania) che opera nell’ambito della realizzazione di circuiti superconduttivi per
applicazioni elettroniche dalla metrologia al calcolo quantistico.
L’INRIM ha proseguito la sua partecipazione al consorzio PROPLAST.
Nell’ambito della terza missione dell’Istituto, è da segnalare la collaborazione con l’associazione CMM Club
Italia, associazione senza fini di lucro composta da utilizzatori, fornitori di servizi, studiosi di metrologia,
laboratori metrologici, università, professionisti e costruttori di Macchine di Misura a Coordinate. L'obiettivo
principale del CMM Club Italia è sviluppare e diffondere una cultura tecnica e scientifica nel settore della
metrologia dimensionale in generale e di quella a coordinate in particolare, adeguata alle esigenze di qualità
e competitività delle aziende italiane.
L’INRIM ha intrattenuto rapporti di collaborazione anche con altri importanti organismi nazionali ed europei
che gravitano nell’ambito della metrologia, tra i quali si segnalano:
-
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
Working Groups e alle Commissioni dell’ente.
Nel 2015 l’Istituto ha siglato importanti protocolli di intesa con le Regioni:
 Piemonte: l’INRIM ha collaborato, attraverso lo sviluppo di numerosi progetti di ricerca, con i Poli
Regionali d’Innovazione “Meccatronica (MESAP)” e “Biotecnologie e Biomedicale” (BIOPMED);
 Toscana, per la collaborazione nell’attività di ricerca scientifica su tematiche di comune interesse.
E’ in preparazione il protocollo d’intesa con la Regione Basilicata, riguardante gli ambiti di intervento
delineati nel progetto di costituzione di un Nodo Lucano della rete metrologica nazionale, coerentemente con
la Strategia regionale di specializzazione intelligente (S3) individuata dalla mappatura di Invitalia, in
particolare per i settori di energia e ambiente, chimica verde, micro/nano elettronica e agro-alimentare. La
metrologia è una KET per la Regione Basilicata.
Sono vigenti nell’INRIM 41 convenzioni con altri Istituti e Università, nazionali e internazionali (l’elenco
completo in Appendice 4), 9 delle quali, descritte più in dettaglio qui di seguito, sono state stipulate nel 2015.
Convenzioni con enti di ricerca
 Accordo di collaborazione scientifica e tecnologica su “Determination of the Avogadro constant and
the kilogram realisation by counting Si atoms” con il Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) Braunschweig (Germany);
 Memorandum of Understanding per regolare rapporti di collaborazione scientifica e tecnologica in
ambito metrologico con lo Slovak Institute of Metrology (SMU);
 Agreement di collaborazione scientifica e tecnologica in ambito metrologico e, specificamente, al fine
di avviare i confronti di misura assoluta dell’accelerazione di gravità con il National Scientific Center
“Institute of Metrology” (NSC) - Kharkiv (Ucraina).
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Convenzioni con Università
 Accordo per l'adesione alle trattative di acquisto dei diritti di accesso non esclusivi alle risorse
bibliografiche elettroniche (riviste, banche dati, e-books) e ai relativi servizi integrati con la
Conferenza dei Rettori delle Università Italiane (CRUI) – Roma;
 Accordo, per utilizzo di graduatorie in corso di validità in presenza di posti e di esigenze di
competenze tecnico-professionali da ricoprire, con l’Università degli Studi di Torino;
 Convenzione di collaborazione scientifica e di formazione con la Scuola Normale Superiore (SNS) –
Pisa;
 Agreement di collaborazione scientifica e tecnologica in ambito metrologico su tematiche di comune
interesse con il College of Electrical Engineering and Control Science of Nanjing Tech University
(NJTECH-CEECS).
Convenzioni con Industrie
 Accordo di collaborazione scientifica e tecnologica, finalizzata allo sviluppo, produzione, promozione
e commercializzazione di prodotti innovativi per applicazioni spaziali e metrologia, con la Selex ES
S.p.A. – Roma.
Significativi sono gli accordi di collaborazione destinati ad incentivare e a potenziare l’ambito della
formazione giovanile universitaria:


convenzione con il Politecnico di Torino per l'attivazione e il funzionamento del corso di dottorato in
metrologia, con 4 borse di studio per ciascuno dei cicli XXX, XXXI, XXXII;
convenzione quadro di collaborazione scientifica, nel sostegno e nel potenziamento dell’attività di
formazione di laureandi, dottorandi e giovani ricercatori, con la Societa' Italiana di Fisica (SIF) di
Bologna.
Per quanto riguarda la promozione della divulgazione scientifica, l’INRIM aderisce all’Associazione Festival
della Scienza: l’associazione nasce con l’obiettivo di avvicinare il pubblico ai grandi temi della scienza e
della tecnologia, e ha come mission quella di promuovere, valorizzare e divulgare la cultura scientifica e
tecnologica; il suo primo esperimento nel campo della comunicazione, produzione e promozione di eventi di
divulgazione scientifica di rilievo internazionale è stato il Festival della Scienza, organizzato nel 2014 a
Genova e riproposto per il 2015; l’associazione è aperta a nuove iniziative e disponibile ad avviare
collaborazioni con realtà pubbliche e private che condividano la stessa passione per la scienza, ed è proprio
in quest’ottica che l’INRIM, a partire dal 2014, ha aderito ad essa e ha delegato un proprio rappresentante
quale membro del Consiglio di Amministrazione dell’organismo genovese.
Altri contratti finanziati nel 2015
L’INRIM nel 2015 ha dato avvio a progetti finanziati dal MIUR (Progetto SIR “ULTRACOLD PLUS”) e
dall’industria, per un finanziamento complessivo di 650 K€ circa. I progetti avviati nel 2015 e quelli iniziati
precedentemente e ancora in corso nel 2015 sono descritti nell’Appendice 3.
Un altro prezioso sostegno alle iniziative di ricerca è costituito dai finanziamenti ottenuti dalla fondazione
bancaria Compagnia di San Paolo, che nel 2015 ha finanziato, con un contributo pari a 630 K€, l’acquisto di
attrezzature nell'ambito del progetto "Dispositivi quantistici per le unità di corrente elettrica e fotometrica".
Cofinanziamenti ottenuti su progetti di ricerca nazionali e internazionali
Le tabelle seguenti riassumono i dati relativi ai progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2015,
distinguendoli per tipologia. Vengono riportati la quantità e il valore del cofinanziamento in riferimento
all’intera durata del contratto.
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La tabella 2 riporta la quota di cofinanziamento ottenuta dall’INRIM sui programmi europei.
Tabella 2 – Progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2015
Tipologia
Progetti avviati
Progetti in corso
No.
(k€)
No.
(k€)
Euramet (UE)
8
1.457
45
7.964
FP7, H2020, ERC
2
1.754
6
2.748
(UE)
Altri internazionali
2
316
7
912
Totale
12
3.527
58
11.624
Totale
No.
(k€)
53
9.421
8
4.502
9
1.228
70
15.151
La tabella 3 riporta la quota di cofinanziamento/finanziamento ottenuta dall’INRIM sui programmi
nazionali, regionali e industriali.
Tabella 3 – Progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2015
Tipologia
Progetti avviati
Progetti in corso
No.
(k€)
No.
(k€)
Nazionali
(inclusi
2
546
8
1.158
MIUR e fondazioni)
Regione Piemonte
2
179
Industriali
Totale
Totale
No.
(k€)
10
1.704
2
179
7
87
11
320
18
407
9
633
21
1.657
30
2.290
3.3 – Fondi premiali da MIUR per progetti di ricerca
Di particolare importanza sono i Fondi Premiali assegnati annualmente dal MIUR su progetti di
ricerca selezionati per merito. Il MIUR, infatti, attraverso risorse accantonate sul Fondo Ordinario, promuove
e sostiene l’incremento qualitativo dell’attività scientifica nell’ambito di una politica orientata a migliorare
l’efficacia e l’efficienza nell’utilizzo delle risorse.
Sono proseguiti nel 2015 i seguenti progetti che il MIUR ha finanziato per un valore totale di k€ 4.339,111:
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)
Progetto n. 6: Implementazione del nuovo Sistema Internazionale (SI) delle Unità di Misura (k€ 1 397)
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)
Si riporta nel seguito un breve riassunto delle attività progettuali:
P1 – Il progetto LIFT (Link Italiano di Tempo e Frequenza) ha realizzato un’infrastruttura per la
disseminazione, mediante fibra ottica, di segnali di riferimento di tempo e frequenza di altissima accuratezza,
derivati direttamente dai campioni primari nazionali. La tratta realizzata collega Torino (INRIM) con Bologna
(radiotelescopi IRA-INAF) e Firenze (LENS). Questa infrastruttura ambisce inoltre a collegare l’Italia agli altri
laboratori metrologici europei, al fine di creare una rete continentale per la metrologia della frequenza. A
questo fine è stato completato il collegamento in fibra con i laboratori sotterranei (traforo del Frejus) di
Modane del CNRS. Vari esperimenti scientifici sono stati completati o avviati, sia presso Medicina (nuove
tecniche VLBI), sia presso il LENS (spettroscopia in sistemi di gas ultrafreddo degenere).
P2 - Il progetto “Metrologia dei parametri ambientali” riguarda le misure di parametri fisici atmosferici e
concentrazioni di inquinanti. Nell’ambito dello studio delle dinamiche oceaniche, da segnalare i risultati di
misura della velocità del suono per temperature fra 0 °C e 40 °C e pressioni tra 0,1 MPa e 70MPa. Nella
metrologia per la chimica atmosferica, si è applicato il metodo di diluizione dinamica per la preparazione di
14/113
miscele di biossido di carbonio e ossidi di azoto, sia per la validazione delle miscele gravimetriche sia per
ampliare il limite inferiore di concentrazione (intorno a 50 umol/mol per CO2 e 300 nmol/mol per NOX). Sul
tema della meteorologia in ambito agricolo, si sono effettuate caratterizzazioni di strumenti e sviluppati
metodi di misura per rilievi in situ (in collaborazione con IMAMOTER-CNR). Sui nuovi metodi di misura e di
taratura per tecniche di telerilevamento attivo di tipo Light Detection And Ranging (LIDAR), è stata realizzata
strumentazione specifica per la garanzia della riferibilità e la caratterizzazione di strumenti e metodi di misura
in questi ambiti della metrologia ambientale (in collaborazione con INO-CNR).
P5 – Il progetto “oltre i limiti classici di misura” intende superare i limiti classici della misura sfruttando le
proprietà degli stati quantistici del campo elettromagnetico con particolare riguardo all'interferometria e
all'imaging (misure sotto lo shot noise, imaging di oggetti in rumore preponderante). È proseguito il lavoro
sulla quantum enhanced interferometry, progettando e iniziando la realizzazione di un dimostratore. È
proseguito lo studio del quantum-enhanced imaging, dimostrando un nuovo metodo di taratura che permette
di coprire la zona di transizione tra conteggio di fotoni e regime analogico e sviluppando un’applicazione del
ghost imaging ai domini magnetici. Infine è stato completato il progetto esecutivo per la realizzazione dei
laboratori da dedicarsi alle attività di interferometria X e ottica.
P6 – Il progetto “Sistema Internazionale” riguarda ricerche connesse alla realizzazione delle unità a partire
dalle costanti fondamentali della fisica. Nel corso del 2015 il progetto ha concluso la determinazione della
costante di Avogadro (realizzazione del kilogrammo mediante conteggio di atomi) conseguendo la migliore
accuratezza a livello internazionale. Il progetto garantirà il supporto alla realizzazione del kilogrammo
mediante sfere monocristalline e mono-isotopiche di silicio da parte del PTB (Germania), ma non svilupperà
in proprio le tecnologie per l’effettivo utilizzo di tali campioni.
P8 – Il progetto “Ring Laser Giroscope” intende dimostrare il principio di auto-calibrazione – per la misura
dell’effetto Lense-Thirring in collaborazione con INFN-Pisa – mediante la realizzazione di un giroscopio laser
di medie dimensioni (circa 0.5 m), trasportabile e montato su di una tavola rotante. L’obiettivo è contenere
l’incertezza delle misure angolari antro 10 nrad. Nel corso del 2015 è stato completato il progetto del
giroscopio e realizzati i componenti.
Nel 2015 l’INRIM ha ricevuto dal MIUR (tramite Decreto Ministeriale del giugno 2014) la somma di k€ 3.612
come fondo premiale 2013 indiviso che l’Istituto ha destinato al finanziamento delle seguenti tipologie di
attività (come da delibere del Consiglio di Amministrazione del 21 aprile 2015 e del 25 maggio 2015):
-
Progetti Premiali già finanziati in precedenza;
nuovi Progetti Strategici;
progetti da sviluppare nell’ambito della costituzione di Joint Research Lab. (JRL);
Dottorato europeo in metrologia;
servizi alla ricerca.
Si riporta di seguito un breve descrizione delle attività relative ai nuovi Progetti Strategici:
PS1 – LIFT MATERA
Il progetto è l’estensione verso l’Italia centro-meridionale del progetto LIFT (disseminazione di riferimenti di
tempo e frequenza di altissima qualità metrologica mediante fibra ottica). La nuova tratta sarà FirenzeRoma-Napoli-Matera, con uno sbraccio verso il centro di Telespazio presso il Fucino. Questa tratta
permetterà di collegare nuovi centri di ricerca e fornirà al centro di geodesia spaziale di Matera un
riferimento di frequenza primario, necessario per migliorare l’accuratezza della geo-localizzazione. Sarà
possibile compiere ulteriori studi sulle nuove tecniche VLBI in common clock tra le antenne di Matera e
Medicina. Il collegamento con il Fucino sarà rilevante nell’ambito del progetto Galileo, in quanto permetterà
di confrontare la scala di tempo Galileo con UTC(IT), in maniera alternativa e con una risoluzione migliore
rispetto alla tecnica satellitare a due vie. Nel 2015 è stato definito il contratto di noleggio della fibre; la tratta
sarà attrezzata e resa operativa nel corso del 2016.
PS2 – DOSIMETRIA EM
Il progetto PS2 “Dosimetria elettromagnetica per applicazioni biomedicali”, costituisce un’evoluzione del
precedente Progetto Premiale P7 e ha come obiettivo di contribuire allo sviluppo e all’estensione delle
metodiche diagnostiche e terapeutiche basate sull’impiego di campi elettromagnetici, con particolare
riferimento alla tomografia a risonanza magnetica (MRI) e all’ipertermia magnetica indotta.
15/113
Il Progetto, rispondendo alle priorità delle “Society Challenges” identificate nel programma di ricerca
metrologica europea EMPIR, intende stimolare l’innovazione fornendo strumenti e metodologie di analisi per
ricercatori, comunità medica, organismi normativi e legislativi e produttori di apparecchiature medicali.
Il progetto è articolato in due filoni principali di attività, il primo rivolto all’imaging a risonanza magnetica e il
secondo allo studio e caratterizzazione di nanostrutture magnetiche per l’ipertermia indotta.
Nel corso del primo anno:
Sul tema dell’imaging a risonanza magnetica si sono implementate tre metodologie di ricostruzione delle
proprietà elettriche dei tessuti umani, basate sulla tecnica electric properties tomography (EPT), di
potenziale impiego in ambito MRI. La capacità dei tre metodi di risolvere le proprietà elettriche in condizioni
prossime a quelle reali (elevata disomogeneità dei tessuti) è stata valutata e confrontata mettendo in
evidenza le criticità e le potenzialità. Inoltre, si sono estesi i metodi alla ricostruzione della potenza specifica
deposita nei tessuti (SAR), di interesse in ambito MR-safety per il controllo in tempo reale del riscaldamento
dei tessuti del paziente sottoposto a risonanza. E’ inoltre in fase di realizzazione un set-up sperimentale per
la misura riferibile del SAR in phantom irradiati da campi RF prodotti da antenne bird-cage ed è in fase di
progettazione un phantom per la misura del riscaldamento di protesi metalliche esposte ai campi di
gradiente.
Sul tema dell’ipertermia mediata da nano sistemi, sono stati prodotti in INRIM, mediante tecniche
nanolitografiche (self-assembling), nanodischi di materiale magnetico ricoperti da un layer di Au (Ni80Fe20
raggio 500 nm, spessore 30 nm) ed è stata effettuata una caratterizzazione microstrutturale e morfologica
insieme a un test di citotossicità. Si è avviata inoltre un’analisi modellistica sullo studio dell’influenza delle
proprietà fisiche e geometriche di nanodischi magnetici sui processi di magnetizzazione che si sviluppano al
loro interno in funzione del campo magnetico ac applicato.
Relativamente ai meccanismi di generazione del calore, il SAR di questi sistemi (specific absorption rate) è
stato calcolato dalla misura dell’ aumento di temperatura in un fluido contenente i nanodischi posto un
sistema a induzione (Hmax = 900 mT a 100 kHz). Si sono quindi applicati i modelli per valutate il contributo
delle perdite per isteresi magnetica e di quelle dovute alle correnti indotte.
Infine, si è effettuata un’analisi preliminare dei fenomeni meccanici, determinando con modelli matematici il
comportamento oscillatorio dei nanodischi in funzione della frequenza di eccitazione del campo e della
viscosità del mezzo in cui sono immersi.
PS3 – KELVIN
Il progetto “Nuova definizione del kelvin e mise-en-pratique” persegue il rafforzamento di INRIM in ambito
termometrico attraverso il suo contributo alla ridefinizione del kelvin, sulla base del valore della costante di
Boltzmann k, e alla nuova mise en pratique (MeP-K). In particolare INRIM è impegnato nella determinazione
di k con metodi acustici, a predisporre tecniche, procedure e sistemi di misura per poter soddisfare le
prescrizioni della MeP-K, a individuare e implementare nuovi approcci di termometria primaria che possano
progressivamente superare le scale quali base delle misure di temperatura.
Nel corso del 1° anno di attività del progetto PS3 è stata pubblicata una nuova determinazione acustica della
costante di Boltzmann con 1.1 ppm di incertezza, livello di incertezza che pone il valore INRIM come
centrale nella scelta da parte del CODATA del futuro valore di k. E’ stata completata, in collaborazione con
NIST e CODATA, l’analisi della possibile correlazione fra le determinazioni di k con metodo acustico
precedentemente ottenute a livello mondiale.
E’ stato avviato, nell’ambito della collaborazione con la Seconda Università di Napoli in Doppler Broadening
Thermometry, l’utilizzo della nuova cella “multipasso” e del sistema di controllo e misure termiche messi a
punto all’INRiM per l’analisi delle deviazioni T-T90 tra i punti del mercurio e circa 100 °C, con obiettivo il punto
dell’indio (156 °C).
In campo criogenico si sono effettuate le prime misure (punto triplo e transizione solido-solido) su due celle
dell'Ossigeno e si è avviata una collaborazione sul progetto Argon in Ossigeno, con il KRISS che fornirà
delle miscele gravimetriche con quantità di argon note.
In termometria a radiazione si sono realizzate scale tra 1084 °C e 1500 °C finalizzate allo studio di scale per
interpolazione con punti fissi. E’ proseguita la collaborazione con NIM (Cina) e NPL (UK) sull’influenza delle
condizioni esterne nella realizzazione di punti fissi eutettici ad alta temperatura. E’ stato studiato l’effetto
dell’inerzia termica del forno nella realizzazione delle transizioni solido-liquido del Co-C (1324 °C) e la
conseguente possibilità di correzione delle curve di fusione.
16/113
PS4 – NANO EM
Il progetto si propone di contribuire a tre diverse line di attività:
(i)
Sviluppo di nanotecnologie innovative per dispositive in grado di fornire alti livelli di accuratezza di
misura
(ii)
Studio dei principi fisici che governano il funzionamento dei dispositive alla nanoscala
(iii)
Metodi di misura avanzati per la caratterizzazione dei dispositive e il loro impiego in metrologia.
Sono stati individuate tre distinti WP di sotto riportati.
WP1:
Superconducting devices
WP2:
Quantized charge and resistance
WP3:
Spintronic structures
Il progetto che ha una scala temporale di tre anni è stato finanziato a luglio del 2015 per un terzo della cifra
richiesta e gli obbiettivi sono stati riscalati opportunamente
Nel corso del 2015
Superconducting devices
E’ in fase di realizzazione la schiera a 10 elementi tramite EBL)
Per l’impiego di schiere in cryocoler si è messo a puntola termalizzazione del cryoooler Pubb. RI)
Sono stati realizzati 3D nanoSQUID con processo Fib Pubb. RI)
Sono stati fabbricati con EBL e caratterizzati nanoTES di Ti (submitted a paper)
Studio della cavità ottica per strutture palsmoniche in Ag or Al.
Quantized charge and resistance
Protocollo stabilito per la fabbricazione di giunzioni tunnel ad alta resistenza, devices in fase di testin: in fase
di realizzazione sistema criogenico per un protocollo di misura a basso rumore e alta resa in misure di
Coulomb blockade;
Sono stati fatti modelli numerici per circuiti con dispositivi QHE e completatat l’analisi di un QHE gyrator in
regime ac, 3 pubblicazioni RI
Si sono realizzati i primi test per la riferibilità da RK/2 a 10 kΩ tramite comparatore criogenico di corrente
Collaborazione con NIM per la realizzazione dei devices per la QHARS in finalizzazione e progettazione di
QHARS 10 kohm
Strutture spintroniche.
E’proseguita la caratterizzazione di grafene depositato su Co, evidenziando buone proprietà strutturali ed
elettroniche, oltre che l'occorrenza di una crescita di grafene sospeso su discontinuità del film. Tale effetto
apre alcune interessanti prospettive tecnologiche per la realizzazione di dispositivi spintronici
- le proprietà magnetiche di film amorfi di Ge:Mn sono state studiate approfonditamente, ed interpretate
mediate un modello a Polaroni Magnetici Legati
- a seguito dello studio di fattibilità è stata ordinata una camera da vuoto che permetterà il collegamento tra il
sistema MBE esistente ed il microscopio AFM/MFM di cui è richiesto l'acquisto.
JRLAB
Il finanziamento si propone di sostenere la creazione di Join Research Laboratories per svolgere attività di
ricerca su temi di interesse comune dell’INRIM e di altre realtà italiane di eccellenza. Il fine è di potenziare il
network MET-ITALIA descritto nel paragrafo 3.4. In particolare nel 2015 è stato finanziato l’avvio dell’Italian
Quantum backbone con l’installazione del primo stadio di un sistema QKD, che collega per il momento
Torino a Santhia.
17/113
3.4 - Infrastrutture di ricerca
European Metrology Research Programme (EMRP)
European Metrology Programme for Innovation and Research (EMPIR)
INRIM coordina la partecipazione italiana a due programmi di ricerca gestiti da EURAMET (2009-2017,
European Metrology Research Programme – EMRP, 2014-2024 European Metrology Programme for
Innovarion and Research – EMPIR), co-finanziati attraverso l’art.185 del trattato europeo di Lisbona.
Il valore di EMRP è 400 M€: 200 M€ da risorse nazionali e 200 M€ dall’unione europea; il valore della
partecipazione italiana a EMRP, 14 M€, è 7.0%.
Il valore di EMPIR è 600 M€: 300 M€ da risorse nazionali e 300 M€ dall’unione europea; il 30% del
cofinanziamento comunitario, 90 M€, finanzierà la partecipazione di industrie, università e istituti di ricerca
europei ed extra-europei. Il valore della partecipazione italiana a EMPIR, 24 M€, è 7.6%.
Gli obiettivi del programma EMPIR sono: i) sviluppare conoscenze e soluzioni appropriate e integrate atte
promuovere l’innovazione e la competitività; ii) sviluppare tecnologie di misura indirizzate alle sfide poste dai
problemi energetici, della salute e dell’ambiente; iii) creare un sistema di ricerca integrato con adeguata
massa critica e impegni a livello nazionale, europeo e internazionale; iv) realizzare infrastrutture
metrologiche europee ove appropriato.
EMPIR è articolato in bandi annuali raggruppati in sei moduli:
 excellence science: ricerche di metrologia fondamentale e applicata;
 industrial leadership: attività indirizzate dall’industria e progetti di trasferimento tecnologico ritagliati
sulle necessità industriali e che prefigurano un rapida applicazione;
 grand challenges (energy, health, environment): ricerche indirizzate alle sfide poste dai problemi
energetici, della salute e dell’ambiente;
 prenormativa: attività di ricerca e sviluppo necessarie alla normazione e alla definizione della
legislazione europea;
 research potential: attività indirizzate allo sviluppo delle risorse umane, in particolare nelle regioni
della convergenza;
 impact: attività indirizzate a sviluppare l’impatto di specifici risultati ottenuti nei progetti di ricerca
congiunti.
Le tabelle 4 e 5 riportano il valore dei progetti ultimati e in corso. EMRP e EMPIR promuovono l'utilizzo
comune, coordinato e sinergico dei laboratori nazionali, valorizzando e amplificando i finanziamenti nazionali
attraverso sinergie, complementarità e integrazione.
Per quanto riguarda l’impatto scientifico (programmi EMRP/EMPIR e predecessore IMERA-plus), l’Italia e
l’INRIM si collocano nelle primissime posizioni, con percentuali di impatto ben oltre l’impegno inizialmente
programmato (Tabelle 6 e 7).
18/113
Tabella 4 – Costo dei progetti di ricerca EMRP e quote nazionali
European Metrology Research Programme (2009 – 2017)
Research excellence grants
1.60
36.0
frazione
Italia
4.4%
Costi di gestione
1.40
20.0
7.0%
29.2
5.0%
82.6
8.0%
77.4
7.7%
77.4
10.2%
EMRP call
Italia (M€) programma EMRP (M€)
Progetti di ricerca completati
Energy (2009-2013)
1.45
Costo totale (2009-2013)
1.45
Environment (2010-2014)
2.45
Industry (2010-2014)
4.15
Costo totale (2010-2014)
6.60
Progetti di ricerca in corso
Health (2011-2015)
1.80
SI Broader scope (2011-2015)
2.35
New Technologies (2011-2015)
1.80
Costo totale (2011-2015)
5.95
Industry (2012 – 2016)
2.65
SI broader scope (2012 – 2016)
4.11
Open excellence (2012 – 2016)
1.14
Costo totale (2012 – 2016)
7.80
Energy (2013 – 2017)
1.76
Environment (2013 – 2017)
2.98
Costo totale (2013 – 2017)
4.64
77.4
6.0%
Costo totale progetti EMRP
26.44
344.0
7.7%
Tabella 5 – Costo dei progetti di ricerca EMPIR e quote nazionali
European Metrology Programme for Innovation and Research (2014 – 2024)
EMPIR call
INRIM e INMRI-ENEA (M€) programma EMRP NMI (M€)
frazione
Italia
Progetti di ricerca in corso
Industry (2014-2018)
1.46
17.95
8.1%
totale (2014-2018)
1.46
17.95
8.1%
Health (2015-2019)
0.53
13.26
3.8%
SI broader scope (2015-2019)
1.25
9.30
13.4%
Research potential (2015-2019)
0.08
2.10
3.8%
totale (2015-2019)
1.83
24.66
7.4%
Tabella 6 – Indicatori della leadership
Costo “eligible” partecipazione EMRP (2009-2017)
# partecipazioni JRP EMRP (calls 2009 – 2013)
Costo medio per partecipazione
# coordinamenti JRP EMRP (calls 2009 – 2013)
INRIM
26.5 M€ (7.4%)
64/119 (54%)
400 k€
5
Costo “eligible” partecipazione EMPIR (2014-2024)
# partecipazioni JRP EMPIR (calls 2014 – 2015)
Costo medio per partecipazione
# coordinamenti JRP EMRP (calls 2014 – 2024)
3.3/24.7 M€ (7.7%)
18/53 (34%)
180 k€
1
19/113
Tabella 7 – Indicatori della produzione scientifica dei progetti IMERA plus e EMRP (2008-2015)
Pubblicazioni totali IMERA plus & EMRP (*)
Ente
PTB
NPL
INRIM
1725
359
318
186
(*) Web of Science Aprile 2016
Galileo Time Metrology Validation Facility
L’infrastruttura sperimentale supportata da ESA, che ha visto dal 2010 lo sviluppo di una Galileo
Time Validation Facility in INRIM, rappresenta la base per una rete di laboratori di eccellenza per la ricerca,
la formazione e il supporto ai progetti spaziali internazionali, sia sviluppando nuove applicazioni, sia come
fucina di sperimentazione e formazione per sviluppo nuove tecnologie spaziali pre-industriali.
Nel 2015 si è conclusa la realizzazione del laboratorio DEMETRA che sperimenterà 9 diversi servizi di timing
basati sul segnale Galileo. Sono inoltre continuate le attività, supportate da ESA e EC, sulla sperimentazione
del segnale Galileo per il time transfer e sull’analisi del comportamento degli orologi di bordo e del Galileo
System Time.
La facility, che usufruisce di diversi contratti ESA e H2020, contribuisce allo sviluppo del sistema Galileo
fornendo le competenze di metrologia del tempo necessarie per la validazione del timing del sistema, ma
anche per lo studio e la sperimentazione di altri servizi di timing che possano irrobustire e sostenere lo
sviluppo e la penetrazione nel mercato dei servizi offerti da sistema Galileo.
L’attuale facility ha avuto finanziamenti sia su richieste dirette di ESA (senza bando di selezione), sia su
proposte dei partner rispondendo a bandi ESA e CE/H2020.
I finanziamenti ricevuti nel periodo 2010-2015 e già previsti per l’anno 2016 sono indicati nella tabella
seguente.
Tabella 8– Finanziamenti ricevuti nel quinquennio 2010-2015 e già acquisiti per i prossimi anni
Anno
k€
2010
1254
2011
150
2012
76
2013
940
2014
400
2015
2000
2016
2500
Per quanto riguarda le risorse umane, annualmente l'Ente dedica all' infrastruttura 18 mesi uomo all’anno di
personale strutturato, più almeno 48 mesi uomo all’anno di personale non strutturato (PhD, Assegni, Borse,
TD).
20/113
MET-ITALIA Network nazionale delle misure
In via complementare al programma EMPIR l'INRIM ha costituito il Network nazionale delle misure
MET-ITALIA, per promuovere la valorizzazione delle competenze, dei laboratori e delle infrastrutture
nazionali nell’ambito della scienza delle misure, creando sinergie, complementarità e integrazione.
L’attività nel 2015 ha riguardato le applicazioni metrologiche di importanza strategica nazionale, offrendo
capacità di misura e riferibilità al sistema produttivo nazionale, a supporto della competitività delle imprese e
delle tecnologie manifatturiere e a garanzia del controllo di qualità di prodotti e servizi.
MET-ITALIA ha rafforzato le attività, con particolare riguardo alle Regioni della convergenza, nei seguenti
ambiti:
 Sistema Internazionale delle Misure: riguarda le ricerche correlate alle realizzazioni e alla
disseminazione delle unità SI (chilogrammo, kelvin, volt, ampere, ohm, henry, farad) sulla base delle
costanti fondamentali della fisica.
 Nanometrologia: per lo sviluppo di metodi e riferimenti di misura per la caratterizzazione di nanodispositivi, basati sulla manipolazione della carica e dello spin elettronico, sul conteggio di elettroni e di
quanti di flusso magnetico, e sull’interazione tra spin elettronico e magnetizzazione.
 Energia: per il miglioramento dell’efficienza dell’intera filiera energetica – dalla produzione al consumo considerando l’efficienza nella conversione elettromeccanica dell’energia, la riferibilità delle misure della
qualità della potenza elettrica fornita (power quality), la misura dell’energia termica, anche ai fini di una
corretta contabilizzazione.
 Salute: con lo sviluppo e applicazione di modelli avanzati e di tecniche sperimentali per la dosimetria
elettromagnetica, la validazione di metodologie diagnostiche e terapeutiche a ultrasuoni; lo sviluppo
della metrologia delle bioscienze.
 Ambiente: con le misure di parametri fisici atmosferici e concentrazioni di inquinanti in aria e in matrici
biologiche, spaziando dalla riferibilità delle misurazioni e robustezza dei dati all’innovazione tecnicoscientifica per nuova strumentazione. Per esigenze funzionali della rete, si prevede la creazione di
almeno un’unità operativa distaccata.
 Link ottico nazionale: per la disseminazione di segnali di riferimento di frequenza e tempo ad alta
accuratezza, mediante la trasmissione di una portante ottica in fibra verso i poli scientifici nazionali. La
realizzazione si inserisce nel più generale contesto di una rete europea per i confronti tra orologi ottici
su scala continentale.
In sintesi, MET-ITALIA:

ha l'obiettivo di incrementare, attraverso specializzazione e sinergie, la partecipazione del Sistema
Italia ai programmi di ricerca comunitari in sintonia con i capisaldi di Horizon 2020;

ha l’impatto economico e sociale derivante dalle ricadute sul tessuto industriale, grazie allo sviluppo
di nuove e più efficienti tecnologie per la catena di riferibilità alla base delle transazioni
internazionali, e all’incremento di occupazione specialistica nel settore;

prevede risorse complessive nel triennio di circa 3,3 milioni di euro l'anno dei quali 1,5 milioni
provenienti da Bandi Regionali, Nazionali ed Internazionali e dallo svolgimento di attività
commerciale e il restante in co-finanziamento mediante l'apporto di proprio personale di ricerca pari
a 25 persone-anno.
21/113
Nanofacility Piemonte
L’INRIM è al momento l’unico Istituto Nazionale di Metrologia in Europa, insieme al PTB, a possedere un
suo centro di micro e nanofabbricazione. L’istituto vanta una pluriennale esperienza nel campo della
litografia ottica e nella nanolitografia a fascio elettronico, nella crescita e deposizione di film sottili e
nell’attacco chimico liquido e gassoso.
Grazie ad un contributo della Compagnia di San Paolo, è attivo dal gennaio 2010 il laboratorio Nanofacility
Piemonte (www.nanofacility.it), dedicato alla nanofabbricazione mediante microscopia elettronica e ionica.
La struttura tecnologica è aperta ai ricercatori di enti pubblici, accademici e del mondo industriale, offre
servizi avanzati per la nanofabbricazione sulla base di collaborazioni scientifiche e tecnologiche. Dallo
stesso anno è attivo un servizio di prenotazione per l’accesso alle strutture.
Nanofacility vanta oggi al suo attivo migliaia di ore di funzionamento per servizi alla ricerca sul territorio e in
metrologia, e in particolare sviluppa allo stato dell’arte le seguenti tecnologie: Electron Beam Lithography per
ogni tipo di geometrizzazione su scala nanometrica, Ion beam Sculpting per la fabbricazione di dispositivi
nanoSQUIDs, dispositivi basati su whiskers e nanowires, ottiche diffrattive e nanostrutture per la plasmonica
e la fotonica, preparative per microscopia elettronica in trasmissione e per tecnologie X (Gisax, Nexafs, etc.).
Lavorazione FIB ed EBL+RIE del diamante per la fabbricazione di nanostrutture superficiali di estrazione
della radiazione dai centri di luminescenza tramite nanolenti, lenti di Fresnel, nanopillars e guide d’onda. Tali
tecniche sono accoppiate a litografia ottica e a litografia per self-assembly, con una continuità di risoluzione
che va dai centimetri ai 10 nanometri.
Il recente impegno del personale e delle risorse di micro e nanofabbricazione di Nanofacility nei progetti
EMRP ha ottenuto un buon impatto a livello europeo e ne è immediatamente conseguita una richiesta da
parte dei principali NMIs europei nella fabbricazione di dispositivi, modelli e campioni di riferimento alla
nanoscala. Al momento i progetti EMRP ed EMPIR attivi sono 5, per un totale di oltre un milione di euro di
finanziamento.
22/113
4 – Stato di attuazione delle attività relative al 2015
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 linea
con le previsioni dei Piani Triennali di riferimento.
Si riportano di seguito i principali risultati conseguiti nel 2015 relativamente a Scientific Work, ruolo NMI e
attività di knowledge Transfer.
Attività e risultati di maggior rilievo conseguiti nel 2015 in ricerca e sviluppo
È stata completata la determinazione della costante di Avogadro con incertezza pari a 20 parti su un
miliardo, adeguata alla realizzazione del kilogrammo contando atomi di silicio. Il risultato è stato oggetto di
rilancio da parte della American Institute of Physics e Nature, ha guadagnato la copertina del numero di
Settembre 2015 del Journal of Physical and Chemical Reference Data ed è stato selezionato tra gli
highlights 2015 della rivista Metrologia.
E. Massa, G. Mana: Counting atoms. Nature Physics, Vol. 12, no. 5, pp. 522-522, May 2016 (IF 20.147)
G. Mana, E. Massa, C.P. Sasso, M. Stock, K. Fujii, N. Kuramoto, S. Mizushima, T. Narukawa, M. Borys, I.
Busch, A. Nicolaus, A. Pramann: The Correlation of the N-A Measurements by Counting Si-28 Atoms.
Journal of Physical and Chemical Reference Data, Vol. 44, no. 3, Article no. 031209, Sept. 2015 (IF 2.811)
Y. Azuma, P. Barat, G. Bartl, H. Bettin, M. Borys, I. Busch, L. Cibik, G. D'Agostino, K. Fujii, H. Fujimoto, A.
Hioki, M. Krumrey, U. Kuetgens, N. Kuramoto, G. Mana, E. Massa, R. Meeß, S. Mizushima, T. Narukawa, A.
Nicolaus, A. Pramann, S. A. Rabb, O. Rienitz, C. Sasso, M. Stock, R. D. Vocke Jr, A. Waseda, S. Wundrack,
S. Zakel: Improved measurement results for the Avogadro constant using a 28Si-enriched crystal. Metrologia,
Vol. 52, No. 2, March 2015 (IF 2.04)
Da segnalare tre contributi sul numero speciale della rivista Metrologia, Focus on Boltzmann Constant,
riguardanti la determinazione con metodi acustici della costante di costante di Bolzmann. In collaborazione
con NIST e CODATA è stata completata l’analisi della possibile correlazione fra le determinazioni della
costante di Boltzmann ottenute con metodo acustico precedentemente ottenute a livello mondiale.
R M Gavioso, D Madonna Ripa, P P M Steur, C Gaiser, D Truong, C Guianvarc'h, P Tarizzo, F M Stuart and
R Dematteis, A determination of the molar gas constant R by acoustic thermometry in helium, Metrologia,
Special Focus on Boltzmann Constant, Volume 52, Number 5, 2015, 274 – S304 (IF 2.04)
L. Pitre, L. Risegari, F. Sparasci, M. D. Plimmer, M. E. Himbert and P. A. Giuliano Albo, Determination of the
Boltzmann constant k from speed of sound in helium gas at the triple point of water, Special Focus on
Boltzmann Constant, Volume 52, Number 5, 2015, S263-S273 (IF 2.04)
M R Moldover, R M Gavioso and D B Newell, Correlations among acoustic measurements of the Boltzmann
constant, Metrologia, Volume 52, Number 5, 2015, S376–S384 (IF 2.04)
E’ stata realizzata una sorgente a singolo fotone controllata elettricamente tramite canali grafitici realizzati
con un fascio di ioni C3+ a 6 MeV, di particolare rilevanza per lo sviluppo di tecnologie quantistiche. I risultati
sono stati pubblicati su Scientific reports (gruppo Nature).
J. Forneris, P. Traina, D. Gatto Monticone, G. Amato, L. Boarino, G. Brida, I.P. Degiovanni, E. Enrico, E.
Moreva, V. Grilj, N. Skukan, M. Jaksic, M. Genovese, P.Olivero: Electrical stimulation of non-classical photon
emission from diamond color centers by means of sub-superficial graphitic electrodes. Scientific Reports,
Vol. 5, Article no. 15901, Oct. 2015 (IF 5.57)
Nell’ambito dell’attività di un consorzio europeo coordinato dall’INRIM, è stato realizzato un dimostratore per
lo sviluppo, la sperimentazione e la certificazione di servizi di tempo (calibrati e integri) basati sul sistema di
navigazione satellitare Galileo. Il progetto è finanziato dalla European Global Navigation Satellite System
nel quadro di HORIZON 2020.
È stata realizzata un’infrastruttura per la disseminazione, mediante fibra ottica, di segnali di tempo e
frequenza di altissima accuratezza, derivati direttamente dai campioni primari nazionali. La tratta realizzata
collega l’INRIM con i radiotelescopi IRA-INAF di Medicina e il LENS di Firenze. È stato inoltre completato il
collegamento in fibra con i laboratori sotterranei (traforo del Frejus) di Modane del CNRS.
23/113
Di particolare rilievo il completamento dello studio, in collaborazione con il Politecnico di Milano, di un
sistema lab-on-chip che integra nanostrutture magnetiche a zig-zag per il rilevamento, la veicolazione e la
manipolazione in-vitro di particelle magnetiche. La configurazione ottimale del sistema è stata definita
mediante i modelli per la simulazione di micro e nano dispositivi sviluppati in INRIM.
Monticelli, M., Torti, A., Cantoni, M., Petti, D., Albisetti, E., Manzin, A., Guerriero, E., Sordan, R., Gervasoni,
G., Carminati, M., Ferrari, G., Sampietro, M., Bertacco, R.: On-Chip Magnetic Platform for Single-Particle
Manipulation with Integrated Electrical Feedback. Small, Volume 12, Issue 7, First published on-line: 28
December 2015, DOI: 10.1002/smll.201500916. Printed version: 17 February 2016, Pages 921-929 (IF 8.37)
Di rilievo l’osservazione di reazioni di attivazione chimica mediante cavitazione acustica solo in presenza di
cluster di microbolle, mentre una singola microbolla rimane inattiva.
R. Mettin, C. Cairós, A. Troia: Sonochemistry and bubble dynamics, Ultrasonics Sonochemistry, Volume 25,
Issue 1, 2015, Pages 24-30 (IF 4.32)
Sono stati ottenuti risultati originali relativi alla deposizione di energia e riscaldamento di protesi metalliche
esposte ai campi generati da bobine di gradiente di tomografi MRI. Questi risultati permettono uno studio
esteso, mirato a caratterizzare in dettaglio le condizioni di potenziale impiego sicuro della diagnostica MRI
per pazienti portatori di protesi ortopediche e di definire sistemi di verifica sperimentale in laboratorio.
Luca Zilberti, Oriano Bottauscio, Mario Chiampi, Jeffrey Hand, Hector Sanchez Lopez, Rudiger Bruhl and
Stuart Crozier: Numerical Prediction of Temperature Elevation Induced around Metallic Hip Prostheses by
Traditional, Split,and Uniplanar Gradient Coils. Magnetic Resonance in Medicine, 74, 272–279, 2015 (IF
3.57)
Per quanto concerne le attività connesse con i dispositivi di micro-generazione elettrica, di rilievo la
pubblicazione dei risultati relativi alla messa a punto di un set-up di misura dell’efficienza di harvester
magnetici a forza diretta con incertezze dell’ordine di 10-3 per la potenza elettrica in uscita e di 6 10-2 per
l’efficienza.
M. Zucca, L. Callegaro: A setup for the performance characterization and traceable efficiency measurements
of magnetostrictive harvesters. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 64 (6), 6982227,
pp. 1431-1437, 2015 (IF 1.79)
Sul tema della misura di inquinanti atmosferici e contaminanti, si segnala il completamento dell’analisi
relativa alla valutazione dell’incertezza associata alla quantificazione di microinquinanti ambientali (PHA) in
accordo con le metodologie indicate dalla GUM e basate su metodi Monte Carlo. I risultati dello studio sono
stati accettati per la pubblicazione sulla rivista Analytica Chimica Acta.
Sega, M., Pennecchi, F., Rinaldi, S., Rolle, F.: Uncertainty evaluation for the quantification of low masses of
benzo[a]pyrene: Comparison between the Law of Propagation of Uncertainty and the Monte Carlo method.
Analytica Chimica Acta, Published on-line November 05, 2015 (IF 4.51)
Nell’ambito della Meteorologia e climatologia, si è implementato un modello matematico per la conversione
dei rilievi storici di temperatura alla Scala Internazionale di Temperatura (ITS-90), che ha dimostrato come le
correzioni applicate non hanno effetti significativi sui dati relativi all’andamento del riscaldamento globale. I
risultati sono stati accettati per la pubblicazione sulla rivista International Journal of Climatology.
Pavlasek, P., Merlone, A., Musacchio, C., Olsen, A.A.F., Bergerud, R.A., Knazovicka, L.: Effect of changes in
temperature scales on historical temperature data. International Journal of Climatology, Volume 36, Issue 2,
1 February 2016, Pages 1005-1010 (IF 3.16)
Pubblicazione di una metodologia di misura, basata sulla spettroscopia a infrarossi mediante trasformata di
Fourier, della quantità di ammoniaca presente nel succo gastrico, considerata un potenziale biomarker per le
infezioni da Helicobacter pylori. Il metodo sviluppato ha evidenziato elevata sensibilità e selettività sia in
soluzioni campione, sia in matrici che simulano il succo gastrico.
Andrea M. Giovannozzi, Francesca Pennecchi, Paul Muller, Paolo Balma Tivola, Silvia Roncari, Andrea M.
Rossi: An infrared spectroscopy method to detect ammonia in gastric juice. Analytical and Bioanalytical
Chemistry, Vol. 407, no. 28, pp. 8423-8431,Nov.2015 (IF 3.4)
24/113
Sono state studiate nanoparticelle di magnetite disperse in resina epossidica che danno origine a un sistema
paramagnetico interagente. È stato spiegato perché l’energia di interazione dipenda anche da fluttuazioni
nella concentrazione delle nanoparticelle.
F.
Bondioli,
M.
Messori,
G.
Barrera,
P.
Tiberto,
P.
Allia,
C.
Sciancalepore:
Epoxynanocompositesfunctionalized with in situ generated magnetite nanocrystals: Microstructure, magnetic
properties, interaction among magnetic particles. Polymer, Volume 59, 278-289, 2015 (IF 3.56)
E’ stato condotto uno studio micromagnetico del moto delle pareti di dominio in dispositivi spintronici
osservando una buona correlazione con le previsioni teoriche di modelli monodimensionali e dimostrando
che il moto delle pareti è ben compreso in condizioni sperimentali di interesse applicativo (valori bassi di
campo e di corrente di spin).
Leliaert, J.; Van de Wiele, B.; Vandermeulen, J.; Coene, A.; Vansteenkiste, A.; Laurson, L.; Durin, G.; Van
Waeyenberge, B. &Dupré, L.: Thermal effects on transverse domain wall dynamics in magnetic nanowires.
Appl. Phys. Lett., 2015, 106, 202401 (IF 3.30)
Per quanto concerne le ricerche su processi di nanocrescita si cita:
La realizzazione di strati di grafene su larga area per dispositivi per effetto hall quantistico ha portato a
valutare processi di crescita differenti, usando la tecnica Raman come tecnica di indagine.
G. Amato, G. Milano, U. Vignolo, E. Vittone: Kinetics of defect formation in chemically vapor deposited (CVD)
graphene during laser irradiation: The case of Raman investigation. Nano Research, Vol. 8, n. 12, pp. 39723981, 2015 (IF 7.010)
Sono stati realizzati sviluppati riferimenti campione di lunghezza alla nanoscala (con periodicità periodicità
tra 20 nm e 40 nm) utilizzando la tecnica di crescita da self-assembly tramite copolimeri a blocchi unita a
processi litografici convenzionali di tipo top-down.
F. Ferrarese Lupi, G. Aprile, T. J. Giammaria, G. Seguini, G. Zuccheri, N. De Leo, L. Boarino, M. Laus, M.
Perego: Thickness and microdomain orientation of asymmetric PS-b-PMMA block copolymer films inside
periodic gratings. ACS applied materials & interfaces, 2015 (IF 6.723)
Sono stati realizzati fotorivelatori superconduttivi nano-TES per il conteggio di fotoni aventi prestazioni tra le
migliori riportate in letteratura (superficie sensibile 1 µm2, tempo di risposta 153 ns, risoluzione di 0.12 eV
per fotoni di 0.8 eV, 1550 nm)
C. Portesi, E. Taralli, L. Lolli, M. Rajteri, E. Monticone: Fabrication and Characterization of Fast TESs With
Small Area for Single Photon Counting. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 25, issue 3,
Article Number: 2101004, 2015 (IF 1.23)
Attività e risultati di maggior rilievo conseguiti nel 2015 nel ruolo NMI
Pubblicazione dei risultati del primo confronto internazionale sulla conta di cellule umane, mediante
citofluorimetria come metodo assoluto per la conta di cellule CD4+, metodo utilizzato negli ospedali per la
diagnostica medica. Il confronto ha per la prima volta dimostrato la capacità di confrontare i risultati tra
laboratori diversi con un'incertezza del 15% ritenuta ottima in questo ambito di applicazione medica.
Wang; L.; Stebbings; R.; Gaigalas; A. K.; Sutherland; J.; Kammel; M.; John; M.; Roemer; B.; Kuhne; M..;
Schneider; R.; Braun; M; Engel; A.; Dinesh K. Dikshit; D.; Abbasi F.; Marti; G.; Sassi M; Revel; L.; Kim; S.;
Marc-Olivier Baradez; M.O.; Lekishvili; T.; Marshall; D.; Whitby; L.; Wang; J.; Ost; V.; Vonsky; M. and
Neukammer; J.: Quantification of cells with specific phenotypes. Part I: Determination of CD4+ cell count per
microliter in reconstituted lyophilized human PBMC prelabeled with anti‐CD4 FITC antibody. Part II:
Determination of CD4 expression level on reconstituted lyophilized human PBMC labelled with anti‐CD4
FITC antibody. Cytometry part A, Volume 87A, no. 3, pp. 244-261, 2015.
La pubblicazione dei risultati della caratterizzazione di IAPSO (International Association for the Physical
Sciences of the Oceans) Standard Seawater, attraverso la misura della velocità del suono nel campo di
temperature tra 273.15 e 313.15) K e nel campo di salinità assoluta tra 10.036 gkg-1 e 38.201 gkg-1, per
pressioni fino a 70 MPa. L’incertezza di misura è risultata dell’ordine di 0.04 % (per misure a pressione
atmosferica) e dell’ordine di 0.06 % (per alte pressioni).
25/113
Lago, S., Giuliano Albo, P.A., von Rohden, C., Rudtsch, S.: Speed of sound measurements in North Atlantic
Seawater and IAPSO Standard Seawater up to 70 MPa. Marine Chemistry, Vol. 177, pp. 662-667, 2015.
Confronto CCQM-K108, con laboratorio pilota il National Metrology Institute of Japan (misura del contenuto
di arsenico e cadmio nella farina di riso).
Hioki, Akiharu; Narukawa, Tomohiro; Inagaki, Kazumi; Miyashita, Shinichi; Kotzeva, Boriana; Kakoulides,
Elias; Sxoina, Vasiliki; Fung, W H; Choi, Y Y; Yau, H P; Tsoi, Y T; Lee, C L; Kong, M F; Shin, Richard; Juan,
Wang; Yee, Ng Sin; Uribe, Christian; Marques Rodrigues, Janaína; Caciano de Sena, Rodrigo; Silva Dutra,
Emily; Bergamaschi, Luigi; Giordani, Laura; D'Agostino, Giancarlo; Valiente, Liliana; Horvat, Milena;
Jacimovic, Radojko; Oduor Okumu, Tom; Kang'Iri, Jacqueline; Owiti Orwa, Tabitha; Chao, Wei; Jingbo,
Chao; Taebunpakul, Sutthinun; Yafa, Charun; Kaewkhomdee, Nattikarn; Chailap, Benjamat; Pharat, Yanee;
Phukphattanachai, Pranee; C Turk, Gregory; Long, Stephen; Murphy, K E; Davis, Clay; Ellisor, Michael;
Merrick, Jeffrey; White, Ian; Saxby, David; Linsky, S M; Barzev, A; Botha, A: Report of the key comparison
CCQM-K108 determination of arsenic species, total arsenic and cadmium in brown rice flour. Metrologia
Volume 52, Technical Supplement, 08005, 2015.
Confronto CCT-K2.5: NRC/NMIJ/INRIM (termometri a resistenza di platino a capsula nel campo di
temperatura tra 13.8 K e 273.16 K). INRIM ha migliorato il campione nazionale nel campo di misura
considerato.
Hill K.D.; Nakano T.; Steur P.P.M.: Final report on CCT-K2.5: NRC/NMIJ/INRIM comparison of capsule-type
standard platinum resistance thermometers from 13.8 K to 273.16 K. Metrologia Volume 52, Technical
Supplement, 03003, 2015.
Confronto CCM.D-K2 (determinazione della densità idrostatica dei liquidi, pentadecano, acqua,
tetrachloroetilene e olio, nel campo di temperatura da 5 °C a 60 °C).
Christian Buchner, Zoltan Zelenka, Heikki Kajastie, Tanguy Madec, Henning Wolf, Csilla Vámossy, Salvatore
Lorefice, Torgunn Garberg, Elżbieta Lenard, Isabel Spohr, Gabriela Mares, Robert Spurný, Angel
Lumbreras, Nieves Medina, Ümit Y Akçadağ and Michael Perkin: Key comparison of liquid density
standards. Metrologia, Volume 52, Technical Supplement, 07015, 2015.
INRIM sta assumendo un ruolo di rilievo nella sperimentazione di campioni di tensione programmabili e
impulsati in cryocooler, in particolare nel lavoro riportato sono state misurate le caratteristiche di stabilità
termiche di dispositive SNIS di fabbricazione INRIM.
Sosso A; Trinchera B; Monticone E; Fretto M; Durandetto P; Lacquaniti V.: Temperature Stability of SNIS
Josephson Arrays Between 4.2 K and Critical Temperature in Cryocooler. IEEE Transactions on Applied
Superconductivity, 2015.
Attività e risultati di maggior rilievo conseguiti nel 2015 nelle attivita di Knowledge Transfer
Alcuni manufatti sono stati messi a punto con processi di nano fabbricazione tra i quali:
 sensore NO2 da utilizzare nel dispositivo NOMADICO del progetto ELISE (cod. prog 281/224,
finanziamenti: POR.FESR 07/3 – BANDO IOD).
 sensori resistivi di NO2 a stato solido operanti a temperatura ambiente
Sono state dimostrate misure di pressione in gas (da 10 Pa a 900 kPa) basate sullo scattering Rayleigh di
fotoni ottici; è stato realizzato un sensore prototipo e richiesto il rilascio di un brevetto.
Si cita la predisposizione di un brevetto su un sistema per ottimizzare lo scambio termico in dispositivi
operanti in cryocooler dal titolo Dispositivo per la termalizzazione di P.Durandetto, E. Monticone, D. Serazio,
A. Sosso.
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5 – Risultati 2015 e confronto con anni precedenti
Nelle tabelle successive sono presentati alcuni indicatori di produzione scientifica e tecnologica al
31/12/2015. Altre informazioni sono contenute in “Risultati e Dati 2015”.
I prodotti INRIM sono stati suddivisi nelle tre seguenti categorie:

Scientific Work (S)

NMI Work (NMI)

Knowledge Transfer Work (KT)
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Tabella 9 –Pubblicazioni e comunicazioni nel periodo 2011-2015
Descrizione
2011
Volumi
Articoli su riviste ISI (per 2015: IF medio1= 2.7)
Altri articoli su riviste e capitoli di libro
Articoli su atti di congresso
Rapporti tecnici (incl. relazioni per contratti)
Comunicazioni (seminari, riunioni, conferenze) internazionali
Comunicazioni (seminari, riunioni, conferenze) nazionali
Totali
1
139
30
103
116
152
59
599
2012
3
124
27
89
109
213
38
603
2013
2014
2
101
19
105
183
293
91
794
2015
1
180
17
114
110
241
56
719
S
NMI
KT
145
11
71
70
168
38
503
33
6
31
31
67
10
178
1
2
12
9
6
8
38
1
158
19
90
107
231
74
680
S
NMI
KT
134
9
52
71
177
52
495
1
19
3
34
32
38
5
132
5
7
4
4
16
17
53
IF medio 2014: 2.2; IF medio 2013: 2.7; IF medio 2012: 2.0; IF medio 2011: 2.0.
La successiva Tab. 10 riporta i dettagli di ripartizione delle pubblicazioni 2015.
Tabella 10 – Distribuzione delle pubblicazioni 2015
Descrizione
MF
MQV
S
NMI
KT
S
Volumi
Articoli su riviste ISI con IF
Altri articoli e capitoli di libro
40
2
-
-
55
5
NM
I
3
1
Articoli su atti di congresso
Rapporti tecnici
Comunicazioni internazionali
3
27
36
5
1
-
2
1
40
20
77
Comunicazioni nazionali
7
-
2
115
6
5
Totali
NM
KT
S
1
6
39
2
NM
I
10
-
2
13
25
2
9
14
53
21
-
1
218
44
10
STALT
TOT
KT
S
NMI
KT
S
NMI
KT
4
1
-
1
6
2
-
134
9
1
19
3
5
7
8
13
7
2
4
3
10
11
19
5
6
10
52
71
177
34
32
38
4
4
16
20
5
5
4
-
9
52
5
17
137
43
19
25
39
19
495
132
53
28/113
Nelle tabelle seguenti sono invece riportati i principali prodotti di trasferimento delle conoscenze, suddivisi tra
prodotti specifici e attività formative.
Tabella 11 - Knowledge transfer - altri prodotti di valorizzazione applicativa
Descrizione
2011
2012
2013
2014
Contratti di ricerca attivi nell’anno
di cui nuovi
Brevetti9 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 accreditati10
Procedure di taratura
Procedure di prova
Documenti e procedure del Sistema
Qualità
Confronti chiave e internazionali
On site peer review visits (di NMI
stranieri)
Progetti di strumenti, apparati o
impianti
Manufatti e realizzazioni di rilievo
S
44
6
1
-
NMI
47
6
2
1.712
62
21
402
170
235
5
2015
KT
17
9
2
S
64
11
-
NMI
22
5
2
1.802
73
62
425
174
240
13
KT
22
8
-
99
33
2
1.628
70
80
498
159
239
18
98
38
4
1.597
76
27
509
164
226
14
114
38
1
1
1.458
62
25
409
164
221
14
106
87
44
103
97
49
92
71
84
78
4
1
2
2
2
16
37
56
15
7
7
7
6
1
5
17
34
26
9
3
20
4
4
Tabella 12 - 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
Corsi di formazione per esterni ed interni
Organizzazione congressi, convegni
e riunioni tecniche
Altre iniziative (eventi, comunicazione)
2011
2012
2013
2014
2015
KT
7
5
14
23
15
3
3
23
11
9
6
12
20
31
35,25
10
41
24
5
14
8
40
20
7
7
24
16
9
12
11
29
29
13
10
23
14
KT
16
8
11
10
25
13
4
26
12
25
31
21
29
40
10
18
26
92
101
I relativi dati analitici - con il dettaglio sui prodotti realizzati dalle Divisioni - sono riportati a parte nel fascicolo
“Risultati e dati 2015”.
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.
29/113
6 – Metodi di indirizzo, gestione e valutazione delle attività
La valutazione dell’attività dell’ente è ora demandata all’Anvur nell’ambito degli esercizi della Valutazione
della Qualità della Ricerca (VQR) e della Scheda Unica Annuale della Ricerca Dipartimentale (SUA-RD) per
la valutazione delle attività di terza missione; pertanto dal 2015 l’istituto non ha più convocato l’apposito
Comitato di Valutazione che, in base al Decreto Legislativo del 21 gennaio 2004 che istituisce l’Istituto
Nazionale di Ricerca Metrologica, aveva il compito di valutare periodicamente i risultati dell’attività di ricerca
dell’ente.
Nel 2015 è stato avviato l’esercizio della Valutazione della Qualità della Ricerca 2011-2014, che si
concluderà nel 2016. A partire da dicembre 2015 l’Anvur ha avviato anche la valutazione della terza
missione, che si è conclusa ad aprile 2016.
30/113
7 – Risorse di personale
La tabella 13 (tutti i dati sono espressi in unità di personale - udp) fornisce i dati sul personale
dipendente al termine degli anni 2013-2015, con contratto a tempo indeterminato (TI) e a tempo determinato
(TD).
Tabella 13 - Personale dipendente al termine degli anni 2013-2014-2015
2013
2014
2015
Descrizione
Ricercatori e tecnologi
Tecnici
Amministrativi
TI
99
86
25
TD
15
7
0
TI
93
83
24
TD
17
4
0
TI
89
78
23
TD
18
3
4
Totale
210
22
200
21
190
25
La tabella successiva presenta l'evoluzione della dotazione organica e la distribuzione di personale
TI a fine anno 2015.
Tabella 14 – Personale in servizio al 31/12/2015
Profilo
Dirigente I fascia
Dirigente II fascia
Dirigente di ricerca
Primo ricercatore
Ricercatore
Dirigente tecnologo
Primo tecnologo
Tecnologo
Collaboratore tecnico E.R.
Collaboratore tecnico E.R.
Collaboratore tecnico E.R.
Operatore tecnico
Operatore tecnico
Operatore tecnico
Funzionario di amministrazione
Funzionario di amministrazione
Collaboratore di amministrazione
Collaboratore di amministrazione
Collaboratore di amministrazione
Operatore di amministrazione
Operatore di amministrazione
Totale
Livello
I
II
III
I
II
III
IV
V
VI
VI
VII
VIII
IV
V
V
VI
VII
VII
VIII
Dotazione
Organica
Personale in
servizio a
tempo
indeterminato
al 31-12-2015
1
10
23
52
2
8
7
33
15
19
11
5
5
4
1
10
1
3
7
217
7
21
47
2
7
5
28
14
19
8
5
4
2
1
10
1
3
6
190
Personale in
servizio a
tempo
determinato al
31-12-2015
2
15
1
3
4
25
Le spese di personale risultano inferiori all’ 80% delle entrate correnti.
Il quadro del personale in servizio al 31/12/2015 ha risentito di due effetti: uno derivante dal ritardo
con cui sono state autorizzate le assunzioni a valere sul budget derivante dal turnover 2014-2015 (le
assunzioni sono state autorizzate con comunicazione del 2 dicembre 2015), l'altro dall'impossibilità di far
fronte, con le riduzioni apportate dalle varie norme di contenimento della spesa, al suo integrale utilizzo.
31/113
Le posizioni a tempo determinato, pari a 25 unità al 31/12/2015, sono costituite da assunzioni
effettuate a valere su programmi di ricerca oggetto di finanziamento diverso dal fondo ordinario dello Stato,
in conformità a quanto disposto dall'art. 1, comma 188, della Legge 266/2005. La durata di tali contratti è
coerente con la durata dei programmi di ricerca. E’, inoltre, da precisare che il reclutamento è avvenuto
mediante pubblico concorso espletato con le identiche modalità dei concorsi per l’assunzione del personale
a tempo indeterminato.
La tabella successiva presenta anche le altre tipologie di figure che collaborano alle attività INRIM:
Assegni di ricerca, Borse di addestramento e Co.Co.Co.
Tabella 15 – Altro personale
Personale in servizio al
31-12-2015
Altro Personale
Tipologia fonte di finanziamento
NON FOE
FOE
Assegnisti
35
34
1
Borsisti
12
12
-
1
1
-
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
Totale
-
-
-
48
47
1
32/113
PARTE 2 – Schede di attività
33/113
34/113
1 – Direzione scientifica
Direttore scientifico: Maria Luisa Rastello (dal 1 settembre 2015, ad interim dal 1 settembre 2014 al 31
agosto 2015)
Personale impegnato (TPE)
Personale
Maria Luisa Rastello
Giovanni Mana
Vincenzo Lacquaniti
Oriano Bottauscio
TPE
0,80
0,50
0,50
0,50
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
La deliberazione del Consiglio di Amministrazione n. 1/2015/1 del 4 febbraio 2015 ha definito le nuove
strutture dell’INRIM, costituendo tre Divisioni Scientifiche e il Servizio Tecnico per le Attività rivolte ai
Laboratori di Taratura (STALT).
Le nuove Divisioni in cui si struttura l’INRIM a partire dal 31 marzo 2015 sono le seguenti:
Metrologia Fisica
La Divisione sviluppa nuove conoscenze, tecnologie e metodi per la metrologia scientifica fondamentale.
In particolare la Divisione cura:
 la realizzazione pratica del metro, del chilogrammo e del secondo;
 la valorizzazione delle potenzialità metrologiche dell’interferometria, dell’ottica quantistica e dei sistemi
quantistici;
 la metrologia in ambito spaziale.
A questo fine svolge e integra attività di ricerca teorica e sperimentale e attività di sviluppo tecnologico e
conduce ricerche coordinate con l’industria mirando a raggiungere un livello di maturità tecnologica pari alla
validazione in laboratorio.
Nanoscienze e materiali
La Divisione conduce ricerca di base e tecnologica nell’ambito delle nanoscienze e dei materiali, sia in
relazione alla realizzazione di riferimenti metrologici, sia in risposta alle esigenze di innovazione tecnologica
dell’industria e dei servizi.
In particolare, la divisione cura:
 la realizzazione pratica dell’ampere e della candela;
 lo sviluppo di tecnologie di preparazione di materiali, mezzi nanostrutturati e dispositivi e di tecnologie
nanofotoniche;
 lo studio dei fenomeni fisici nella materia condensata.
La Divisione promuove e valorizza l’originalità e le potenzialità dell’approccio metrologico alle nanoscienze
ed ai materiali nelle sue relazioni con i soggetti operanti in ambito nazionale e internazionale.
Divisione Metrologia per la Qualità della Vita
La Divisione sviluppa la scienza metrologica associata alla qualità della vita in relazione all’alimentazione,
all’ambiente, alla salute e all’uso razionale dell’energia.
In particolare la Divisione cura:
 la realizzazione pratica del kelvin e della mole;
 la metrologia biomedicale a supporto delle applicazioni diagnostiche e terapeutiche;
35/113
 la metrologia per la sicurezza e sostenibilità alimentare;
 la metrologia a supporto degli studi climatici e il monitoraggio ambientale;
 la metrologia per lo sviluppo di sistemi energetici affidabili e sostenibili.
In questi ambiti collabora con soggetti pubblici e privati a supporto delle necessità del Paese, per il
benessere dei cittadini e la tutela dell’ambiente.
Il Servizio Tecnico per le Attività rivolte ai Laboratori di Taratura (STALT) organizza le attività di
supporto tecnico all'accreditamento di laboratori sulla base di specifiche convenzioni e nel rispetto dei
requisiti della normativa nazionale e internazionale e degli organismi internazionali.
In particolare la Struttura:
 mantiene, migliora e dissemina i campioni nazionali delle unità di misura e garantisce la qualità dei
riferimenti metrologici;
 risponde, anche in collaborazione con le divisioni, a specifiche richieste su problemi di metrologia
applicata provenienti da imprese o altri soggetti pubblici o privati;
 sostiene iniziative di trasferimento tecnologico a livello nazionale e internazionale;
 promuove e partecipa ad iniziative di presentazione e diffusione dei risultati della ricerca, delle possibili
applicazioni e dei servizi rivolti all'industria e alla società;
 è attiva nel campo della normazione nazionale e internazionale.
A tale fine, la Struttura sviluppa nuove tecnologie e metodi di misura d’interesse applicativo, anche mediante
la ricerca a questo finalizzata, raggiungendo un livello di maturità tecnologica dei prodotti realizzati pari alla
validazione nell’ambiente rilevante.
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 16 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 16 - Mappatura dei settori metrologici INRIM
CC
Field
Sub-field
Josephson effect and DC voltage
Quantum Hall effect and DC resistance
DC & Q. metrology
Single electron tunnelling, Low DC current
Low frequency
AC/DC transfer, AC voltage and current, impedance
Radiofrequencies and
EM
RF power, scattering parameters, RF impedance
Microwaves
AC power and energy
Electric and magnetic fields (incl. high voltage/high current
Power and energy
tests)
Magnetic measurements and properties
Structure
NM
NM
NM
NM
STALT
NM
STALT,
MQV, NM
NM
36/113
M
Mass&related quant.
L
Length
TF
Time and Frequency
PR
Photom&Radiometry
T
Temperature
AUV
Acoustics
QM
Amount of substance
Mass standards
Avogadro Constant
Density and volume
Viscosity
Fluid flow
Force
Pressure (high and low)
Gravimetry
Hardness
Vibration
Basic length
Dimensional metrology
Frequency standards
Time scale
STALT
MF
STALT
STALT
STALT
STALT
STALT
STALT
STALT
STALT
MF
STALT
MF
MF
Photometry and radiometry
Quantum optics
Contact temperature measurements
Non-contact temperature measurements
Thermo-physical properties
Humidity and moisture
Physical acoustics
Acoustic and ultrasound
Gas analysis
Electrochemistry
Inorganic analysis
Organic analysis
Bioanalysis
NM
MF
MQV
MQV
MQV
STALT
MQV
STALT/MQV
MQV
MQV
MQV
MQV
MQV
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 nuovo programma di ricerca denominato
European Metrology Programme for Innovation and Research (EMPIR), in particolare con la
preparazione delle proposte per la call Industry.
Partecipazione ai programmi di ricerca internazionali (VII Programma Quadro e avvio del nuovo
programma quadro HORIZON 2020), 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 2015-2017. In generale, le attività di ricerca hanno conseguito una buona
compliance tra risultati attesi e risultati raggiunti.
37/113
Risultati e distribuzione del personale
I dati relativi al personale delle divisioni e della Segreteria Scientifica sono riportati nella tabella
seguente.
Tabella 17 - Personale TI (al 31/12/2015)
Div
Dir R&Tcnl
Primi R&Tcnl
MF
MQV
NM
STALT
SEGR.
SCIENT.
2
2
3
2
Tot 2015
Tot 2014
Tot 2013
Tot 2012
9
10
12
12
4
8
9
5
26
25
28
29
R&Tcnl
Tecnici
14
14
15
9
7
6
12
29
52
55
56
57
Ammin.
TOT
3
27
30
39
45
3
3
3
3
3
144
147
156
163
54
54
57
62
Ha continuato ad operare l’ unità staccata di Radiochimica e Spettroscopia presso il Dipartimento di Chimica
Generale dell’Università di Pavia. Tale unità afferisce alla divisione Metrologia Qualità della Vita.
Per l’attività di disseminazione su base commerciale, la tabella seguente fornisce i dati sui relativi
prodotti INRIM dal 2011 al 2015.
Tabella 18 - Attività di taratura, misura e prova dal 2011 al 2015
Numero di documenti emessi
Divisioni
Certificati di
Rapporti di prova
Altri certificati e
taratura
rapporti
Totale
Tot. 2011
1.628
70
80
1.778
Tot. 2012
1.597
76
27
1.700
Tot. 2013
1.458
62
25
1.545
Tot. 2014
Tot. 2015
1.712
1.802
62
73
21
62
1.795
1.937
Distribuzione delle risorse umane per tipologia di attività
Nelle tabelle in testa a ciascun programma è rappresentata la distribuzione del personale tra
Scientific Work, NMI Work (mantenimento, upgrading, confronti internazionali e collaborazione in organismi
metrologici internazionali, disseminazione e supporto al SAL), Terza Missione e altre attività (gestionali e di
supporto a qualità, sicurezza e normazione) specifiche di ogni programma. L’attività classificata come
Scientific Work 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 NMI Work si è inteso evidenziare il
complesso di altre attività tecnico-scientifiche che danno origine a “prodotti” specifici di un istituto nazionale
di metrologia.
La distinzione tra Scientific Work, NMI Work e Terza Missione è stata adottata su indicazione del
Comitato di Valutazione, come riportato nel documento “Evaluation of Istituto Nazionale di Ricerca
Metrologica 2013”. La distinzione è stata recepita dall’Anvur, che ha messo in valutazione le attività di Terza
Missione attraverso la compilazione della Scheda Unica Annuale della Ricerca Dipartimentale (SUA-RD) e
dal MIUR che ha introdotto apposite schede per la ricerca istituzionale (NMI Work) e per le attività di Terza
Missione (Knowledge Transfer Work) nella documentazione del Piano Triennale 2016-2018.
38/113
Complessivamente nelle quattro divisioni, la distribuzione 2015 delle risorse umane per tipologia di
attività è riportata nel seguente grafico; il dettaglio è invece riportato nelle tabelle successive.
Risorse umane (TPE) per tipologia di attività
12%
2%
Scientific Work
16%
NMI Work
Knowledge Transfer
70%
Management and miscellanea
Tabella 19 – Divisioni: risorse umane (TPE) per tipologia di attività
Knowledge
Management
Scientific
Div
NMI Work
Transfer
and
Work
Work
miscellanea
MF
47,15
4,20
1,35
MQV
46,75
10,60
5,40
0,30
NM
52,20
7,15
3,45
2,80
STALT
15,30
15,55
18,25
1,15
Totale
161,40
37,50
28,45
4,25
%
70%
16%
12%
2%
Totale
52,70
63,05
65,60
50,25
231,60
100%
39/113
Segreteria scientifica
Responsabile: Maria Luisa Rastello (dal 1 settembre 2015, ad interim dal 1 settembre 2014 al 31 agosto
2015)
Personale impegnato (TPE)
Personale
Lucia Bailo
Michela Borla
Claudia Rota
Fabio Saccomandi
Marina Sardi
TPE
1
0,80
1
0,10
0,90
Descrizione dell’attività




Management delle divisioni
Riunioni istituzionali (CdA, CS e CdV)
Relazioni esterne (visitatori e contatti vari)
Eventi scientifico-divulgativi
Risultati conseguiti




















PT 2015-2017;
Relazione consuntiva 2014 e Relazione programmatica;
Documenti di lavoro della Direzione Scientifica (Raccolta schede PT 2015-2017, Risultati e dati 2014);
Raccolta dati ed elaborazioni statistiche per organi di governo;
Avvio raccolta dati per la Valutazione della Qualità della Ricerca (VQR 2011-2014): inserimento dati
accreditamento del personale INRIM nei database LOGINMIUR e VQR, raccolta pubblicazioni (poi
perfezionata nel 2016) selezionate per la valutazione;
Avvio e gestione del nuovo database IRIS per la raccolta delle pubblicazioni dell’Istituto: contatti col
Cineca, partecipazione a Webinar e incontri telematici di formazione sull’uso dell’Institutional Repository in
qualità di utente e di amministratore, attività preparatorie all’utilizzo del database;
Organizzazione visite di Università, Scuole Secondarie di 1° e 2° Grado, Scuole Primarie e privati ai
laboratori INRIM all’interno delle manifestazioni “Settimana della Scienza” (promossa da CentroScienza
Torino) e “Bambine e bambini all’Università” (promossa dalla Città di Torino) o attraverso contatti con le
scuole o con i privati che hanno fatto richiesta di visita direttamente all’INRIM;
Collaborazione all’organizzazione di manifestazioni scientifico-divulgative nazionali e internazionali;
partecipazione alla annuale edizione de “La Notte dei Ricercatori”, sia con il tradizionale stand in piazza
Castello, sia con l’organizzazione di una conferenza rivolta al pubblico;
Nell’ambito del protocollo di intesa con MIUR Piemonte e GMEE, realizzazione del corso 2015
“Formazione e Pratica Educativa della Metrologia” per insegnanti dei vari ordini scolastici; questo corso si
è inserito nel progetto finanziato dal MIUR su bando di concorso 2014 per la Diffusione della cultura
Scientifica in collaborazione con la Rete della Robotica a scuola; ad ottobre 2015 è iniziato la nuova
sessione del corso con una serie di seminari;
Partecipazione all’iniziativa “ Le settimane a scuola” , promossa dall’associazione Centroscienza,
attraverso l’allestimento di esperienze di misura “portatili” presso alcune scuole primarie di Torino;
Collaborazione alla diffusione dei tirocini di I e II livello disponibili in INRIM, nonche' dei corsi di III livello,
pubblicizzando le proposte INRIM presso gli atenei torinesi; intere razione, nell’ambito delle leggi
sull’alternanza scuola-lavoro, con numerose scuole del Piemonte e di altre regioni per accogliere studenti
in stage presso i propri laboratori;
Gestione documentazione per associature, incarichi gratuiti di ricerca;
Gestione pratiche per attivazione o proroghe/rinnovi assegni di ricerca, borse di studio e tempi
determinati;
Gestione elenco personale afferente alle Divisioni;
Contatti con Ufficio del Personale per preparazione concorsi;
Documentazione dottorati di ricerca e Scuola Dottorato di Ricerca del Politecnico di Torino;
Verbalizzazione riunioni RdD;
Mantenimento archivio della documentazione della Segreteria Scientifica;
Svolgimento della funzione di Segretari di Concorsi Pubblici e conservazione documentazione relativa;
Gestione e controllo delle richieste di acquisto delle tre Divisioni e dello STALT (sistema GUADO) e
attività di collegamento tra le stesse, l’Amministrazione e i Sistemi informatici;
40/113
 Predisposizione dell’elenco dei contratti industriali, dei progetti regionali, europei, FP7, MIUR e progetti




premiali da utilizzare nel database GUADO; gestione dei piani di spesa e relative rimodulazioni ed
inserimento dei dati degli stessi nel sistema GUADO;
Gestione del flusso delle pratiche connesse ai certificati di taratura, dalla firma del responsabile di
Divisione alla consegna in Amministrazione; trasmissione dei relativi file allo sperimentatore ed
all’assistente della Qualità;
Gestione del flusso di tutte le pratiche che necessitano la validazione/firma dei responsabili di Divisione e
relativa consegna in Amministrazione;
Preparazione di presentazioni Power Point dell’Istituto, da utilizzarsi per congressi e workshop;
Organizzazione e partecipazione a incontri di livello istituzionale (ASI, ANVUR, INFN, …).
41/113
Divisione Metrologia Fisica
Responsabile: Giovanni Mana
Risorse umane (TI + TD) al 31/12/2015
Ricercatori e Tecnologi: 29. Tecnici: 7
Ulteriori risorse umane
Assegnisti, Borsisti e Dottorandi: 19. Associati e incarichi: 3
Articolazione delle attività
La Divisione Metrologia Fisica è articolata nei seguenti programmi:
MF1: interferometria (responsabile Enrico Massa)
MF2: tempo e frequenza (responsabile Filippo Levi)
MF3: ottica quantistica (responsabile Marco Genovese)
Avanzamento del piano triennale
La divisione sviluppa conoscenze, tecnologie e metodi per la metrologia scientifica. In particolare per:
 la realizzazione del metro, del chilogrammo e del secondo;
 l’interferometria ottica e X, l’ottica quantistica e i sistemi quantistici;
 la metrologia in ambito spaziale.
Nel corso del 2015, la divisione ha gestito 16 contratti di ricerca nazionali e/o internazionali e pubblicato 40
lavori su riviste censite nella banca dati Web of Science. Sono stati emessi 120 certificati di taratura. Di
particolare impatto sono stati: i) lo sviluppo del link nazionale in fibra ottica per la distribuzione di riferimenti
assoluti di tempo e frequenza e ii) la determinazione della costante di Avogadro con un’accuratezza
adeguata alla ridefinizione del kilogrammo.
La riorganizzazione avviata nel corso del 2015 ha, da un lato, posto i presupposti per l’integrazione delle
attività di ricerca e sviluppo, dall’altro, esteso i campi di interesse attraverso attività di spettroscopia atomica,
ionica e molecolare svolte presso lo European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS, Firenze).
Nel seguito sono riassunti i principali risultati conseguiti.
Ricerca & Sviluppo
Nell’ambito dell’International Avogadro Coordination e del progetto “realisation of the awaited redefinition of
the kilogram” è stata determinata la costante di Avogadro con un’accuratezza di 20 parti su 109, adeguata
alla realizzazione dell’unità contando atomi di silicio. La divisione ha determinato il parametro reticolare del
cristallo utilizzato e, in collaborazione con la divisone qualità della vita, ne ha confermato la composizione
isotopica. Il risultato è stato incluso negli “highlights 2015” dalla rivista Metrologia, è stato rilanciato
dall’American Institute of Physics e ha guadagnato la copertina del Journal of Physical and Chemical
Reference Data.
Prosegue lo sviluppo dell’infrastruttura di tempo e frequenza su fibra (LIFT) per la distribuzione di segnali di
tempo e frequenza campione usando fibre ottiche commerciali. LIFT avrà prestazioni equivalenti alla
distribuzione satellitare in tempi di misura enormemente inferiori: un secondo per ottenere quanto il satellite
può offrire in un giorno. Gli utenti dell’infrastruttura sono: gli osservatori radioastronomici (Bologna, Noto e
Cagliari); la geodesia spaziale per la navigazione in deep space (Matera, ASI); il centro di controllo di terra
degli orologi del sistema satellitare Galileo al Fucino; aziende di aerospaziali e istituzioni finanziarie; gli
osservatori astronomici; centri di eccellenza scientifica (LENS, Università, CNR-INO – Firenze; CNR-IFN –
Milano; CNR-INO – Napoli); gli Istituti Metrologici europei (OBSPARIS in Francia, PTB in Germania, NPL nel
Regno Unito).
Per quanto riguarda la metrologia in ambito spaziale è stata ultimata l’installazione del laboratorio “Demetra”,
nato sulla base di un contratto H2020. L’obiettivo è sviluppare applicazioni scientifiche e industriali dei
segnali di tempo trasmessi dal sistema di navigazione europeo Galileo. La fase sperimentale del progetto
Demetra inizierà nel 2016.
42/113
Procedendo gli studi sul quantum sensing, è stato dimostrato il controllo elettrico dell’emissione di singoli
fotoni da un centro di colore NV in diamante mediante canali grafitici generati con un fascio ionico. I risultati
sono stati pubblicati sulla rivista Scientific Reports del gruppo Nature.
Ricerca Istituzionale (Istituto Metrologico Nazionale)
Il metro è realizzato e riferito alla velocità della luce e al secondo mediante pettini di frequenza, laser
stabilizzati e transizioni atomiche.
In relazione alla futura ridefinizione del kilogrammo, la divisione (congiuntamente alla divisione qualità della
vita) collaborerà con il PTB alla realizzazione del kilogrammo mediante sfere di Si 28 caratterizzate in termini
geometrico (volume e superficie), cristallografico (parametro reticolare), chimico (purezza e composizione
isotopica).
La divisione mantiene e dissemina le unità di tempo e frequenza. A tal fine opera e migliora
progressivamente un campione primario di frequenza (ITFCs2) a fontana di Cs, sviluppa algoritmi per
realizzare e distribuire la scala di tempo nazionale e partecipa alla rete di taratura dell’International Atomic
Time.
Campioni nazionali (DM 591/1993)
MF1
MF2
MF2
Campione di lunghezza d’onda (laser stabilizzati e pettine di frequenza)
Campione primario di frequenza a fontana di cesio
Scala nazionale di tempo UTC(IT)
Altri campioni
MF1
Reticolo campione in silicio monocristallino
43/113
Programma MF1 – Interferometria
Responsabile: Enrico Massa
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale strutturato
Afferenza
R&S
Milena Astrua
Walter Bich (quiescenza da 01-1115)
Marco Bisi1
Paolo Cordiale (quiescenza da 3112-15)
Giancarlo D’Agostino
Claudio Francese2
Giovanni Mana
Domenico Mari3
Enrico Massa
Francesca Pennecchi4
Marco Pisani5
Marco Santiano6
Carlo Paolo Sasso
Massimo Zucco7
Emanuele Audrito
Personale non strutturato
Marco Di Luzio (dottorato)
Totale
ST2
MF1
0,70
MF1
MF1
Ruolo NMI
Gestione o
Terza
coordinament
missione
o
0,70
0,80
0,80
0,25
0,25
1
QV1
MF1
MF1
MF1
MF1
MF1
MF1
MF1
MF1
MF1
ST2
0,20
0,30
0,50
0,80
1
0,30
0,60
0,55
1
0,40
0,30
QV1
1
9,45
Totale
0,10
0,05
0,15
0,20
0,20
0,60
0,60
0,50
1
0,20
0,40
0,50
0,80
1
0,50
0,80
0,55
1
0,60
0,30
1
10,65
1) collaborazione con programma NM1 (50% TPE)
2) collaborazione con programmi di STALT (60% TPE)
3)collaborazione con programma ST2 (20% TPE)
4) collaborazione con programmi QV1 (10% TPE), QV2 (25% TPE) e QV3 (15% TPE)
5) responsabile attività di taratura STALT e collaborazione a progetto Luminar (20%)
6) collaborazione con programmi QV1 (15% TPE) e ST2 (30% TPE).
7) collaborazione con programmi MF2 (25% TPE) e MF3 (15% TPE).
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
Interferometria X/ottica – Misurato il parametro reticolare del 28Si (incertezza relativa di 1.8 nm/m), inclusa
l’analisi teorica e sperimentale dell’incertezza. Iniziato lo studio teorico e sperimentale (collaborazione
UNICA e PTB) degli effetti dello stress superficale sul parametro reticolare. Identificato un errore di misura
localizzato (circa 10 pm/mm) dell’interferometro X/ottico (al momento non spiegato).
Costante di Avogadro – Completata (collaborazioni IAC e SIB03-kNOW) la misura di NA (incertezza relativa
2.0x10-8). Determinata mediante attivazione neutronica la purezza e la frazione molare dell’isotopo 30Si del
cristallo AVO28 (collaborazione QV1 e Australian national nuclear research and development organisation).
Iniziato uno studio preliminare (collaboraione QV1) per la misura della concentrazione di vacanze mediante
l’attivazione neutronica di precipitati di CuSi3.
Metodi matematici per la metrologia – Rilasciata l’applicazione “Calibration Curves Computing” e una
guida sull’inferenza Bayesiana (collaborazione NEW04). Sviluppati metodi Bayesiani per la valutazione di
conformità e dell’incertezza di grandezze discrete. Sviluppato un modello per la valutazione degli errori
umani nelle misure chimiche. Valutata l’incertezza della contaminazione da idrocarburi policiclici aromatici
determinata mediante misure spettroscopiche. Sviluppati metodi di integrazione numerica “nested sampling”
per il calcolo dell’evidenza di modelli e il campionamento di distribuzioni Bayesiane. Calcolata la covarianza
delle determinazioni 2011 e 2015 di NA. Calcolato l’effetto dello strain superficiale sul volume di sfere di
silicio (collaborazione UNICA).
Interferometria laser – Realizzato in interferometro a onda sintetica (frequenza di modulazione tra 700 MHz
e 1.5 GHz) per la misura di distanze assolute. Studiato sperimentalmente l’effetto della turbolenza e del
gradiente termico sulla misura della distanza ottica in aria.
Misure ottiche di pressione – Completato lo sviluppo di misure rifrattometriche dinamiche di pressione in
gas nell’intervallo da 100 Pa a 100 kPa. Realizzati due prototipi per la misura di densità molecolari mediante
scattering di Raileigh (intervalli di pressione da 10 Pa a 100 kPa e da 100 kPa a 900 kPa).
Misure angolari – Ridotta l’incertezza del campione d’angolo INRIM (Rotating Encoder Angle Comparator)
44/113
a 0.01 arcsec (collaborazione SIB58-Angles). Realizzato un interferometro Fizeau per la misura di
nanoangoli (collaborazione SIB58-Angles). Completato il progetto di un “ring laser gyroscope” con target di
accuratezza 10 nrad (collaborazione INRIM-INFN).
Analisi spettrale – Misura di riflettanza di opere d’arte presso il Centro per la Conservazione e il Restauro
dei Beni Culturali “La Venaria Reale”. Studiata l’estensione delle capacità di analisi spettrale al vicino
infrarosso.
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
Realizzazione, mantenimento e disseminazione del metro – Il metro e disseminato mediante pettini di
frequenza (in fibra e Ti:Sa) e sorgenti laser stabilizzate (Nd:YAG/I2 532 nm e He-Ne/I2 633 nm).
Formazione accademica – Tirocini curriculari e tesi di laurea sono stati svolti presso il programma. Il
programma tiene regolarmente corsi universitari di II e III livello: corso di dottorato in Metrologia “The
evaluation of uncertainty in measurement” (POLITO); corso “metodi di osservazione e misura”, laurea
magistrale in fisica (UNITO) e dottorato in Metrologia (POLITO); corso “Laboratorio di fisica della materia”,
laurea magistrale in scienza dei materiali e chimica (UNIPO).
Attività del CCM, CCL e WG collegati – Il programma partecipa CCM, CCL e a gruppi di lavoro in seno a
essi. Partecipa alla stesura della “guide to the expression of uncertainty in measurement” (JCGM Working
Group on the Expression of Uncertainty in Measurement).
Attività di terza missione
Certificati di taratura – Sono stati emessi alcuni certificati di taratura.
Contratti industriali – SNAM Rete Gas “Stima dell’incertezza di taratura delle centraline CEMS”:
Completata la verifica della linearità dei rilevatori per l’analisi gascromatografica di miscele di gas naturale e
il calcolo delle incertezze dei parametri misurati nel rilievo delle emissioni. Contratto Thales Alenia SpaceItalia “Uncertainty budgets for magnetic dipole models”: Completata la procedura per la valutazione del
budget dell’incertezza per modelli di dipolo equivalenti per apparecchiature satellitari. Contratto Thales
Alenia Space-Italia “Italian Spring Accelerometer”: Completata la taratura degli accelerometri della
missione ESA BepiColombo. È stata sviolta attività di supporto per Accredia.
Divulgazione – È stata svolta attività di divulgazione scientifica rivolta alle scuole di ogni ordine e grado e
particolarmente verso gli studenti delle scuole superiori. Nell’ambito dell’International Year of Light è stato
organizzato il workshop “La luce nella ricerca, la metrologia e l’industria”.
Normazione – Il programma partecipa al comitato tecnico UNI/CT 016/GL 69 “Metodi statistici per la
gestione dei processi”.
Infrastrutture
Il programma gestisce e opera un interferometro X/ottico a scansione per la la realizzazione del kilogrammo
contando atomi di silicio nel quadro di un accordo bilaterale con il PTB.
45/113
Programma MF2 – Metrologia di Tempo e Frequenza
Responsabile: Filippo Levi
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Gestione o
coordiname
nto
Totale
Personale strutturato
Afferenza
R&S
Ruolo NMI
Terza
missione
Filippo Levi
Patrizia Tavella
Davide Calonico
Claudio Calosso
Giancarlo Cerretto
Salvatore Micalizio
Ilaria Sesia
Massimo Zucco
Elio Bertacco
Roberto Costa
Alberto Mura
Alberto Sacchetti
Giuseppe Vizio
Gabriele Santambrogio
(TD)
Carlo Sias (TD)
Cecilia Clivati (TD)
Marco Pizzocaro (TD)
Giovanna Signorile (TD)
Personale non strutturato
Pierre Thoumany
Bruno Francois
Matteo Frittelli
Elena Cantoni
Concetta de Stefano
Giacomo Bolognesi
(dottorato)
Carolina Cardenas
(dottorato)
Benjamin Rauf (dottorato)
Gianmaria Milani
(dottorato)
Valerio Formichella
(dottorato)
Anna Tampellini
(dottorato)
Filippo Bregolin (dottorato)
Matteo Barbiero (dottorato)
Associati
Giovanni Costanzo (Polito)
Aldo Godone
Totale
MF2
MF2
MF2
MF2
MF2
MF2
MF2
MF1
MF2
MF2
MF2
MF2
STALT
MF2
0,65
0,60
0,65
1
0,40
1
0,75
0,25
0,90
0,30
0,30
0,30
0,05
0,10
0,05
MF2
MF2
MF2
MF2
1
1
1
1
1
1
1
1
MF2
MF2
MF2
MF2
MF2
MF2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
MF2
MF2
MF2
MF2
MF2
1
0,50
0,60
0,20
0,05
0,10
0,40
0,40
0,50
0,10
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0,20
0,20
MF2
MF2
0,20
0,20
MF2
MF2
0,30
0,30
23,90
1
1
1
1
1
1
1
0,25
1
0,80
1
1
0,10
1
0,20
0,20
0,30
3,10
0,65
0,60
0,30
27,65
46/113
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
Algoritmi e timing e per Galileo – Il programma ha iniziato la sperimentazione dell’impiego dei segnali di
tempo e frequenza resi disponibili dal sistema di navigazione Galileo per realizzare servizi commerciali e
validarne l’utilizzo in ambiente reale (progetto Demetra). E’ stato realizzato un laboratorio dedicato in
collaborazione con 13 partner europei. Prosegue l’attività per l’analisi e validazione degli orologi a bordo, per
lo studio di un sistema intelligente a bordo e per l’utilizzo dei segnali Galileo per il confronto di scale di
tempo.
Campioni atomici di frequenza – L’orologio ottico all’Yb è operativo. L’accuratezza – 1x10-16, valutazione
preliminare – è migliore di quella della fontana di cesio ITCsF2. Le misure preliminari di frequenza sono in
accordo con il valore raccomandato dal BIPM per la realizzazione secondaria del secondo. In collaborazione
con J.C. Camparo (Aerospace Corporation) sono stati compiuti studi innovativi sul light shift risonante
utilizzando l’orologio POP (pulsed optical pumping) e la fontana di cesio.
Disseminazione e sincronizzazione in fibra ottica – E’ proseguita la disseminazione di segnali di
frequenza in fibra ottica verso università ed enti di ricerca. Sono stati compiuti importanti esperimenti sia con
il radio osservatorio di Medicina che con il LENS a Firenze. Si è aggiunta una nuova sperimentazione volta
alla sincronizzazione e alla disseminazione di segnali di tempo fibra utilizzando la tecnica “white-rabbit”.
Attività di ricerca nel polo fiorentino – Sono state avviate due attività presso il polo fiorentino dell’INRIM al
LENS. La prima sviluppa tecniche di raffreddamento e intrappolamento di molecole, al fine di effettuare
misure spettroscopiche ad altissima risoluzione e accuratezza. La seconda sviluppa sistemi ultrafreddi ibridi
di atomi e ioni per esperimenti di simulazione quantistica.
Ruolo NMI
Generazione e della scala di tempo UTC(IT) e sua integrazione in UTC e TAI – La scala nazionale di
tempo è generata da un’insieme di orologi costituito dal campione primario ITCsF2, quattro maser attivi e sei
orologi a fascio di cesio. Nel corso del 2015 la scala di tempo Italiana non si è mai scostata da UTC di più di
5 ns. ITCsF2 è stata utilizzato per 7 tarature di TAI.
Disseminazione nazionale – Il segnale di tempo è disseminato mediante il segnale orario codificato RAI e
NTP.
Formazione accademica – Il programma ha contribuito alla didattica del corso “Master in Navigazione” del
Politecnico di Torino. Personale del programma tiene regolarmente seminari e corsi di II e III livello presso
università italiane.
Attività del CCTF, WG collegati ed EURAMET – Il programma partecipa al CCTF e a molti dei gruppi di
lavoro in seno a esso. Esprime un delegato EURAMET per il settore disciplinare di pertinenza.
Attività di terza missione
Certificati di taratura – Sono stati emessi 118 (di cui 5 interni) certificati di taratura.
Divulgazione – È stata svolta attività di divulgazione scientifica rivolta alle scuole di ogni ordine e grado e
particolarmente verso gli studenti delle scuole superiori (40 visite ai laboratori per un totale di circa 650
visitatori).
Infrastrutture
infrastruttura Galileo – validazione del sistema di timing Galileo e sperimentazione di nuove modalità di
utilizzo dei segnali del sistema.
infrastruttura LIFT – disseminazione di riferimenti accurati in fibra ottica verso laboratori e istituti di ricerca
italiani e internazionali (800 km già operativi, ulteriori 1200 km verranno allestiti nel 2016).
47/113
Programma MF3 – Ottica Quantistica
Responsabile: Marco Genovese
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale strutturato
Afferenza
R&S
Ruolo NMI
Ivo Pietro Degiovanni
Marco Genovese
Marco Gramegna
Ivano Ruo Berchera
Fabio Saccomandi
Massimo Zucco
Gianluca Giorgi (TD)
Alice Meda (TD)
Fabrizio Piacentini (TD)
Marco Roncaglia (TD)
Paolo Traina (TD)
Personale non strutturato
Guillaume Adenier
Alessio Avella
Mattia Levi
Ekaterina Moreva
Siva Pradyumna
Nigam Samantaray
Associati
Paolo Olivero
Totale
MF3
MF3
MF3
MF3
MF3
MF2
MF3
MF3
MF3
MF3
MF3
0,80
0,85
0,75
1
1
0,15
0,30
1
1
0,30
1
0,20
0,10
0,20
MF3
MF3
MF3
MF3
MF3
MF3
0,80
1
1
1
0,15
1
MF3
0,20
13,30
Terza
missione
0,05
0,05
Gestione o
coordiname
nto
Totale
1
1
1
1
1
0,15
0,30
1
1
0,30
1
0,80
1
1
1
0,15
1
0,50
0,10
0,20
13,90
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
Generazione, applicazione e misura di luce sub-Poissoniana – E’ stato realizzato uno schema di ghost
imaging per lo studio di domini magnetici in granati, dimostrando che può raggiungere e superare le tecniche
attualmente in uso.
Si è realizzata una prima sorgente di singoli fotoni (con g2 < 0.5) da centri di colore NV in diamante
elettrostimolati (via canali grafitici realizzati con un fascio di ioni C3+ a 6 MeV).
Si è completato lo studio teorico del quantum enhancement di un interferometro olografico (doppio
interferometro di Michelson), dimostrando che esistono significative regioni di vantaggio per i protocolli
quantistici, sia basati su luce squeezed, che su twin beams (in particolare per alte efficienze).
Generazione, applicazione e misura di luce sub-Poissoniana – Sono state studiate misure di Bell e il
dualismo tra entanglement in variabili diverse, polarizzazione e vettore d’onda, su fotoni entangled prodoti
via fluorescenza parametrica.
Metrologia per le tecnologie quantistiche – Sono stati sviluppati metodi per la caratterizzazione di risorse
e dispositivi utilizzati nell’informazione quantistica; in particolare, rivelatori di fotoni (ricostruzione tomografica
del POVM di un detector tree).
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
E’ proseguita la collaborazione con lo European Telecommunication Standard Institute per la definizione di
uno standard europeo per la crittografia quantistica.
Formazione accademica – 2 tesi di laurea sono stati svolte presso il programma; due corsi di dottorato.
Attività di terza missione
Divulgazione – È stata svolta attività di divulgazione scientifica rivolta alle scuole di ogni ordine e grado e
particolarmente verso gli studenti delle scuole superiori. Effettuati seminari per la divulagazione della
metrologia quantistica presso insegnanti e pubblico generico. Partecipato alla “notte dei ricercatori 2015”.
Infrastrutture
Sono in corso di progettazione e realizzazione nuovi laboratori sotterranei per l’interferometria e l’ottica
quantistica. Sviluppato un nuovo set-up per la realizzazione di weak measurements.
48/113
Divisione Metrologia per la Qualità della Vita
Responsabile: Oriano Bottauscio
Risorse umane (TI + TD) al 31/12/2015
Ricercatori e Tecnologi: 33. Tecnici: 7.
Ulteriori risorse umane
Assegnisti, Borsisti e Dottorandi: 25. Associati e incarichi: 2.
Articolazione delle attività
La divisione si è organizzata in quattro programmi di ricerca, in linea con i compiti che ad essa sono stati
assegnati a seguito del riordino della nuova struttura tecnico-scientifica dell’INRIM. La divisione ha infatti
come obiettivo quello di sviluppare la scienza metrologica associata alla qualità della vita in relazione
all’alimentazione, all’ambiente, alla salute e all’uso razionale dell’energia.
In particolare, per quanto concerne le tematiche relative alla salute, la divisione è impegnata nella metrologia
biomedicale a supporto delle applicazioni diagnostiche e terapeutiche e nella metrologia per la sicurezza e
sostenibilità alimentare; sulle tematiche relative all’energia e all’ambiente la divisione si occupa della
metrologia per lo sviluppo di sistemi energetici affidabili e sostenibili e della metrologia a supporto degli studi
climatici e il monitoraggio ambientale. La divisione cura inoltre la realizzazione pratica del kelvin e della
mole.
I programmi di attività e le linee di sviluppo generali sono indicati nello schema seguente:
PROGRAMMA
QV1: Metrologia Biomedicale
(Oriano Bottauscio)
QV2: Metrologia per l’energia e
l’ambiente
(Gabriella Crotti)
QV3: Metrologia Alimentare
(Andrea Mario Rossi)
QV4: Metrologia della temperatura
(Mauro Battuello)
L’attività in questo ambito è rivolta a dare il necessario supporto
metrologico al miglioramento e allo sviluppo di nuove metodiche
diagnostiche e terapeutiche nell’ambito delle scienze biomediche e
biologiche, attraverso lo sviluppo di metodologie e tecniche di
misura riferibili e di modelli teorico-numerici avanzati ad esse
complementari.
Nell’ambito della metrologia per i sistemi energetici, l’attività è
incentrata sullo sviluppo di riferimenti, sensori e metodologie di
misura per la caratterizzazione, estrazione e trasporto di
combustibili e bio-combustibili e per il monitoraggio e controllo dei
sistemi di distribuzione e utilizzo dell’energia elettrica. In ambito
ambientale, l’attività è rivolta a fornire il supporto metrologico in
ambiti specifici, quali la misura di inquinanti atmosferici e gli studi
sulla meteorologia.
L’attività è rivolta a dare supporto metrologico per l’analisi dei
prodotti alimentari, sviluppando metodi di misura riferibili alle unità
del SI, tecniche innovative di analisi e nanosensori per il
monitoraggio degli alimenti. La necessità è quello di contribuire alla
sicurezza alimentare per la tutela dei consumatori.
L’attività di ricerca è finalizzata alla nuova definizione del kelvin, con
particolare riferimento alla determinazione della costante di
Boltzmann k e alla mise-en-pratique della scala di temperatura.
Il 2015 si inquadra come anno di transizione, nel quale si è avviata l’operatività della nuova struttura e si è
proceduto ad una prima razionalizzazione delle attività e dei progetti in corso avviati nell’ambito dei
precedenti gruppi di ricerca.
Ricerca e Sviluppo
La produzione scientifica della divisione è stata nel 2015 numericamente rilevante con circa 65 lavori
pubblicati su riviste internazionali e oltre 90 presentazioni a congressi ed eventi internazionali. La divisione
49/113
ha partecipato a 25 progetti di ricerca internazionali, di cui due coordinati da INRIM, e a 6 progetti di ricerca
nazionali.
I risultati di maggior rilievo ottenuti nel corso dell’anno sono sintetizzati nel seguito.
Nell’ambito della dosimetria EM e US, sono stati pubblicati i primi risultati originali relativi all’esposizione di
pazienti portatori di protesi metalliche esposti ai campi generati da bobine di gradiente di tomografi MRI
realistici e agli effetti indotti dal movimento di personale medico intorno a tomografi a struttura chiusa e
aperta. Sono state inoltre messe a punto metodologie di realizzazione e caratterizzazione delle proprietà
acustiche ed elastiche di materiali simulatori tissutali per la realizzazione di phantom in grado di simulare
tessuti umani reali.
Sul tema delle metodologie di indagine biologica, da segnalare la validazione di un metodo basato su Atomic
Force Microscopy (AFM) per la misura del modulo elastico di materiali biologici, inclusi soft tissue e single
cellule, nel campo di valori tra 500 e 5000 kPa.
Per quanto riguarda la sensoristica e manipolazione di bio-sistemi, di particolare rilievo il completamento
dello studio, in collaborazione con il Politecnico di Milano, di un sistema lab-on-chip che integra
nanostrutture magnetiche a zig-zag per il rilevamento, la veicolazione e la manipolazione in-vitro di particelle
magnetiche. I risultati sono in corso di pubblicazione sulla rivista Small.
Nell’ambito delle caratterizzazioni termofisiche di fluidi e miscele, di particolare rilievo il contributo
all’estensione della validità dell’equazione di stato (IAPWS-95) grazie al completamento delle misure di
densità in stati stabili e metastabili dell’acqua pura sotto-raffreddata nell’intervallo di temperatura compreso
fra -30 e 0 °C e per pressioni da 140 MPa a 400 MPa.
Per quanto concerne le attività connesse con i dispositivi di micro-generazione elettrica, di rilievo la
pubblicazione dei risultati relativi alla messa a punto di un set-up di misura dell’efficienza di harvester
magnetici a forza diretta con incertezze dell’ordine di 10-3 per la potenza elettrica in uscita e di 6 10-2 per
l’efficienza.
Sul tema della misura di inquinanti atmosferici e contaminanti, si segnala la pubblicazione sulla rivista
Analytica Chimica Acta dei risultati relativi alla valutazione dell’incertezza associata alla quantificazione di
microinquinanti ambientali (PHA) in accordo con le metodologie indicate dalla GUM e basate su metodi
Monte Carlo.
Nell’ambito della Meteorologia e climatologia, si è implementato un modello matematico per la conversione
dei rilievi storici di temperatura alla Scala Internazionale di Temperatura (ITS-90), che ha dimostrato come le
correzioni applicate non hanno effetti significativi sui dati relativi all’andamento del riscaldamento globale. I
risultati sono stati accettati per la pubblicazione sulla rivista International Journal of Climatology.
Per quanto riguarda gli studi connessi con la sicurezza in ambito alimentare, di particolare rilievo, nell’ambito
del progetto FP7 SetNanoMetro, il raggiungimento dell’obiettivo di realizzare tre tipologie di nanoparticelle di
TiO2, aventi forma e dimensioni controllate con incertezza inferiore al 5%, potenziali candidati quali materiali
di riferimento.
A conclusione del progetto SIB09: Primary standards for challenging elements, si segnala l’impego
dell'Analisi per Attivazione Neutronica (NAA) per la verifica della purezza e omogeneità di materiali primari in
forma solida utilizzati per la produzione di soluzioni standard certificate di Mg, Al, Zn, Mo and Rh. In
particolare, sono stati sviluppati appositi metodi raggiungendo un’incertezza target molto bassa per questo
tipo di analisi (1 %).
Per quanto concerne la determinazione della costante di Boltzmann è stata pubblicata sulla rivista
Metrologia una determinazione acustica della costante di Boltzmann con 1.1 ppm di incertezza. Inoltre, in
collaborazione con NIST e CODATA è stata completata l’analisi della possibile correlazione fra le
determinazioni della costante di Boltzmann ottenute con metodo acustico precedentemente ottenute a livello
mondiale.
Da segnalare la conclusione dei lavori rivolti al miglioramento del principio del cosiddetto “amplificatore di
temperatura” (progetto EMRP SIB10 “NOTED”) e l’estensione della curva a due nuovi estremi verso la
temperatura inferiore (sotto il punto del Al) e sopra il punto superiore (appena oltre Ag). Inoltre la
pubblicazione di due lavori conclusivi sulla dipendenza dalla composizione isotopica del punto triplo del neon
(24.5561 K).
Infine, per quanto riguarda la termometria a radiazione, a partire dal punto fisso del Cu, si sono realizzate
scale di temperatura tra 1084 °C e 1500 °C finalizzate all’impiego della tecnica DWT (Double Wavelength
50/113
Technique) e allo studio di scale per interpolazione con punti fissi, i cui risultati verranno presentati a
TEMPMEKO2016.
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
Nel corso del 2015 la Divisione è stata coinvolta in 5 confronti chiave, di cui 1 in qualità di laboratorio pilota,
e 2 confronti in ambito Euramet. Ha inoltre partecipato a 3 confronti internazionali organizzati nell’ambito del
progetto EMRP-SIB64, 1 confronto internazionale sulla conta di cellule umane, CCQM P102, il primo in
questo ambito, 1 confronto inter-laboratorio nell’ambito del progetto HLT03, in cui INRIM fungeva da
laboratorio pilota e 1 confronto di misura per la determinazione della porosità di strati sottili di materiali
porosi, in collaborazione con BAM e DFM.
Si segnala la pubblicazione nel Technical Supplement di Metrologia del rapporto finale del confronto chiave
CCT-K2.5 (con NMIJ e NRC). I risultati sono stati pubblicati sul Database KCDB del BIPM. Inoltre,
pubblicazione su sito BIPM del capitolo aggiornato "Fixed Points: Influence of Impurities" della Guida alla
Realizzazione della Scala Internazionale di Temperatura (ITS-90).
Per quanto riguarda l’attività di certificazione, nel corso del 2015 sono stati emessi complessivamente circa
un centinaio di certificati di taratura e prova.
Nel corso del 2015 si è avviata una razionalizzazione delle procedure di misura della Divisione. In
particolare, si è deciso di:
(i) non aggiornare la procedura M/06/00 relativa alle misure di Viscosità e di sospendere le relative 29 CMC;
(ii) predisporre la procedura PT-M.2.2-02 che coprirà la CMC per la misura della densità dei liquidi per
pesata idrostatica;
(iii) chiudere l’attività di certificazione nell’ambito dell’anemometria e cancellare la procedura M/07/01.
Si segnala altresì l’estensione delle CMC della grandezza “Campi Magnetici a bassa e media frequenza” in
relazione alla taratura di sistemi di generazione di campi di magnetici di riferimento costituiti da bobine di
Helmoltz o affini.
Si segnalano, infine, le seguenti nuove realizzazioni:
 due nuove stazioni di misura basate sull’utilizzo di heatpipe ad acqua e al cesio quali sorgenti di
radiazione termica da impiegarsi nell’attività di disseminazione del kelvin;
 sviluppo di un campione primario di frazione molare di VOC in traccia;
 campione primario di conducibilità elettrolitica (consulenza per UME Tubitak, Turchia).
Campioni nazionali (DM 591/1993)
QV2
QV4
QV4
QV4
Campione di intensità di campo elettrico
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)
Altri campioni
QV1
QV1
QV2
QV2
QV2
QV2
QV2
QV2
QV2
QV3
Campione nazionale di ozono in aria (1 campione)
Potenza ultrasonora (1 campione)
Sistema di generazione di campi magnetici campione (sino a 100 kHz)
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 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
Miscele gravimetriche primarie di CO2 in aria e azoto
Campione di conducibilità elettrolitica
51/113
Programma MQV1 – Metrologia Biomedicale
Responsabile: Oriano Bottauscio
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale strutturato
Afferenza
R&S
Michele Borsero(1)
Oriano Bottauscio
Gabriella Crotti (10)
Giancarlo D’Agostino(2)
Giampaolo D’Errico
Giovanni Durando
Domenico Giordano(5)
Simona Lago(6)
Daniele Madonna Ripa(3)
Alessandra Manzin
Francesca Pennecchi(4)
Marco Santiano
Maria Paola Sassi
Adriano Troia
Mauro Zucca(7)
Paolo Alberto Giuliano
Albo (TD) (8)
Domenico Ansalone (TD,
fino a 30/10)
Luca Zilberti (TD)
Andrea Agosto
Laura Revel
Stefano Pavarelli (TD)
Personale non strutturato
Rugiada Cuccaro (Ass.)
QV1
QV1
QV2
QV1
QV1
QV1
QV2
QV2
QV4
QV1
MF1
MF1
QV1
QV1
QV2
QV2
0,85
0,50
Chiara Magnetto (Ass.,
fino a 30/10)
Alessia Demichelis (Ass.)
Carla Divieto (Ass.)
Simone Lazzaroni (Ass.)
Leonardo Mortari (Ass.)
Alessandro Arduino
(PhD)
Riccardo Ferrero (PhD)
Enrico Simonetto (PhD)
Umberto Zanovello (PhD)
Elisa Pozzi (PhD)
Associati
Mario Chiampi
Guido Sassi
Totale
QV1
(9)
QV1
QV1
QV1
QV1
QV1
QV2
Ruolo
NMI
Terza
missione
0,05
0,10
0,60
0,65
0,60
0,20
0,20
0,20
0,90
0,10
0,10
0,60
0,60
0,20
0,30
0,30
0,10
0,05
0,10
0,10
0,10
0,05
0,25
0,20
0,15
0,20
0,20
Totale
0,90
0,50
0,10
0,60
1
1
0,40
0,20
0,20
1
0,10
0,15
1
1
0,20
0,20
1
1
1
0,30
0,70
0,40
Gestione o
coordinamen
to
0,60
0,30
0,30
0,30
1
0,90
1
1
0,20
0,20
1
1
1
1
1
1
QV1
QV1
QV1
QV1
QV1
0,70
0,70
1
0,70
1
1
QV1
QV1
QV1
QV1
1
1
1
1
1
1
1
1
QV1
QV1
1
0,30
20,50
1
0,30
24,95
0,30
0,30
0,30
3,55
0,90
1) collaborazione con programma STALT1 (TPE 0.1)
2) collaborazione con programmi QV3 (TPE 0.2) e MF1 (TPE 0.2)
3) collaborazione con programma QV4 (TPE 0.8)
4) collaborazione con programmi QV2 (TPE 0.25), QV3 (TPE 0.15) e MF1 (TPE 0.5)
5) collaborazione con programma QV2 (TPE 0.6)
6) collaborazione con programma QV2 (TPE 0.8)
7) collaborazione con programma QV2 (TPE 0.8)
8) collaborazione con programma QV1 (TPE 0.2)
9) collaborazione con programma QV2 (TPE 0.3) e STALT (TPE 0.5)
10) collaborazione con programma QV2 (TPE 0.9)
52/113
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
L'attività scientifica, schematicamente descritta nel seguito in funzione delle principali tematiche affrontate, ha prodotto
complessivamente nel 2015 28 lavori su rivista indicizzata ISI o Scopus.
Dosimetria elettromagnetica
Nell’ambito delle attività connesse con la diagnostica MRI, si è completato il progetto EMRP-HLT06 “Metrology for nextgeneration safety standards and equipment in MRI”, nel quale INRIM ha messo a punto metodi per la valutazione
dell’interazione tra campi EM generati da tomografi MRI e tessuti biologici e lo studio dell’esposizione di pazienti e
personale medico ai campi MR statico, di gradiente e radiofrequenza. Sono ora disponibili tools previsionali avanzati (su
sistemi HPC-GPU) per l’analisi di modelli anatomici evoluti ed una prima versione di set-up sperimentale per la loro
validazione nel campo RF con polarizzazione lineare. Sono stati caratterizzati misuratori di campo magnetico per bassamedia frequenza (1 Hz – 400 kHz) e sistemi di correzione degli artefatti generati dalla misura di forme d’onda quasirettangolari, tipiche delle bobine di gradiente in dispositivi MRI. E’ in corso di realizzazione un’antenna bird-cage per la
generazione di campo magnetico con polarizzazione circolare alla frequenza di 128 MHz.
Sono stati pubblicati i primi risultati originali relativi all’esposizione di pazienti portatori di protesi metalliche esposti ai
campi generati da bobine di gradiente di tomografi MRI realistici e agli effetti indotti dal movimento di personale medico
intorno a tomografi a struttura chiusa e aperta.
E’ stato condotto uno specifico studio inerente l’esposizione degli operatori al campo magnetico impulsivo generato da
stimolatori magnetici transcranici (TMS), in collaborazione con l’ASO S. Croce e Carle di Cuneo. I risultati del lavoro
svolto hanno messo in evidenza i livelli di campo elettrico indotto nell’operatore e hanno identificato i principali parametri
di influenza. Lo studio ha permesso di evidenziare conformità e criticità rispetto alla normativa vigente.
Si è concluso il progetto MIUR-PRIN “Sviluppo e applicazione di nuovi materiali dosimetrici per radiazioni ionizzanti”, che
ha riguardato la valutazione delle caratteristiche e applicazioni metrologiche della risposta segnale-dose dei sistemi
dosimetrici. In accordo con gli obiettivi previsti è stata eseguita (i) la misura dei tempi di rilassamento di un dosimetro
Fricke mediante un’apparecchiatura di diagnostica a Risonanza Magnetica Nucleare (INRIM TR5/2016), (ii) la misura
della dose assorbita di una sorgente di radiazioni gamma del 60Co installata presso il Laboratorio Energia Nucleare
Applicata dell’Università di Pavia (INRIM TR6/2016 e TR7/2016) e (iii) la misura Raman di un campione di dosimetro
Fricke gel a base di alcol polivinilico.
Sempre nell’ambito della dosimetria EM, nel corso del 2015 si è conclusa infine l’attività relativa allo studio
dell’esposizione nella banda terahertz (progetto EMRP-NEW07, “Microwave and terahertz metrology for homeland
security”).
Dosimetria US
Nell’ambito delle attività relative alle applicazioni terapeutiche basate su ultrasuoni, si segnala la conclusione del
progetto EMRP-HLT03 “Dosimetry for ultrasound therapy”, nell’ambito del quale INRIM ha contribuito alla
caratterizzazione di materiali tissue-mimicking e allo sviluppo di metodi di misura della dose ultrasonora. Per quanto
concerne il primo aspetto, sono ora disponibili metodologie di realizzazione e caratterizzazione di phantom e materiali
tissue-mimicking materials per applicazioni dosimetriche in ambito US. E’ quindi possibile caratterizzare le proprietà
acustiche ed elastiche e valutare la riproducibilità, stabilità nel tempo e la somiglianza con tessuti umani reali. Sono in
corso ricerche per la realizzazione di phantom da impiegare sia in applicazioni US che MR. Per quanto riguarda invece il
secondo ambito, si è concluso nell’ambito del progetto HLT03, il confronto interlaboratorio sulla misura della dose
ultrasonora, in cui INRIM fungeva da laboratorio pilota.
Per quanto riguarda lo studio dei fenomeni di drug-delivery mediante attivazione con ultrasuoni, si sono sintetizzate e
caratterizzate nanoemulsioni per il rilascio di farmaci e/o ossigeno attivato da ultrasuoni. A supporto degli studi in-vitro e
in-vivo dei meccanismi di attivazione di specifici profarmaci (ALA) legati agli effetti meccanici dell’onda ultrasonora, si
sono condotti esperimenti di cavitazione acustica e realizzazione di dispositivi per la caratterizzazione di campi
ultrasonori ad alta intensità nel range di bassa frequenza (20 -100 KHz).
Metodologie non-invasive di indagine biologica
L’attività di ricerca riguarda lo sviluppo di nuovi metodi di misura e di nuovi biomarkers nelle terapie avanzate e nella
diagnostica/monitoraggio in medicina di precisione. L’attività è stata focalizzata sullo sviluppo di metodologie noninvasive di indagine biologica, i principali risultati ottenuti riguardano: lo studio sperimentale, mediante l’uso del
microscopio multimodale in ottica non-lineare sviluppato negli anni precedenti, delle proprietà di generazione di seconda
armonica di due materiali MOF (Metal Organic Frameworks) β-D-fructopyranose calcium chloride altamente
biocompatibili; lo sviluppo di un metodo metabolico non distruttivo per la misura accurata della “dose di cellule” fornita da
scaffold altamente porosi; lo studio sperimentale di un metodo di microscopia AFM riproducibile per la misura del modulo
elastico nei campioni biologici e le misure preliminari delle proprietà elastiche di cellule come biomarker tumorali precoci
in cellule vive di tumore polmonare; lo studio di una tecnica basata su metodologia ROC (Receiver Operating
Characteristc) per segmentazione adattativa di micrografie di bio-cellule, finalizzata alla ottimizzazione, in termini di
sensibilità e specificità, dell’accuratezza del processo di riconoscimento; approccio al problema degli outlier in metrologia
di processo.
53/113
Sensoristica e manipolazione di bio-sistemi
Nell'ambito dell'attività sulla sensoristica, sono stati sviluppati ed applicati modelli teorici e numerici per lo studio di
dispositivi miniaturizzati potenzialmente impiegabili nel rilevamento di particelle magnetiche (dispositivi magnetici
nanostrutturati basati sugli effetti di magnetoresistenza anisotropica e Hall planare, giunzioni magnetiche a effetto tunnel,
dispositivi che sfruttano fenomeni di risonanza ferromagnetica in cristalli magnonici, sensori Hall). I modelli hanno
permesso l’interpretazione fisica dei risultati sperimentali ottenuti presso l'NPL, il PTB e la Divisione Nanoscienze e
Materiali. Inoltre, in collaborazione con il Politecnico di Milano, sono stati studiati sistemi lab-on-chip che integrano
nanostrutture magnetiche a zig-zag per il rilevamento, la veicolazione e la manipolazione in-vitro di particelle
magnetiche. Infine, con la conclusione del progetto EMRP HLT04-BioSurf, si è completata l'ottimizzazione dei codici di
calcolo per l'analisi dell'affinità di legame tra superfici bio-funzionalizzate.
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
Realizzazione mantenimento disseminazione (non attività conto terzi) dei campioni
Nell’ambito della dosimetria EM, si sono estese le CMC della grandezza “Campi Magnetici a bassa e media frequenza”
in relazione alla taratura di sistemi di generazione di campi di magnetici di riferimento costituiti da bobine di Helmoltz o
affini.
Realizzazione delle unità SI per la biologia (realizzazione pratica della mole) (4 pubblicazioni ISI, 5 proceedings
congresso ISBN). In linea con le strategie e le raccomandazioni del Comitato Consultivo per la Chimica e la Biologia
(CCQM), i risultati dell’attività hanno riguardato: (i) lo sviluppo di materiali di riferimento per il conteggio e per l’analisi di
confluenza di cellule epiteliali tumorali A549 adese su substrato (materiale utilizzato per il confronto CCQM-P123 di cui
INRIM è laboratorio pilota); la quantificazione, con incertezza relativa 0,016, di cellule con specifico fenotipo: la
determinazione del livello di espressione di CD4+ in matrice di cellule PBMC umane liofilizzate (confronto CCQM P102);
analisi di conteggio di lipoproteine (progetto EMRP SIB54 BioSITrace); lo sviluppo di un campione primario di frazione
molare di VOC in traccia, che verranno utilizzati come biomarkers nell’analisi del respiro nel monitoraggio di malattie
quali la fibrosi cistica, in aria purificata basato sul principio fisico della diffusione, tra 100·10-12 mol/mol e 300·10-12
mol/mol con incertezza relativa < 0,05 (progetti EMRP IND63 METAMC e ENV56 KeyVOCs) (ii) lo sviluppo di modelli
matematici per la stima di incertezza nelle misure di confluenza cellulare, per la componente legata all’imaging in
fluorescenza sia mediante lo sviluppo di SW che valuta l’incertezza del tresholding, sia personalizzando uno strumento
SW basato su metodologia ROC; modellizzazione e valutazione delle componenti di stabilità di campioni. Mantenimento
del campione nazionale di frazione molare di ozono in aria ambiente tra 0 e 1000 nmol/mol con incertezza assoluta Q
[1.1, 0.022 x(O3)].
Confronti nazionali e internazionali
Key Comparison CCAUV.U-K3.1 for Ultrasonic Power: conclusione ed emissione del final report. La partecipazione
dell’INRIM ha permesso il link con la comparison svolta in precedenza CCAUV.U-K3. Di particolare importanza la
partecipazione con successo al primo confronto internazionale sulla conta di cellule umane, CCQM P102, mediante
citofluorimetria come metodo assoluto per la conta di cellule CD4+, metodo utilizzato negli ospedali per la diagnostica
medica. Il confronto ha per la prima volta dimostrato la capacita' di confrontare i risultati tra laboratori diversi con
un'incertezza del 15% ritenuta ottima in questo ambito di applicazione medica.
Formazione accademica
Attività di tutoraggio per 5 Tesi di Dottorato e per 2 Lauree Magistrali del Politecnico di Torino.
Organizzazione di due corsi di III livello, presso la scuola di Dottorato del Politecnico di Torino:
 “Electromagnetic dosimetry in MRI: computational and experimental methods”, Dottorato di Ricerca di
Ingegneria Elettronica, Febbraio 2015.

"Mathematical methods for multiscale problems in the study of magnetic materials", Dottorato di Ricerca in
Matematica Applicata, Marzo 2015.
Organizzazione del Workshop “Dosimetria elettromagnetica per un uso sicuro della tomografia MR”, INRIM, 3 Marzo
2015.
Seminari all'interno del corso "Elettrotecnica" riservato agli allievi di Ing. Elettrica, Politecnico di Torino, Maggio 2015.
Membership organismi metrologici e normativi
Avvio, nel comitato tecnico internazionale di riferimento (IEC, TC 87- Ultrasonics), dei seguenti new work item proposal:
87/586/NP Measurement of ultrasound field parameters at high pressure therapeutic levels in water;
87/574/NP Ultrasonics - Measurements of electroacoustical parameters and output acoustic power of spherically
focusing transducers using self- reciprocity method.
Il programma contribuisce alle attività degli organismi metrologici internazionali. In particolare, nell'ambito dei Comitati
consultativi del CIPM, partecipa alle attività del CCQM e dei gruppi di lavoro Cell Analysis (CAWG) e Bioanalysis
(BAWG).
54/113
Per quanto riguarda l'EURAMET partecipa al task group Health, gruppo che ha coordinato la preparazione della sezione
"Health" della EURAMET Strategic Research Agenda, pubblicata nel 2015.
Partecipazione ai comitati CEI TC106, TC210, SC210A, CT 29/87
Membership altri organismi nazionali e internazioni
Partecipazione al Gruppo Nazionale di Ricercatori Elettrotecnica, attraverso l’Unità Torino – INRIM.
Partecipazione all’International Organizing Committee della Soft Magnetic Materials Conference.
Partecipazione al Publication Committee e al Technical Programme Committee della European Magnetic Sensors and
Actuators Conference (EMSA 2016).
Partecipazione all’International Program Committee della 1st IEEE Conference Advances in Magnetics (AIM2016).
Attività di terza missione
Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto
all’accreditamento dei laboratori, normazione tecnica)
Il laboratorio di taratura di sensori di campo magnetico ed elettrico a bassa e media frequenza ha emesso 40 certificati di
taratura. Supporto alla stima del bilancio di incertezza e alla definizione delle procedure per la taratura dei misuratori di
campo magnetico 1 Hz- 100 kHz.
Il laboratorio Ultrasuoni in Medicina ha effettuato misure di potenza ultrasonora emessa da dispositivi a ultrasuoni con
frequenza nominale pari a 40 kHz, previsto all’interno del gruppo di lavoro “Beauty Care” del CEI.
Il laboratorio per la taratura dei misuraratori di Ozono ha emesso 20 certificati di taratura di calibratori e di analizzatori di
ozono in aria ambiente per confronto con il campione nazionale mantenuto dall’INRIM.
Formazione continua (esclusa formazione accademica)
Corso di Formazione per Terna: Valutazione e mitigazione del campo magnetico prodotto da cavidotti con il software
Powerfield, INRIM, 6 ottobre 2015. Il corso è stato organizzato a seguito dell’acquisizione di licenze del software
Powerfield da parte di Terna.
Relazione al corso AIFM Interconfronto sulle misure di spettroscopia RM in vitro, AOUC Careggi, Firenze, Luglio 2015.
Public engagement (divulgazione, eventi pubblici)
Organizzazione seminario divulgativo “Induzione elettromagnetica, un fenomeno semplice… ma non banale (Storia,
curiosità, paradossi, formulazioni ed interpretazioni attorno alla legge di Faraday)”, INRIM, 3 Febbraio 2015.
Relazione a Workshop “THz security”, PMOD, Svizzera, 29 Maggio 2015.
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Programma MQV2 – Energia&Ambiente
Responsabile: Gabriella Crotti
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale strutturato
Afferenza
R&S
Ruolo NMI
Gabriella Crotti(9)
Domenico Giordano(1)
Simona Lago(2)
Salvatore Lorefice
Andrea Merlone(3)
Francesca Pennecchi(4)
Michela Sega(5)
Marina Sardi
Mauro Zucca(6)
Pier Giorgio Spazzini (fino a
09/2015)(7)
Paolo Alberto Giuliano Albo
(TD) (8)
Aline Piccato (TD) (Totale:
0.6)
Giuseppina Lopardo (TD)
(Part-time) (10)
Chiara Musacchio (TD, fino a
04/2015)
Mario Siciliani de Cumis (TD,
a partire da 11/2015)
Federico Fissore
Giorgio Varetto
Personale non strutturato
Graziano Coppa (Ass.)(11)
Rugiada Cuccaro (Ass.)(12)
Francesca Rolle (Ass.)
Arash Hadadian (PhD)
Mohammad Modarres (PhD)
Enrica Pessana (PhD)
Raffaella Romeo (PhD)
Francesca Sanna (PhD)
Totale
QV2
QV2
QV2
QV2
QV2
MF1
QV2
QV2
QV2
QV2
0,60
0,40
0,70
0,65
0,20
0,15
0,30
0,20
0,20
0,10
0,25
0,20
0,10
0,30
0,70
0,10
0,20
0,30
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
12)
QV2
QV2
QV2
QV2
QV2
Terza
missione
0,10
Gestione o
coordinamento
0,10
0,15
0,10
0,10
0,10
0,30
0,10
0,60
0,20
0,60
0,10
0,20
0,30
0,70
0,50
0,15
0,15
QV2
QV2
0,20
0,20
QV2
QV2
QV2
QV2
QV2
QV2
QV2
QV2
0,50
0,30
0,50
1
0,70
0,60
1
0,70
11,65
0,90
0,60
0,80
1
0,55
0,25
0,80
0,10
0,80
0,80
0,80
0,80
0,30
Totale
0,30
0,30
0,50
0,50
1
1
2,45
0,50
0,30
1
1
0,70
0,80
1
0,70
17,35
0,50
0,20
3,15
0,10
collaborazione con programma QV1 (TPE 0.4)
collaborazione con programma QV1 (TPE 0.2)
collaborazione con programma QV4 (TPE 0.45)
collaborazione con programmi QV1 (TPE 0.1), QV3 (TPE 0.15) e MF1 (TPE 0.5)
collaborazione con programma QV3 (TPE 0.2)
collaborazione con programma QV1 (TPE 0.2)
collaborazione con STALT (TP2 0.2)
collaborazione con programma QV1 (TPE 0.2)
collaborazione con programma QV1 (TPE 0.1)
collaborazione con programma QV4 (TPE 0.15)
collaborazione con programma QV4 (TPE 0.5)
collaborazione con programma QV1 (TPE 0.3) e STALT (TPE 0.5)
56/113
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
L'attività di ricerca è indirizzata alla studio, e sperimentazione di riferimenti, sensori e metodologie di misura funzionali al
conseguimento degli obiettivi comunitari 20-20-20 in tema di energia sostenibile, ambiente e cambiamenti climatici. Su
questi temi il programma ha operato nel 2015 nell'ambito di quattro progetti co-finanziati dalla Comunità europea.
L'attività scientifica, schematicamente descritta nel seguito in funzione delle principali tematiche affrontate, ha prodotto
complessivamente nel 2015 19 lavori su rivista indicizzata ISI o Scopus.
Misure termofisiche e chimiche per la caratterizzazione di fluidi e miscele

Caratterizzazione di gas naturali liquefatti a temperature criogeniche (EMRP ENG60 Metrological support for LNG
custody transfer and transport fuel applications). Si è completata la realizzazione di un trasduttore a ultrasuoni per la
misura simultanea di densità e velocità del suono a 110 K, al fine di monitorare il contenuto di additivi e contaminanti
su impianti esistenti. I risultati delle misure verranno inclusi nella nuova formulazione dell’equazione di stato dei gas
naturali, mantenuta dal GERG.

Misura in linea di viscosità e contenuto di solidi in liquidi non-newtoniani. (EMRP ENG59 Sensor development and
calibration methods for in-line detection of viscosity and solid contents on non-newtonian liquids). Con riferimento allo
sviluppo di campioni di viscosità non newtoniana, è stata effettuata presso l'INRIM la misura della viscosità su due
fluidi forniti dal PTB,il cui comportamento reologico è stato descritto in accordo al modello Herschel-Bulkley, e su un
set di quattro differenti fluidi (uno Newtoniano e tre non Newtoniani) forniti dal VSL. E' stata inoltre progettata e
realizzata una stazione di misura della densità in grado di effettuare la taratura in linea di densimetri e la misura della
densità di fluidi, quali i "drilling fluids" nel campo di temperatura tra 0 °C e 150 °C e con pressioni sino a 20 MPa.

Misure di densità in campioni di acqua pura. Sono state completate le misure di densità in stati stabili e metastabili
dell’acqua pura sotto-raffreddata nell’intervallo di temperatura compreso fra -30 e 0 °C e per pressioni da 140 MPa a
400 MPa allo scopo di estendere la validità dell’equazione di stato (IAPWS-95) anche in condizioni termodinamiche
estreme, di interesse a fini industriali.

Misure di velocità del suono in gas refrigeranti a basso Global Warming Potential. E' stato caratterizzato un sistema
ad-hoc per misure di velocità del suono in fase liquida di fluidi refrigeranti a basso impatto ambientale.
Misure per un uso sostenibile dell'energia elettrica

Sviluppo di sistemi riferibili per la caratterizzazione di trasduttori in media tensione in presenza di forme d'onda reali
(EMRP ENG52 Measurement tools for Smart Grid stability and quality). E’ stato progettato un divisore di tensione di
riferimento per misure di tensioni distorte con contenuto spettrale dalla continua sino a 20 kHz. Le prestazioni in
termini di accuratezza e banda passante sono state ottimizzate mediante uno strumento di calcolo numericocircuitale integrato che sfrutta una procedura 3D a elementi finiti in grado di predire con accuratezze del percento gli
accoppiamenti parassiti del divisore. In alternativa alla taratura per confronto, è' iniziata la sperimentazione di un
metodo assoluto per la taratura in frequenza di trasformatori di misura, basata sull'utilizzo di condensatori in alta
tensione e di un ponte digitale.

Sviluppo e caratterizzazione di dispositivi di micro generazione. E' stato progetto e realizzato un harvester
vibrazionale basato su una struttura a cantilever. Sono state messe a punto quattro varianti del dispositivo basate
sull'utilizzo di acciai elettrici e di un numero variabile (da 2 a 6) di magneti permanenti Nd-Fe-B al fine di simulare
diversi patterns di bias magnetico, analizzandone sperimentalmente le prestazioni in termini di potenza generata
(valori di potenza specifica misurata 0.61 mW/cm3 a 50 Hz, 1.1g).
Misura di inquinanti atmosferici e contaminanti

Riferibilità di inquinanti atmosferici e contaminanti. E' stata effettuata la quantificazione di idrocarburi policiclici
aromatici in soluzione e in matrici reali (frazioni molari nell’intervallo 10 nmol/mol – 100 µmol/mol, con incertezze
dell’ordine del 5%) mediante gascromatografia accoppiata alla spettrometria di massa (GC-MS), applicando i minimi
quadrati totali e il metodo Monte Carlo per la propagazione delle distribuzioni per la valutazione dell’incertezza di
misura. Metodi elettrochimici coulometrici (titolazione coulometrica Karl-Fischer e Evolved Water Vapour Analysis)
sono stati applicati alla determinazione del contenuto di acqua in campioni solidi in condizioni di riferibilità
metrologica ed è stata effettuata la valutazione dell’incertezza di misura associata. E' stata infine effettuata la
spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FTIR) per l’identificazione di impurezze e prodotti di degradazione
nelle miscele di ossidi di azoto e per lo studio di costanti cinetiche.

Nell'ambito dello IUPAC project n° 2014-027-1-500, è stato sviluppato un modello per la valutazione dell'incertezza
per gli errori umani nelle misure in chimica.
Meteorologia e climatologia

Caratterizzazione di sensori per meteorologia e radiosonde (EMRP ENV 58 MeteoMet2 Metrology for Essential
Climate Variables) E' stata completata la messa in funzione della cella climatica (EDDIE), progettata e realizzata
nell'ambito del progetto MeteoMet, costituita da un tunnel a vento di tipo chiuso dotato di controllo di temperatura e
pressione, per la simulazione delle condizioni atmosferiche terrestri utili allo studio delle dinamiche dei sensori e delle
centraline impiegate in meteorologia. Sono state effettuate le prove di collaudo sull'impianto e si è proceduto a una
prima caratterizzazione in temperatura e in velocità dell’aria a differenti temperature. In relazione alla valutazione in
57/113
sito dell’impatto di ostacoli sulle misure meteo-climatologiche di temperatura dell’aria, sono stati caratterizzati in cella
climatica i sensori ed è stato allestito l'esperimento in campo, effettuando il training dei partner coinvolti, CEM e CMI,
nell'installazione di esperimenti analoghi in Spagna e Repubblica Ceca. E’ stato infine avviato il progetto delle
componenti del sistema di taratura per sensori di misura della temperatura del permafrost e sono state pianificate
attività di taratura in campo di catene termometriche operanti presso le stazioni di misura alpine.
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
Realizzazione mantenimento e disseminazione (non attività conto terzi) dei campioni
E’ stato sviluppato un sistema di diluizione dinamica mediante Mass Flow Controller (MFC) per la preparazione di
miscele gassose di ossidi di azoto e biossido di carbonio (frazioni molari inferiori a 200 µmol/mol);ed è stato messo a
punto un impianto per prove di portata su campionatori atmosferici. Sono stati inoltre ottimizzati e resi operativi i sistemi
di misura di riferimento, equipaggiati con ponti digitali, che consentono la taratura e la caratterizzazione di sensori e
trasformatori di tensione e corrente non convenzionali.
Con riferimento al tema trasversale della valutazione dell'incertezza, nell'ambito del completamento del progetto EMRP
NEW04 è stata rilasciata. la versione eseguibile del software “Calibration Curves Computing – CCC software,
congiuntamente alla guida sull'inferenza bayesiana per la metrologia.
Confronti nazionali e internazionali
Nel corso del 2015 il programma ha partecipato a due confronti chiave, CCM-FF-K3 Air speed e CCQM-K131,
“Quantification of PAHs (low polarity analytes) in a multicomponent organic solution”, e ai confronti EURAMET 1225
"Intercomparison of very low air speed standard facilities (0.05-1m/s)", 1325 "Comparison for gas flow range 5 ml/min to
30 l/min" e 1187 "Comparison of Instrument Current Transformers up to 10 kA".
Ha partecipato inoltre a 3 confronti internazionali organizzati nell’ambito del progetto EMRP-SIB64 METefnet sulla
determinazione del contenuto d’acqua con metodi elettrochimici in materiali solidi: “Quantification of water content in a
polymer (Polymorph)”, “Quantification of water content in wood pellets”, e “Quantification of water content in new solid
Certified Reference Materials”.
Formazione accademica
Nel 2015 sono stati attivati o in corso sui temi di interesse 4 PhD (Politecnico di Torino: Energetica, Elettronica, Fisica;
Metrologia) e 5 Tesi di Laurea magistrale
(Politecnico di Torino: Energetica e Ingegneria Elettronica e
Telecomunicazioni).
Membership organismi metrologici e normativi
Il programma contribuisce alle attività degli organismi metrologici internazionali. In particolare, nell'ambito dei Comitati
consultativi del CIPM, partecipa alle attività del CCQM e dei gruppi di lavoro Gas analysis, Organic analysis, ad hoc WG
sulla mole, Strategic Planning e del Key Comparison (in qualità di chair del TC-Metrology in Chemistry) e a quelle del
CCM (Fluid Flow working group).
Per quanto riguarda l'EURAMET partecipa alle attività del TC Electricity and Magnetism (SC Power&Energy), del TC
Metrology in Chemistry, per cui INRIM ha ricoperto il ruolo di Chair sino a giugno 2015, (SC Organic analysia), del TCForce (TC-Force e SC Airspeed and Gas flow), TC-Temperature (WG Thermophysical Properties of Materials) Svolge il
ruolo di convenor del EURAMET task group Environment, che ha coordinato la preparazione della sezione
"Environment" della EURAMET Strategic Research Agenda, pubblicata nel 2015.
Committee member della UNI/CT 016/GL 69 “Metodi statistici per la gestione dei processi” (dal 2/12/2015).
Attività di terza missione
Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto
all’accreditamento dei laboratori, normazione tecnica)
A ricaduta delle attività di ricerca e sviluppo, il programma svolge attività di supporto tecnico-scientifico all'industria, ai
costruttori di dispostivi e strumenti e a enti operanti nel campo dell'accreditamento. In quest'ambito si inquadrano l'attività
di misura e taratura di campioni e sensori prevalentemente nel campo delle misure di alte tensioni continue e alternate e
delle forti correnti alternate (75 documenti emessi) e quella di consulenza nell'ambito delle misure di portata di gas
(,Contratti con MeterSit S.r.l. e Hemina). Nell’ambito di una collaborazione con il Centre for Climate Change della
University Rovira i Virgili sono state effettuate tarature in aria di sensori per misure di temperatura in applicazioni
meteorologiche.
Supporto tecnico è stato fornito ad ACCREDIA e in particolare al Dipartimento Laboratori di Taratura e al COFRAC nei
settori quantità di sostanza, portate di gas e di liquidi, anemometria e termometria elettrica, sia in relazione ad attività di
accreditamento di laboratori, sia partecipando a tavoli tecnici e gruppi di lavoro.
Il programma contribuisce infine alla preparazione di norme e guide tecniche pubblicate da organismi metrologici
internazionali e comitati tecnici nazionali. Per il 2015, si segnalano la Guida EURAMET n. 2 “The role of Designated
Instiutes within the CIPM-MRA”; e la IUPAC/CITAC IUPAC/CITAC Guide for classification, modelling and quantification
of human errors in a chemical analytical laboratory.
58/113
Formazione continua (esclusa formazione accademica)
Attività di docenza sul tema “Metrology in Chemistry” nella International Summer School 2015 in Metrology organizzata
dal PTB.
Public engagement (divulgazione, eventi pubblici)
Organizzazione dell'Artic Metrology Workshop, Torino, 7 Aprile, all'interno del progetto MeteoMet2, con la partecipazione
di metrologi e scienziati e operatori delle basi artiche.
Organizzazione della Break out session Metrology for Environment in the Arctic. Traceability and Data Quality for
Measurements in Extreme Environments, nell'ambito della 2015 Arctic Circle Asssembly, 15-18 Ottobre, Reykjavík.
Organizzazione del workshop “Presentation of ideas in preparation of the 2016 call for projects proposal for the Targeted
Programme Environment in 2016, Torino 1 dicembre.
59/113
Programma MQV3 – Metrologia alimentare
Responsabile: Andrea Mario Rossi
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale strutturato
Afferenza
R&S
Ruolo NMI
Luigi Bergamaschi
Francesca Durbiano
Giancarlo D’Agostino (1)
Francesca Pennecchi (3)
Chiara Portesi
Andrea Mario Rossi
Michela Sega (2)
Personale non strutturato
Andrea Mario
Giovannozzi (Ass.)
Dario Imbraguglio (Ass.)
Elena Orrù (Ass.)
Pasquale Esposito
(Borsista)
Luca Iannarelli (PhD)
Luisa Mandrile (PhD)
Totale
QV3
QV3
QV1
MF1
QV3
QV3
QV2
0,70
0,40
0,20
0,15
0,80
0,70
0,20
0,50
QV3
Terza
missione
0,10
0,10
Gestione o
coordinamento
Totale
1
1
0,20
0,15
1
1
0,20
0,20
0,30
0,20
1
1
QV3
QV3
QV3
0,90
0,80
QV3
QV3
1
1
8,65
1
1
1
0,10
0,20
1
1,50
1
1
10,55
0,40
1) collaborazione con programmi QV1 (TPE 0.6) e MF1 (TPE 0.2)
2) collaborazione con programma QV2 (TPE 0.8)
3) collaborazione con programmi QV1 (TPE 0.1), QV2 (TPE 0.25) e MF1 (TPE 0.5)
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
L'attività scientifica, schematicamente descritta nel seguito in funzione delle principali tematiche affrontate, ha prodotto
complessivamente nel 2015 6 lavori su rivista indicizzata ISI o Scopus.
Standardizzazione delle misure Raman
Si
è
concluso
il
progetto
di
ricerca
IND15
“New
Raman”
nell’ambito
del
programma
EMRP
la “Tip
Ehanced Raman Spetroscopy” (TERS). INRiM ha coordinato il Work Package “Tip-enhanced Raman spectroscopy”, ha
messo a punto un sistema di fabbricazione per le punte STM con elevata riproducibilita’ e ha collaborato alla
realizzazione di un CRM per il depth profiling. Si è iniziata, nell’ambito del Surface Analysis WG del CCQM, una serie di
confronti pilota per la definizione del volume Raman confocale. Infine, si è applicata la tecnica dei minimi quadrati totali,
implementate nel software “Calibration Curves Computing – CCC, per la taratura di sensori per la spettroscopia. Sul
tema sono stati pubblicati 2 lavori scientifici.
(http://projects.npl.co.uk/NEW02-Raman/partners.html). Tale progetto ha permesso di costruire un apparato per
Metrologia per la sicurezza alimentare
INRIM ha avuto il Coordinamento del Progetto SETNanoMetro FP7 (www.setananometro.eu), rivolto alla
standardizzazione di nanoparticelle di TiO2 e alle loro applicazioni in ambito alimentare. Il progetto ha terminato i 24 mesi
con esito positivo sia in termini di risultati attesi, sia per la rendicontazione economica. Durante il 2015 è stato raggiunto
l’obiettivo di realizzare tre tipologie di nanoparticelle di TiO2, aventi forma e dimensioni controllate con incertezza
inferiore al 5%, potenziali candidati quali materiali di riferimento.
INRiM e’ inoltre coinvolto nel progetto sui novel food: gli insetti. In tale ambito si stanno conducendo studi tramite
attivazione neutronica per la determinazione di elementi tossici eventualmente assorbiti nel campione, e di parti di insetti
presenti in traccia nelle farine. Con la spettroscopia vibrazionale sono in corso studi per l’individuazione delle specie di
insetti presenti nelle farine.
Progetto SIB09 – Primary standards for challenging elements nell’ambito del programma EMRP
Si è concluso il progetto SIB09, al quale INRIM ha partecipato a due workpackages attraverso l'utilizzo dell'Analisi per
Attivazione Neutronica (NAA). In particolare:
Nell’ambito del WP1: Methods for Impurity Analysis, sono stati determinati elementi in tracce per verificare la purezza e
l'omogeneità di materiali primari in forma solida utilizzati per la produzione di soluzioni standard certificate di Mg, Al, Zn,
Mo and Rh. L'apporto dell'NAA è risultato fondamentale non essendo richiesta la dissoluzione del campione che può
apportare contaminazioni o perdite. Sono stati sviluppati appositi metodi raggiungendo un’incertezza target molto bassa
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per questo tipo di analisi (1 %).
Nell’ambito del WP3: Standard solutions for challenging elements, si sono sviluppati metodi specifici per l'analisi di
soluzioni, in particolare metodi relativi per il confronto del contenuto di Molibdeno in diverse soluzioni acquose. L'obiettivo
è stato solo in parte raggiunto a causa della bassissima incertezza richiesta (0.1 %). Nel caso del Task 3.3 Linking solid
(primary) standards to liquid (secondary) standards è stato valutato un metodo analitico per confrontare un campione
solido con la soluzione da esso derivata. Il metodo forniva incertezza superiore a quella richiesta per cui non è stato
applicato a campioni reali.
Il progetto ha permesso la pubblicazione di due lavori scientifici e uno è in fase di preparazione.
Sempre nell’ambito delle tecniche di attivazione neutronica, si sono studiati metodi Bayesiani per la valutazione
dell’incertezza associata a grandezze discrete.
Metrologia chimica per dispositivi biomedicali
L’INRiM è leader WP 2 “Development of emerging ambient techniques” del progetto IND56 Q-AIMDS EMRP
(http://projects.npl.co.uk/IND56-Q-AIMDS). ll progetto ha raggiunto l’obiettivo di migliorare la caratterizzazione di sistemi
biomedicali. Nel corso del 2015 l’INRIM ha messo a punto la caratterizzazione tramite Raman sia di sistemi modello sia
di sistemi reali (cateteri, espianti ossei, wound dressing, hip liners per protesi d’anca). I sistemi reali sono stati
successivamente modificati tramite aggiunta di nanoparticelle di oro prodotte all’INRIM per verificare l’efficacia della
caratterizzazione SERS. I risultati ottenuti sono stati confrontati con i risultati della caratterizzazione portata avanti dagli
altri partner del progetto, tramite spettroscopia di massa, XPS ed IR. I risultati ottenuti hanno portato alla elaborazione di
tre collaborative papers.
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
Realizzazione mantenimento disseminazione (non attività conto terzi) dei campioni:
E’ iniziata una collaborazione per lo sviluppo di metodiche elettrochimiche per la determinazione dei contaminanti negli
alimenti con la Dr.ssa Agnese Giacomino del Dipartimento di Chimica Analitica dell’Università di Torino.
E’ in corso presso l’INRIM lo sviluppo di un sistema di misura per la determinazione dei contaminanti negli alimenti
basato su tecniche voltammetriche.
Il programma è responsabile del campione primario per la misura di conducibilità elettrolitica di soluzioni acquose e per
questa misura detiene due CMC.
Membership organismi metrologici
Il programma contribuisce alle attività degli organismi metrologici internazionali. In particolare, nell'ambito dei Comitati
consultativi del CIPM, partecipa alle attività del CCQM e dei gruppi di lavoro Inorganic Analysis (IAW), Surface analysis
(SAWG) ed Electrochemical Analysis (EAWG).
Per quanto riguarda l'EURAMET esprime il Convenor del sotto-comitato di analisi elettrochimica SCEA del TC-MC.
Realizzazione mantenimento disseminazione (non attività conto terzi) dei campioni
Attività di consulenza tecnica con UME Tubitak (Turchia) per la realizzazione di un campione primario di conducibilità
elettrolitica.
Confronti nazionali internazionali
Confronti di misura per la determinazione della porosità di strati sottili di materiali porosi, in collaborazione con BAM e
DFM.
Formazione accademica
Corso di spettroscopie avanzate per il dottorato in metrologia. Attività di tutoraggio e relazione finale per 2 laure in fisica
e 2 in chimica presso l’Università di Torino.
Attività di terza missione
Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto
all’accreditamento dei laboratori, normazione tecnica)
Partecipazione al rinnovo dell’ accreditamento del centro ISPRA: Servizio di Metrologia Ambientale dell’Istituto Superiore
per la Protezione e la Ricerca Ambientale, a Roma.
Partecipazione al corso StandarDays, organizzato da CEN CENELEC, tenutosi a Bruxelles il 21-22 aprile 2015.
Liason Comitato CEN/TC 352 –Nanotechnologies.
Formazione continua (esclusa formazione accademica)
Presentazione “Electrochemical techniques for traceable measurements in food” al subcomitato di analisi elettrochimica
SCEA del TC-MC di EURAMET tenutasi il 4 febbraio 2015 a Malta.
Presentazione “Report on SC Electrochemical Analysis activities” alla riunione plenaria del TC-MC di EURAMET tenutasi
il 5 febbraio 2015 a Malta.
61/113
Presentazione di una proposta di progetto EMPIR TP SI broader scope: “Establishment of SI traceability of electrolytic
conductivity at pure water level from 5°C to 50°C” alla riunione plenaria del TC-MC di EURAMET tenutasi il 5 febbraio
2015 a Malta.
Presentazione “Report on SC Electrochemical Analysis” alla riunione del EAWG del CCQM, tenutosi al BIPM a Sevres, il
16 aprile 2015.
Public engagement (divulgazione, eventi pubblici)
Organizzazione del “Worldwide Food Metrology Day”, 3 luglio 2015, al quale hanno partecipato ricercatori provenienti da
quattro continenti. Correlato a questo evento è stato preparato un video divulgativo sulla Metrologia Alimentare.
Organizzazione del workshop “Food Metrology: Approaches and Tools for Measuring Food Quality” organizzato da CNR
ed
INRiM
nell’ambito
di
Expo
2015
a
cui
hanno
partecipato
un
centinaio
di
ricercatori
(https://www.expo.cnr.it/it/node/189).
Organizzazione workshop “Nanoscience meets Metrology” 27-31 Luglio 2015 presso la Fondazione Ettore Majorana, a
cui hanno partecipato più di 50 ricercatori. E’ seguita la pubblicazione del book of abstract.
Realizzazione del video di presentazione e divulgazione del progetto FP7 “SETNanoMetro”.
Invitati al workshop “Prime giornate franco-italiane di Nanoscienze” Porquerolles France 6-9 Settembre 2015.
Comunicazione orale a “NanotechItaly” 25-27 Novembre 2015.
Presentazione invited “L’interazione fra nano-oggetti e neuroni: dalla biofisica alla nano medicina”, 30 novembre Torino,
accademia delle scienze.
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Programma MQV4 – Metrologia della Temperatura
Responsabile: Mauro Battuello
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Terza
missione
Personale strutturato
Afferenza
R&S
Ruolo NMI
Mauro Battuello
Roberto Maria Gavioso
Ferruccio Girard
Daniele Madonna Ripa (3)
Andrea Merlone (4)
Peter Steur
Giuseppina Lopardo (TD) (Parttime)(6)
Roberto Dematteis(1)
Michael Florio
Domenico Giraudi (2)
Personale non strutturato
Graziano Coppa (Ass.) (5)
Paolo Tarizzo (Ass.)
Totale
QV4
QV4
QV4
QV4
QV2
QV4
QV2
0,60
0,90
0,60
0,80
0,20
0,50
0,40
0,10
0,30
0,10
0,25
0,40
0,10
1)
2)
3)
4)
5)
6)
STALT
QV4
QV4
QV4
QV4
Gestione o
coordinamento
0,15
0,40
0,10
0,40
1
5,65
0,25
0,30
0,30
0,25
0,30
0,10
2,40
0,75
Totale
1
1
1
0,80
0,45
1
0,15
0,50
1
0,40
0,50
1
8,80
In collaborazione STALT (0.5 TPE)
Part time al 40 %
Collaborazione con programma QV1 (0.2 TPE)
Collaborazione con programma QV2 (0.55 TPE)
Collaborazione con programma QV2 (0.5 TPE)
Collaborazione con programma QV2 (0.7 TPE)
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
L'attività scientifica, schematicamente descritta nel seguito in funzione delle principali tematiche affrontate, ha prodotto
complessivamente nel 2015 11 lavori su rivista indicizzata ISI o Scopus.
Determinazione della costante di Boltzmann k e della temperatura termodinamica T con metodo acustico
Sono proseguite nel corso del 2015 le attività di termometria primaria sia nell'ambito del progetto EMRP - InK
(Implementing the New Kelvin), sia nell’ambito del progetto Strategico PS2 (Nuova definizione del kelvin e mise-enpratique). E’ stato inoltre presentato e approvato il finanziamento per il triennio (2016-2018) del progetto EMPIR - InK 2 che rappresenta la naturale continuazione di EMRP – InK.
In particolare, i risultati del progetto EMRP - InK sono stati presentazione alla Royal Society (pubblicazione in corso nel
2016). Inoltre, è stata pubblicata sulla rivista Metrologia una determinazione acustica della costante di Boltzmann con 1.1
ppm di incertezza; questo risultato, sintesi di un lavoro pluriennale, rinnova il contributo INRiM alla nuova definizione del
kelvin.
In collaborazione con NIST e CODATA è stata completata l’analisi della possibile correlazione fra le determinazioni della
costante di Boltzmann ottenute con metodo acustico precedentemente ottenute a livello mondiale. I risultati sono stati
pubblicati sulla rivista Metrologia.
Doppler Broadening Technique per misure termodinamiche di T
E’ proseguita la collaborazione con la Seconda Università di Napoli sull’avanzamento delle metodologie spettroscopiche
con tecnica Doppler Broadening per la metrologia termodinamica primaria. Gli studi hanno riguardato l’avvio dell’utilizzo
della nuova cella “multipasso” e del sistema di controllo e misure termiche messi a punto all’INRiM. Con il dispositivo si
intende estendere il campo di misura, originariamente concentrato al valore del punto triplo dell’acqua, verso l’analisi
delle deviazioni T-T90, tra i punti del mercurio e circa 100 °C, con obiettivo il punto dell’indio (156 °C).
Misure di temperatura dal campo criogenico fino al punto dell’Ag
Per quanto concerna la determinazione di punti fissi criogenici, nel corso del 2015 si sono:
 effettuate transizioni di fase finali del punto triplo dello Xenon dopo le misure preliminari già pubblicate (risultati da
pubblicare insieme alle successive misure sulle altre celle disponibili);
 eseguite misure su una cella del Neon sigillata ex novo con gas da bombola INRIM (Progetto Neon) su cui erano
necessari approfondimenti successivi alle analisi isotopiche;
 effettuate le prime misure (punto triplo e transizione solido-solido) su due celle dell'Ossigeno, una con gas puro e una
con contenuto noto di argon. Nell’ambito del MOU fra INRIM e KRISS (Korea), si è avviata una collaborazione sul
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progetto Argon in Ossigeno, nel quale il KRISS fornirà delle miscele gravimetriche con quantità di argon note. In
particolare sono state realizzate delle celle con una di tali miscele (1000 ppm argon). I risultati saranno presentati a
TEMPMEKO2016.
Nell’ambito del progetto EMRP SIB10 “NOTED” si sono conclusi i lavori rivolti al miglioramento del principio del
cosiddetto “amplificatore di temperatura”. E’ stata effettuata una nuova analisi dei dati, con l’estensione della curva a due
nuovi estremi verso la temperatura inferiore (sotto il punto del Al) e sopra il punto superiore (appena oltre Ag). L’analisi
ha dimostrato come i dati ora disponibili e ottenuti mediante la nuova strumentazione INRiM oltre a confermare, entro le
reciproche incertezze, le curve già determinate da lavori precedenti e risalenti alla fine degli anni ’90, permettono ora di
realizzare un campione primario tra i punti di Al e Ag con ridotte incertezze. E’ stata inoltre sviluppata l’analisi rivolta alla
soluzione del problema di “non uniqueness di terzo tipo” in questo particolare e ampio campo di temperatura, dove il
termometro a resistenza di platino è il campione interpolante, ma affetto da problemi di riproducibilità e stabilità. Una
raccomandazione al CCT è in preparazione.
Sempre quale deliverable del progetto NOTED, è inoltre in preparazione un’ulteriore raccomandazione al CCT, per
l’adozione di una metodologia standard per la taratura di termometri campione a capsula (cSPRT).
Nel ambito del contratto di collaborazione con il NIM (Cina), a seguito della consegna della cold head del cryocooler si è
portata avanti la costruzione di un criostato secondo il modello INRIM. La realizzazione è stata completata all’80 %.
Tecniche di termometria a radiazione per determinazioni di T oltre il punto dell’Ag
CCT-WG-NCTh High-Temperature Fixed Point Research Programme, Post Campaign: INRIM, quale Evaluating Institute
per le celle del rame, ha effettuato un nuovo ciclo di misure per individuare possibili anomalie nelle celle che hanno
partecipato alle determinazioni di T termodinamica. Le celle di CNAM/LNE, NMIJ, PTB, VNIIOFI e INRIM sono state
nuovamente studiate per quanto riguarda determinazione della temperatura di solidificazione, studio dei plateau shape,
ripetibilità.
E’ proseguita l’attività di sviluppo della tecnica di termometria a radiazione detta Double Wavelength Technique (DWT)
per la misura di T termodinamiche oltre il punto del Cu. Si è provveduto all’aggiornamento del setup di misura attraverso
l’adeguamento del termometro campione LR1 ottenuto inserendo nuovi canali spettrali di misura a 550/10 nm, 550-800
nm, 650-950 nm e Si-unfiltered, che si vanno ad aggiungere ai già presenti 650/10, 900/12.7, 900/40 e 950/70 nm. Si è
provveduto alla caratterizzazione spettrale nelle varie configurazioni, alla determinazione dell’effetto di variazione di
temperatura sul segnale ed alla taratura al Cu.
Realizzazione di scale di temperatura a partire dal punto del Cu: si sono realizzate scale tra 1084 °C e 1500 °C
finalizzate all’impiego della tecnica DWT e allo studio di scale per interpolazione con punti fissi (i risultati verranno
presentati a TEMPMEKO2016). L’attività prosegue nel 2016 con l’estensione del campo di temperatura fino a 2500 °C.
E’ proseguita la collaborazione con NIM (Cina) e NPL (UK) sull’influenza delle condizioni esterne nella realizzazione di
punti fissi eutettici ad alta temperatura. E’ stato studiato l’effetto dell’inerzia termica del forno nella realizzazione delle
transizioni solido-liquido del Co-C (1324 °C) e la conseguente possibilità di correzione delle curve di fusione (lavoro
accettato da Int. Journal of Thermophys.).
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
Realizzazione mantenimento disseminazione (non attività conto terzi) dei campioni:
Collaborazione con il gruppo di termometria acustica per la taratura di termometri e consulenza nell’ambito dell’attività di
misura di T-T90 con metodo acustico. Le tarature sono state effettuate più volte ai punti fissi di acqua, mercurio, gallio e
indio.
In preparazione alla seconda campagna di tarature Conto Terzi, si è trovato il campione di lavoro Al Co2 con il pozzetto
termometrico rotto e bloccato nella cella. E' stata avviata la costruzione di una nuova cella campione di lavoro.
Realizzazione e confronto di scale ITS-90 con termometri differenti: si sono realizzate scale internazionali ITS-90
(determinazione delle curve di risposta spettrale, taratura al punto fisso del rame e misura dei rapporti di radianza
spettrale) con due termometri di precisione operanti a 650 nm e 900 nm, da utilizzarsi come campioni per la
disseminazione. Il confronto con le scale alle stesse lunghezze d’onda realizzate con il campione dell’Istituto ha
evidenziato un accordo entro 0.2 °C a 1550 °C.
Realizzazione di due nuove stazioni di misura basate sull’utilizzo di heatpipe ad acqua e al cesio quali sorgenti di
radiazione termica da impiegarsi nell’attività di disseminazione del kelvin. L’approntamento finale avverrà nel corso del
2016.
Confronti nazionali internazionali
E' stato avviato il confronto Euramet.T-K9 ed è stato completato il primo 'round' del loop con INRIM come sub-pilot, in
attesa degli SPRT dei ritardatari.
Il confronto chiave CCT-K9 è tuttora in attesa del primo draft A, da parte del pilota (NIST).
Il rapporto sul confronto Euramet.T-K1 è giunto al draft B.
Il rapporto finale del confronto chiave CCT-K2.5 (con NMIJ e NRC) è stato approvato per l'equivalenza ed è stato
pubblicato nel Technical Supplement di Metrologia. I risultati sono stati pubblicati sul Database KCDB del BIPM.
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Formazione accademica
Attività di tutoraggio e relazione finale per 1 laurea magistrale in Fisica, Università di Torino.
Membership organismi metrologici
A seguito della riorganizzazione dei WG e Task Group, INRIM è così rappresentato nel CCT
WG-CTh for Contact Thermometry
WG-NCTh for Non Contact Thermometry
WG-SP for Strategic Planning
Task Goup TG-Env on Environment (Chairmanship)
Task Group TG-K for Realisation of the Kelvin
Task Group TG-SI for the SI
Task Group TG-ThQ for Thermophysical Quantities
E’ proseguita l’attività per la revisione della Supplementary Information for the ITS-90: pubblicato sul sito del BIPM il
"Chapter 2.1 on the influence of impurities on fixed points".
Divulgazione internazionale di attività in metrologia termica, mediante redazione della IMEKO TC 12 Newsletter.
Contributo organizzativo alla preparazione della conferenza internazionale TEMPMEKO2016
Attività di terza missione
Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto
all’accreditamento dei laboratori, normazione tecnica)
Il laboratorio Temperature Intermedie ha emesso 32 certificati di taratura per SPRT ai punti fissi, di cui 4 per l'interno.
Altresì sono state eseguite n. 5 tarature, interne INRIM, di termocoppie ai punti fissi.
Il laboratorio Termometria a Radiazione ha emesso 34 certificati di taratura per termometri a radiazione e misuratori di
flusso termico.
Svolgimento di 3 visite ispettive per centri accreditati per la grandezza “Termometria elettrica”.
Contributo al 1st Draft of the IEC Technical Specification on the metrological characterization of thermal cameras - part 1
(Document 65B/1015/NP).
Public engagement (divulgazione, eventi pubblici)
Pubblicati 3 contributi (capitoli) alla monografia curata da R. Spagnolo: Acustica: fondamenti e applicazioni (UTET 2015)
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Divisione Nanoscienze e Materiali
Responsabile: Vincenzo Lacquaniti
Risorse umane (TI + TD) al 31/12/2015
Ricercatori e Tecnologi: 30. Tecnici: 12
Ulteriori risorse umane
Assegnisti, Borsisti e Dottorandi: 20. Associati e incarichi: 16.
Articolazione delle attività
La riorganizzazione delle attività scientifiche dell’istituto che ha portato alla creazione di questa divisione le
ha assegnato, come da decreto del CdA, la ricerca di base e tecnologica nell’ambito delle nanoscienze e dei
materiali, sia in relazione alla realizzazione di riferimenti metrologici, sia in risposta alle esigenze di
innovazione tecnologica dell’industria e dei servizi.
In particolare sono compiti della divisione:
 La realizzazione pratica dell’Ampere e della Candela;
 Lo sviluppo di tecnologie di preparazione di materiali, mezzi nanostrutturati e dispositivi e di
tecnologie nanofotoniche;
 Lo studio dei fenomeni fisici nella materia condensata.
In conseguenza di ciò la divisione è articolata nei seguenti 5 programmi:
NM1: Dispositivi superconduttivi e campione di tensione
NM2: Metrologia dell’ampere
NM3: Nanomagnetismo
NM4: Materiali funzionali
NM5: Metrologia della candela e nanofotonica
Considerazioni complessive sullo stato di avanzamento del piano triennale nella Divisione
I nuovi programmi della divisione si sono dati obbiettivi legati ai temi sopra enunciati e in particolare, per
potenziare le attività di nanotecnologie sono stati attribuiti fondi della premialità 2013, assegnati nel 2015,
per un progetto strategico dal titolo “Nanotecnologie per la metrologia elettromagnetica”, mentre un'altra
proposta di finanziamento presentata alla compagnia di San Paolo sullo sviluppo di nano dispositivi per la
realizzazione dell’ampere e della candela, è stata finanziata alla fine del 2015.
La produzione scientifica della divisione è stata nel 2015 in linea con quanto prodotto in questi anni da parte
dei gruppi che la costituiscono, con particolare rilievo per la parte di nanotecnologie, grazie a collaborazioni
sviluppate con vari soggetti nazionali internazionali, e si attesta per quest’anno su 55 lavori su rivista.
La divisione ha gestito 16 contratti di ricerca sia in sede europea che nazionale.
Sono stati emessi più di 100 certificati di taratura e prova
Nel seguito sono sintetizzati i principali risultati conseguiti considerando le attività svolte nelle linee prioritarie
individuate in conformità con la valutazione ANVUR:
 Attività di ricerca di base e applicata
 Ruolo di istituto metrologico primario
 Per l’attività di trasferimento di conoscenze i risultati della divisone confluiscono in un’unica scheda
di istituto.
I risultati sono collegati oltre ai progetti di ricerca già citati, a quelli legati ai temi di HORIZON 2020,
specialmente progetti EMRP e EMPIR. Significative anche sei partecipazioni di ricercatori della divisione a
progetti PRIN.
La divisione ha anche svolto una attività in interazione con la struttura STALT per il mantenimento delle
catene di riferibilità in campo elettrico.
Attività di ricerca di base e applicata
Oltre alle ricerche in corso sui campioni quantistici di tensione e resistenza, mirate ad estenderne l’impiego
in AC (Josephson voltage standard) e a valori non decadici (Quantum Hall effect resi stance standard), è
stata avviata una attività congiunta tra INRIM e NEST, nell’ambito della convenzione siglata tra i due istituti
per lo studio e realizzazione di dispositivi SET innovativi per un campione di corrente. In tale ambito è stata
fatta una modellizzazione e una prima analisi di fattibilità di dispositivi a singolo elettrone del tipo turnstile a
gate magnetico.
Nell’ambito dello studio e della realizzazione di fotorivelatori superconduttivi operanti a temperature
criogeniche per il conteggio di fotoni sono stati progettati e costruiti dispositivi nano-TES di 1 µm2 di
66/113
superficie sensibile, con una costante di tempo di risposta di 153 ns abbinata ad una risoluzione di 0.12 eV
per fotoni a 1550 nm (0.8 eV), uno dei migliori risultati in letteratura.
Su un tema che nei prossimi anni avrà crescente impatto in metrologia vi è stato un confronto di misura
INRIM-PTB coordinato dall'INRIM per confrontare le caratteristiche di misura tra il TDS, FTIR e un VNA
spectrometer nel THz. Vi è anche stata la predisposizione di un progetto di ricerca con INO e UniBari su
impiego di sorgenti QCL.
Nel campo dei dispositivi e tecniche di nano strutturazione si segnalano nano costrizioni ultra sottili in niobio
realizzate tramite focused ion beam per applicazioni alla sensoristica metrologica.
Inoltre nell’ambito del progetto EMRP SIB61 “CRYSTAL”, sono stati sviluppati riferimenti campione di
lunghezza alla nanoscala utilizzando la tecnica di crescita da self-assembly tramite copolimeri a blocchi unita
a processi litografici convenzionali di tipo top-down per standard con periodicità tra 20 e 40 nm.
Per la nano strutturazione di strutture magnetiche con tecniche convenzionali e di self-assembly sono stati
sviluppati nuovi dispositivi logici basati sul processo di inversione della magnetizzazione in film sottili e nuovi
sensori per applicazioni nella biomedicina e nella magneto-elettronica.
Si sono studiate nanoparticelle di magnetite disperse in resina epossidica che danno origine a un sistema
paramagnetico interagente. In tale modo si spiega perchè l’energia di interazione dipenda anche da
fluttuazioni nella concentrazione delle nanoparticelle.
Sono stati affrontati gli effetti dell’interazione di Dzyaloshinskii-Moriya sulla dinamica di magnetizzazione per
moto di pareti di Bloch e Néel in materiali ad anisotropia perpendicolare (progetto ITN Marie Curie “Wall”).
Nell’ambito del progetto PRIN DyNanoMag è stato sviluppato un sistema integrato microstrutturato per la
generazione e la misura di onde di spin in film sottili magnetici, mentre l’attività sull’effetto magnetocalorico in
materiali per l’efficienza energetica ha visto una determinazione accurata del coefficiente di spin Seebeck in
dispositivi dove la corrente di spin è generata in YIG e rivelata elettricamente in uno strato di Pt tramite
effetto spin Hall inverso. Così facendo è stato determinato il gradiente termico con misura del flusso di calore
tramite celle Peltier Il coefficiente calcolato è 0.28 micro V/K. Infine sono stati condotti studi di dinamica di
vortici/anti-vortici e misura cicli di isteresi in nanostrutture magnetiche mediante tecnica innovativa con
microscopia MFM in campo magnetico.
Ricerca connessa al ruolo NMI
Anche attraverso un progetto europeo SI broader scope si è ottenuta la sintesi di segnali AC mediante array
in cryocooler.
Relativamente al campione quantistico di resistenza si segnala la installazione del comparatore di correnti
criogenico e primi esperimenti per la realizzazione di una scala di resistenza.
Sui campioni di impedenza è degno di nota la realizzazione di un ponte a comparatore di correnti a tre
braccia per la misura di impedenze a quattro porte di modulo e fase arbitraria.
Ponti digitali sono stati validati con confronto internazionale (EMRP SIB 53).
Tra gli altri confronti internazionali a cui la divisione ha partecipato si segnalano due confronti
EURAMET.EM-S35 "High DC current ratio" e CCEM.RF-K5c.CL "Scattering Coefficients by Broad-Band
Methods 100 MHz - 33 GHz – 3.5 mm connector" e un confronto IEC TC68 – Joint Working Group Project
IEC TR TC 68-7 “Relationship of Epstein to Single Sheet Tester (SST) measurements results”, con INRIM
Coordinatore e responsabile del laboratorio pilota.
Nel quadro del progetto EMRP SIB57 NEWSTAR (NEW primary STAndards and traceability for Radiometry)
sono state inoltre svolte comparison interlaboratorio a supporto dell’utilizzazione dei fotorivelatori PQED
(Predictable Quantum Efficiency Detector).
Tra I ruoli internazionali svolti si cita:
 EURAMET TC-EM: Chairmanship; Working Group on Strategic Planning.
 CCEM: Working Group on Regional Metrology Organizations, membership.
 CPEM Executive Committee, member-at-large.
Infine tra le attività di formazione accademica:
 Partecipazione al Consiglio di Dottorato
 Corso 01QSXRU “The measurement of electrical impedance".
 Corso "Fisica dello Stato Solido", Dip. Scienze e Innovazione Tecnologica, UPO
Campioni nazionali (DM 591/1993)
NM1 Campione di potenza elettrica in alta frequenza
NM2Campione di capacità elettrica
NM2 Campione di induttanza
NM2Campione di intensità di corrente in regime alternato sinusoidale
67/113
NM2 Campione di tensione elettrica in regime alternato sinusoidale
NM2 Campione di potenza elettrica a frequenza industriale
NM2Campione di trasmissione e riflessione in alta frequenza (parametri S)
NM4 Campione di flusso di induzione magnetica
NM4 Campione di induzione magnetica
NM5 Intensità luminosa
NM5 Illuminamento
NM5 Potenza radiazione visibile
Altri campioni
E1 Campione quantistico a effetto Josephson
E1 Campione quantistico a effetto Hall
E1 Campioni di resistenza in regime alternato sinusoidale
E1 Campioni di rapporto di tensione in regime alternato sinusoidale
E4 Campione di flusso di induzione magnetica
E4 Campione di induzione magnetica
NM5 Potenza radiazione in fibra ottica
NM5 Sensibilità spettrale
NM5 Luminanza
NM5 Esposizione luminosa
NM5 Trasmissione regolare
NM5 Trasmissione diffusa
NM5 Riflessione regolare
68/113
Programma NM1 – Dispositivi quantistici
Responsabile: Eugenio Monticone
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale strutturato
Eugenio Monticone
Andrea Sosso
Luca Boarino1)
Vincenzo Lacquaniti
Natascia De Leo2)
Luciano Brunetti
Luca Oberto
Marco Bisi3)
Danilo Serazio4)
Roberto Rocci
Personale non
strutturato
Bruno Trinchera
Matteo Fretto
Paolo Durandetto
Luca D’Ortenzi
Giulia Aprile
Totale
Afferenza
R&S
NM1
NM1
NM1
NM1
NM1
NM1
NM1
MF1
NM1
NM1
1
0,25
0,20
0,30
0,70
0,50
0,90
NM1
NM1
NM1
NM1
NM1
0,15
1
1
0,80
0,35
7,75
Ruolo NMI
Terza
missione
Gestione o
coordinamento*
0,30
1
1
0,30
0,50
0,70
1
1
0,50
0,30
0,60
0,10
0,50
0,40
1
1
0,80
0,45
10,55
0,75
0,10
0,20
0,50
0,10
0,25
0,25
0,30
0,30
0,25
2,05
0,25
Totale
1) collaborazione con programma NM5 (70% TPE)
2) collaborazione con programma NM5 (30% TPE)
3) collaborazione con programma MF1 (50% TPE)
4) collaborazione con programma NM2 (70% TPE)
*Nella colonna gestione rientrano le seguenti attività: responsabilità di strutture di rilievo, ruoli in organismi di
istituto, nazionali e internazionali (non NMI).
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
TES per IR-visibile. Un nuovo processo di fabbricazione per i TES di Ti/Au è stato implementato. E' stato
migliorato il controllo del rate di dell'oro utilizzando una cella ad effusione ed è stato ridotto fortemente il
tempo di attesa tra la deposizione di Au e Ti con una conseguente riduzione dell'ossidazione del Ti che
determina sia la stabilità che la qualità del dispositivo.
Metrologia al THz. E' stato effettuato un confronto di misura INRIM-PTB coordinato dall'INRIM nel THz per
confrontare le caratteristiche di misura tra il TDS, FTIR e un VNA spectrometer. Le misure mostrano piena
compatibilità nel range di frequenza analizzato. Le sorgenti di incertezza dei 3 tipi di spettrometri sono state
identificate e valutate.
Sono stati realizzati dispositivi a singolo nanofilo di silicio per lo studio del trasporto elettronico e termico in
sistemi confinati, ed il sensing.
Sono proseguite le attività sulla nanomanipolazione di singoli oggetti, la tecnica di focused ion beam (FIB)
sculpting di dispositivi nanoSQUID e la preparativa TEM/STEM.
Sono state realizzate e caratterizzate delle nano-costrizioni in niobio mediante tecniche di focused ion beam
(FIB) e di anodizzazione. E’ stato valutato sia l’effetto dell’esposizione al fascio ionico sulla superficie del film
ultrasottile superconduttivo che quello della tensione elettrica di anodizzazione sulla temperatura di
transizione superconduttiva. E’ stata inoltre studiata la dipendenza della resistenza delle nano-costrizioni
fabbricate dalla temperatura operativa. Infine, sono stati presentati i risultati preliminari che dimostrano un
comportamento sovrasmorzato delle nano-costrizioni comparabille a quello di una giunzione Josephson di
tipo superconduttore-metallo normale-superconduttore.
E’ stato ottimizzato il processo di realizzazione dei contatti elettrici per l’ancoraggio di wisker di
superconduttori ad alta Tc (BSCCO e YBCO) per la fabbricazione di stack di giunzioni mediante
69/113
nanolitografia X-ray.
E’ stato ottimizzato il processo di reactive ion etching per la realizzazione di strutture a nanobridge in niobio
per la fabbricazione di nanosquid di tipo Dayem.
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
Membership organismi metrologici
Campione di tensione quantistico in regime variabile. Sono stati studiati gli effetti termici su array di giunzioni
SNIS di Nb/Al/Nb e SNS di Nb/NbSi/Nb in cryocooler adottando specifici dispositivi di termalizzazione.
Ottimizzando i flussi termici sul chip è stato possibile operare con l'array ad una temperatura equivalente a
quella dell'elio liquido.
Studio e realizzazione di Trasferimento di forme d’onda quantistiche. Interpolatore di fase per il
miglioramento della purezza spettrale di un sintetizzatore programmabile Josephson (EMRP SIB 59 "Qwave").
Sintesi di segnali AC mediante array in cryocooler.
Realizzazione mantenimento disseminazione (non attività conto terzi) dei campioni
Disseminazione campione nazionale di tensione ac da 1 mV a 1 kV tramite trasferitori termici a multiportata.
Confronti nazionali internazionali
Attività di terza missione
Brevetti
“DISPOSITIVO DI TERMALIZZAZIONE" Sosso et al. (presentato alla agenzia brevettuale A.Bre.Mar)
Infrastrutture
Nanofacility Piemonte INRiM è un laboratorio di nanofabbricazione per mediante microscopia elettronica e
ionica. È attivo dal 2010 grazie ad un contributo della Compagnia di San Paolo, e vanta al suo attivo migliaia
di ore di funzionamento per servizi alla ricerca sul territorio e in metrologia. L’impatto di tale struttura sulla
produzione scientifica dell’INRiM e sul conseguimento di progetti EMRP non è stato trascurabile negli ultimi
6 anni, l’INRiM ha pertanto deciso di potenziarne la struttura e le capacità con l’upgrade di alcune
apparecchiature che compongono il laboratorio.
L’infrastruttura è dedicata alla ricerca nel campo della nanofabbricazione e al controllo della materia a livello
nanoscopico, per la realizzazione di micro e nanodispositivi di interesse fondamentale e applicato, fornendo
un servizio a livello regionale, nazionale ed europeo. Vengono sviluppate allo stato dell’arte le seguenti
tecnologie: Electron Beam Lithography per ogni tipo di geometrizzazione su scala nanometrica, Ion beam
Sculpting per la fabbricazione di dispositivi nanoSQUIDs, SET e dispositivi basati su whiskers e nanowires,
ottiche diffrattive e nanostrutture per la plasmonica e la fotonica, preparative per microscopia elettronica in
trasmissione e per tecnologie X (Gisax, Nexafs, etc.). Lavorazione FIB ed EBL+RIE del diamante per la
fabbricazione di nanostrutture superficiali di estrazione della radiazione dai centri di luminescenza tramite
nanolenti, lenti di Fresnel, nanopillars e guide d’onda.
Tali tecniche sono accoppiate a litografia ottica e a litografia per self-assembly, con una continuità di
risoluzione che va dai centimetri ai 10 nanometri.
Anche in NM5, e in scheda infrastrutture ad hoc.
70/113
Programma NM2 – Metrologia dell'ampere
Responsabile: Luca Callegaro
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale strutturato
Afferenza
R&S
Ruolo
NMI
Terza
missione
0,10
0,10
Gestione o
coordinamento*
Totale
NM2
1
Giampiero Amato
0,90
NM2
1
Luca Callegaro
0,40
0,30
0,20
NM2
1
Cristina Cassiago
0,50
0,50
NM2
1
Marco Sellone
0,70
0,30
NM2
0,60
Bruno Trinchera
0,25
0,25
0,10
NM2
1
Vincenzo D'Elia
0,30
0,40
0,30
NM2
1
Emanuele Enrico
1
NM2
1
Enrico Gasparotto
0,20
0,40
0,40
NM2
0,70
Danilo Serazio
0,20
0,20
0,30
0,40
Roberto Rocci
0,20
NM2
0,20
Personale non strutturato
Nosherwan Shoaib (al
NM2
0,70
0,70
2015.08.31)
NM2
1
Luca Croin
1
NM2
1
Alessandro Cultrera
1
NM2
1
Faranak Pourdanesh
0,80
0,20
Federico Beccaria (dal
NM2
0,70
0,70
2015.04.30)
NM2
0,20
Ilaria Finardi (dal 2015.11.01)
0,20
NM2
0,20
Massimo Ortolano (associato)
0,20
NM2
0,10
Umberto Pogliano (al 2015.01.30)
0,05
0,05
13,60
Totale
9,30
2,60
1,30
0,40
*Nella colonna gestione rientrano le seguenti attività: responsabilità di strutture di rilievo, ruoli in organismi di
istituto, nazionali e internazionali (non NMI).
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
Attività valutata da VQR ANVUR
Dispositivi per Effetto Hall in grafene: verifica dell’incidenza di varie tecnologie per la contattatura, del grado
di contaminazione del grafene. Inizio studio della deposizione di film CVD su cobalto.
Realizzazione pratica del farad, ponti di impedenza digitali: Realizzazione di un ponte a comparatore di
correnti a tre braccia per la misura di impedenze a quattro porte di modulo e fase arbitraria. Validazione di
ponti digitali con confronto internazionale (EMRP SIB 53). Modelli elettrici di Quantum Hall Array Resistance
Standards. Determinazione del coefficiente di frequenza di condensatori in dielettrico gassoso.
Realizzazione pratica dell'ampere: Realizzazione di dispositivi a singolo elettrone ibridi con tecnica FIB e
Dolan. Prosecuzione contratto EXL 03 Microphoton, con realizzazione di dispositivi a singolo fotone a
microonda. Modellazione di dispositivi a singolo elettrone turnstile a gate magnetico (collaborazione con
NEST).
Realizzazione pratica del watt e del joule elettrici: Progetto EMRP 2013 ENG 52 "Smart Grids II": valutazione
algoritmi per PMU per reti di distribuzione. Costruzione sistema digitale per la misura di fase.
Electrical resistance tomography: realizzazione di un sistema di misura in regime continuo. Imaging di
dispositivi di test in film di ossido di stagno su substrato di vetro.
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
Formazione accademica: Dottorato in Metrologia, Politecnico di Torino: Partecipazione al Consiglio di
Dottorato e Corso 01QSXRU “The measurement of electrical impedance". Corso "Fisica dello Stato Solido",
Dip. Scienze e Innovazione Tecnologica, UPO. Formazione di 4 dottorandi di ricerca.
71/113
Membership organismi metrologici: EURAMET TC-EM: Chairmanship; Working Group on Strategic Planning.
CCEM: Working Group on Regional Metrology Organizations, membership. CPEM Executive Committee,
member-at-large.
Realizzazione pratica dell'ohm tramite l'effetto Hall quantistico: Installazione del comparatore di correnti
criogenico e primi esperimenti per la realizzazione di una scala di resistenza.
Realizzazione mantenimento disseminazione (non attività conto terzi) dei campioni: Il programma realizza
(CCEM/09-05) le seguenti unità del Sistema Internazionale: ampere, ohm, siemens, coulomb, farad, henry,
watt, joule. Detiene e mantiene i seguenti campioni nazionali (DM 591/1994): intensità di corrente elettrica,
potenza elettrica, resistenza elettrica in regime alternato, capacità elettrica, induttanza, parametri di
scattering. Realizza il campione quantistico di resistenza e il campione di rapporti di tensione alternata.
Confronti nazionali internazionali: EURAMET.EM-S35 "High DC current ratio" (2013-ongoing), INRIM Pilot.
CCEM.RF-K5c.CL "Scattering Coefficients by Broad-Band Methods 100 MHz - 33 GHz – 3.5 mm connector"
(2014-ongoing). Partecipazione (2 membri) a EURAMET TC-EM Task Force on Comparisons &
Comparisons Toolbox.
Attività di terza missione
Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto
all’accreditamento dei laboratori, normazione tecnica): Servizio INRIM di taratura di: alte resistenze in regime
continuo; basse resistenze in regime continuo; piccole correnti continue; resistenze in regime alternato;
induttanze, capacità, ponti di impedenza; divisori di tensione induttivi e synchro-resolvers; ac-dc converters
per tensioni e correnti alternate; wattmetri e contatori elettrici; supporto all'accreditamento dei centri di
taratura per le stesse grandezze. Partecipazione a confronti interlaboratorio per alte resistenze.
Totale certificati emessi più di 50
Run EURAMET.EM.13.2015: CMC per servizio di taratura per resistenze in regime alternato. Progetto
EURAMET 1213 "On-site peer review": visita ispettiva a IPQ.
Confronto informale di tensione alternata (1 V, 1 MHz) con Trescal e SUT.
Infrastrutture
Laboratorio QR di microfabbricazione; Nanofacility Piemonte (in compartecipazione con altri programmi NM)
Criomagnete 16T con inserti 1.5 K e 300 mK. Criostato a diluizione, 30 mK.
Camere schermate e termostatate per campioni e strumentazione per misure primarie. Comparatore di
correnti criogenico. Generazione e misura di correnti continue sino a 2 kA. Facility per realizzazioni
elettroniche, elettromagnetiche, elettromeccaniche.
72/113
Programma NM3 – Nanomagnetismo e Spintronica
Responsabile: Paola Tiberto
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale strutturato
R&S
Ruolo NMI
Terza
missione
Gestione o
coordiname
nto*
Totale
Carlo Appino
0,20
0,20
Vittorio Basso
0,30
Cinzia Beatrice
0,20
0,30
0,20
Federica Celegato
0,60
Marco Coisson
0,80
0,80
Gianfranco Durin
0,90
0,90
Enzo Ferrara
0,50
0,50
Michaela Kuepferling
0,50
0,50
Alessandro Magni
0,50
0,50
Luca Martino
0,50
0,50
Elena Sonia Olivetti
Massimo Pasquale
0,20
0,30
0,20
0,30
0,20
0,80
Paola Tiberto
0,90
0,90
Franco Vinai
0,80
0,80
Personale non strutturato
Gabriele Barrera
1
1
Gianluca Conta
1
1
Felipe Garcia Sanchez
0,50
0,50
Marco Piazzi
0,30
0,30
Matteo Cialone
1
1
Associati
Paolo Allia
0,30
0,30
Giorgio Bertotti
0,10
0,10
0,20
Paola Rizzi
0,20
11,80
11,60
0,20
Totale
*Nella colonna gestione rientrano le seguenti attività: responsabilità di strutture di rilievo, ruoli in organismi di
istituto, nazionali e internazionali (non NMI).
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
Comprensione del trasporto di spin e della dinamica di magnetizzazione in nano strutture
magnetiche
i) È stato proposto un nuovo approccio teorico all’effetto spin Seebeck che utilizza la termodinamica di non
equilibrio per la descrizione del trasporto congiunto di momento magnetico e calore nei solidi. Partendo dalle
relazioni costitutive termomagnetiche per un ferromagnete isolante ed un metallo con effetto spin Hall, è
stato ricavato l’andamento della corrente di magnetizzazione per sistemi bilayer YIG, Pt e le predizioni sono
state confrontate con esperimenti spin Seebeck e spin Peltier. L’approccio permette di identificare il
coefficiente absolute thermomagnetic power per lo YIG;
ii) Sono stati studiati film sottili magnetici CoFeB con giunzioni ad effetto tunnel (barriera MgO). I campioni
sono stati caratterizzati tramite misure di cicli di isteresi statiche e misure di risonanza ferromagnetica. I
risultati, supportati da modelli teorici basati sulla assunzione di rotazione coerente, mettono in evidenza il
ruolo dello spessore della barriera tunnel sull'accoppiamento di scambio tra i layers (collaborazione con PTB
Braunschweig nell’ambito del progetto EMRP SpinCal);
iii) E’ proseguita l'attività di modelizzazione sul moto di pareti di dominio considerate l'elemento
fondamentale delle nuove memorie magnetiche. L'effetto delle correnti e dei campi esterni è stato analizzato
in sistemi con disordine strutturale utilizzando simulazioni basate su calcolo parallelo. Si è giunti così ad una
73/113
precisa caratterizzazione del tipo di disordine presente nelle nanostrutture e sul tipo di risultati che si
possono osservare negli esperimenti. In seguito sono stati affrontati gli effetti dell’interazione di
Dzyaloshinskii-Moriya sulla dinamica di magnetizzazione per moto di pareti di Bloch e Néel in materiali ad
anisotropia perpendicolare (progetto ITN Marie Curie “Wall”);
iv) Nell’ambito dello studio teorico della dinamica di magnetizzazione è stato proposto un nuovo approccio
che invece di utilizzare nell’equazione di Landau-Lifshitz un termine dissipativo deterministico ed uno
stocastico (rumore bianco) utililzza un unico termine di jump-noise il quale permette di descrivere sia gli
effetti dissipativi deterministici che quelli stocastici.
Preparazione di materiali e dispositivi per la spintronica e per le applicazioni del nano magnetismo
i) Sono stati preparati film sottili mediante tecniche di deposizione fisiche per ottenere strutture magnetiche
su scala nanometrica con tecniche nanolitografiche convenzionali e di self-assembling;
ii) Sono stati sviluppati nuovi dispositivi logici per la magneto-elettronica basati sul processo di inversione
della magnetizzazione in film sottili e nuovi sensori per applicazioni nella biomedicina e nella magnetoelettronica;
iii) Sono stati analizzati i processi di magnetizzazione in nanostrutture magnetiche di origine naturale per la
datazione e la determinazione della provenienza (cluster analysis) di reperti archeologici e di materiali di
interesse geologico;
iv) E’ stata studiata la dinamica di vortici/anti-vortici e misurati i cicli di isteresi in nanostrutture magnetiche
mediante tecnica innovativa con microscopia MFM in campo magnetico;
v) Sono stati preparati e studiati sistemi magnetici nanoporosi da film sottili con tecniche chimiche e
nanolitografiche per magneto-attuazione (progetto ETN-Horizon2020 SELECTA).
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
Corso"Tecniche di Datazione e Archeomagnetismo" (CHI0018) 24 ore/anno
Laurea Magistrale in Scienza dei materiali per i beni culturali (LM-53 Scienza ed Ingegneria dei materiali)
SSD: FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
2 dottorandi scienza dei materiali
Infrastrutture
● Magnetometri ad alta sensibilità (SQUID, VSM e AGFM)
● Preparazione di materiali magnetici per rapida solidificazione, di film sottili e di multistrati magnetici.
● Caratterizzazione e studio delle proprietà fisiche di materiali magnetici a film sottile e nanostrutturati.
74/113
Programma NM4 – Materiali Funzionali
Responsabile: Massimo Pasquale
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale strutturato
Terza
missione
Gestione o
coordinamento*
Totale
R&S
Ruolo NMI
Carlo Appino
0,60
0,20
0,80
Vittorio Basso
0,50
0,20
0,70
Cinzia Beatrice
0,70
0,10
0,80
Federica Celegato
0,20
0,20
Marco Coisson
0,20
0,20
Gianfranco Durin
0,10
0,10
Enzo Ferrara
0,50
0,50
Michaela Kuepferling
0,50
0,50
Alessandro Magni
0,50
0,50
Luca Martino
0,50
0,50
Elena Sonia Olivetti
0,80
0,80
Massimo Pasquale
0,70
Luciano Rocchino
0,30
0,70
1
Paola Tiberto
0,10
Luca Toso
0,30
Franco Vinai
0,20
0,50
0,10
0,20
0,50
1
0,20
0,20
1
1
Felipe Garcia Sanchez
0,50
0,50
Elena Ferraro
0,15
0,15
Gabriel Soares
0,25
0,25
Marco Piazzi
0,70
0,70
Alessandro Sola
0,50
0,50
1
1
0,80
0,80
0,20
0,20
0,20
0,20
Personale non
strutturato
Carmen Curcio
Zhao Hanyu
Associati
Fausto Fiorillo
Olivier De La Barriere
Carlo Ragusa
Cecilia Bennati
0,20
12,20
0,90
1
Totale
1) collaborazione con programmi XX1 (10% TPE) e ZZ1 (10% TPE)
0,20
14,10
*Nella colonna gestione rientrano le seguenti attività: responsabilità di strutture di rilievo, ruoli in organismi di
istituto, nazionali e internazionali (non NMI).
75/113
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
Attività valutata da VQR ANVUR
Misure magnetiche e riferimenti
Misure ad alta frequenza e magnetoottiche i) Spin waves. Nell’ambito del progetto PRIN DyNanoMag è
stato sviluppato un sistema integrato microstrutturato per la generazione e la misura di onde di spin in film
sottili magnetici e sono state eseguite delle misure della dispersione delle onde di spin con tecniche nel
dominio del tempo e della frequenza. ii) Nell’ambito delle misure magneto-ottiche è stato sviluppato ed
utilizzato un sistema per l’applicazione del protocollo di ghost imaging che sfrutta le correlazioni tra fasci di
luce per ricostruire le immagini di un oggetto ad un sistema di misura basato sull’effetto Faraday. Il sistema
permette di effettuare misure magnetoottiche anche in ambienti di difficile accesso ottico es: criogenia.
Misure a microonde i) Lo studio delle interfacce Co-Pt ha portato alla scoperta di effetti che sono in grado
di aumentare le anisotropie magnetiche in modo importante. A questo scopo sono state effettuate misure di
risonanza ferromagnetica ed assorbimento (damping) su campioni di Co Pt a film sottile con anisotropia
magnetica perpendicolare. ii) L’analisi dei materiali richiede misure sempre più accurate da DC fino alle
microonde -Per lo sviluppo delle tecniche di caratterizzazione è stato acquisito un nuovo impedenzimetro 1
MHz-3 GHz con le relative strutture per i test di permeabilità e permittività e sono state eseguite misure
calibrate di permittività su materiali compositi a base polimerica.
Materiali funzionali
Materiali magnetici per l’energia i) È stato studiato il processo di magnetizzazione e le perdite di energia in
un vasto spettro di valori di induzione e frequenza su lamierini magnetici dolci (Fe-Si, Fe-Co, materiali
compositi) è stato eseguito in regime di eccitazione alternata e bi-dimensionale ed è stato associato allo
sviluppo di modelli di isteresi dinamica scalari e vettoriali. ii) Sono stati studiati materiali rapidamente
solidificati (amorfi e nanocristallini) e ferriti dolci (Mn-Zn, Ni-Zn). Le proprietà magnetiche sono state studiate
da DC alle radiofrequenze con applicazione del modello di Landau-Lifshitz e Gilbert. iii) È stata studiata la
magnetostrizione in materiali magnetici dolci per applicazioni “energy harvesting”. iv) L'imaging
magnetoottico ad effetto Kerr stroboscopico è stato utilizzato per misurare quantitativamente il rilassamento
della parete dominio ottenendo conferma che il contributo perdita classica originato dei processi di rotazione
è l'unico termine di perdita residua oltre il MHz.
Proprietà di materiali magnetici ad alta anisotropia privi di terre rare Sono state preparate leghe a base
Mn-Bi tramite suction casting e metallurgia delle polveri con sostituzione Ti. Lo studio ha evidenziato che il Ti
ha sia un ruolo nella stabilizzazione della fase metastabile beta che risulta avere un Tc a circa 200K, sia
nell'aumento del campo coercitivo della fase stabile alpha probabilmente a cause della formazione di difetti
costituite la fasi intergranulari.
Effetto magnetocalorico Dal punto di vista teorico si è sviluppato un modello di accoppiamento magnetostrutturale ed applicato alla descrizione del La(FeMnSi)13 idrogenato con differente Mn. Il lavoro ha
evidenziato che il ruolo dell'entropia strutturale non è trascurabile e l'intensità dell'accoppiamento risulta la
stessa un tutta la serie. Dal punto di vista sperimentale si sono studiate con calorimetria DSC Peltier le
valanghe presenti della trasformazione di fase del La(FeMnSi)13 in funzione della distanza dal punto critico.
Si è caratterizzato il calore specifico e la variazione di entropia di materiali MnFe(PSi) con diverse
mecrostrutture (DRREAM).
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
Formazione accademica
a.a. 2014/15
Università degli Studi del Piemonte Orientale “Amedeo Avogadro” (sede di Vercelli);
76/113
Dipartimento di Scienze e Innovazione Tecnologica; Corso di Laurea Triennale in Scienza dei MaterialiChimica. Professore a Contratto per il corso “Struttura della materia e laboratorio di fisica dei materali I:
laboratorio I” (SSD FIS/03; CFU 3; ore 24). E lezioni “Fisica dello Stato Solido “Materiali e dispositivi
semiconduttori; Ferromagnetismo e materiali
2 dottorandi
Laboratorio di misure magnetiche. i) Sono state effettuate misure magnetiche di riferimento per l’industria
e la ricerca e cicli internazionali di confronto. ii) Sono stati sviluppati i metodi e gli strumenti per la
valutazione dell'incertezza di modelli di dipolo magnetico equivalenti utilizzati per la "magnetic cleanliness" in
missioni spaziali. In collaborazione con MF (Pennecchi), contratto Thales Alenia, ESA study on “Uncertainty
budgets for magnetic dipole models”.
Confronti nazionali internazionali
1) IEC TC68 – Joint Working Group Project IEC TR TC 68-7 “Relationship of Epstein to Single Sheet Tester
(SST) measurements results” Coordinatore e responsabile del laboratori0 pilota
2) EURAMET-COOMET comparison “Supplemetary comparison of national standard facilities in the field of
measuring the polarization and specific total power loss in soft magnetic materials”
3) IEC TC68 – “Round Robin Test of measurements of magnetic properties of Fe-based amorphous strip by
means of a single sheet tester”
Attività di terza missione
Certificati di misura e prova emessi dal laboratorio misure magnetiche: circa 50
Public engagement (divulgazione, eventi pubblici)
● Lezione e visita ai laboratori per una classe 3a del Liceo Classico Statale "A. Manzoni" (Lecco) sul tema
“Esploriamo il magnetismo” (21/05/2015 - G. Durin, E. Olivetti, L. Martino)
● Lezione e visita ai laboratori per due classi 5e del Liceo Scientifico Statale "E. Majorana" (Torino) sul
tema “Esploriamo il magnetismo” (16/10/2015 e 26/10/2015 - G. Durin, E. Olivetti, L. Martino)
● Stage studentessa Liceo Scientifico Statale "Galileo Ferraris" (Torino) (Luglio 2015)
Infrastrutture
Forni ad arco e a induzione per la fusione di leghe metalliche
Mulino planetario a sfere per la macinazione di polveri
Glove box per la preparazione dei campioni sensibili all’aria
Forni in atmosfera controllata o in vuoto per trattamenti termici
Diffrattometro a raggi X per materiali massivi e film sottili (Nanofacility Piemonte)
Microscopio ottico metallografico
77/113
Programma NM5 – Fotonica
Responsabile: Giorgio Brida
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale
strutturato
Giorgio Brida
Luca Boarino1
Natascia De Leo2
Paola Iacomussi
Mauro Rajteri
Maria Luisa
Rastello
Roberto Filippo
Marco Terzi
Fernando
Viarengo
Personale non
strutturato
Emanuele Taralli
Lapo Lolli
Michela Radis
Federico Ferrarese
Lupi
Giulia Aprile3
Masoud Dialameh
Eleonora Cara
Luca D’Ortenzi4
Associati
Angelo Angelini
Katia Sparnacci
Totale
Terza missione
Gestione o
coordinamento*
0,10
0,10
Totale
Afferenza
R&S
Ruolo NMI
NM5
NM5
NM5
NM5
NM5
NM5
0,60
0,60
0,30
0,80
1
0,30
0,10
0,10
NM5
NM5
NM5
0,90
0,10
0,30
0,60
0,60
0,30
NM5
NM5
NM5
NM5
1
1
1
1
1
1
1
1
NM5
NM5
NM5
NM5
0,45
1
1
0,20
NM5
NM5
0,20
0,20
11,35
0,20
0,80
0,10
0,10
1,60
0,90
1,20
1
0,70
0,30
1
1
1
1
1
0,90
0,55
1
1
0,20
0,20
0,20
15,05
1) collaborazione con programma NM1 (30% TPE)
2) collaborazione con programma NM1 (60% TPE)
3) collaborazione con programma NM1 (45% TPE)
4) collaborazione con programma NM1 (80% TPE)
*Nella colonna gestione rientrano le seguenti attività: responsabilità di strutture di rilievo, ruoli in organismi di
istituto, nazionali e internazionali (non NMI).
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
Attività valutata da VQR ANVUR
Nell’ambito della “mise en pratique” della candela sono state perseguite due attività principali:
-
Nel quadro del progetto EMRP SIB57 NEWSTAR (NEW primary STAndards and traceability for
Radiometry) sono state svolte comparison interlaboratorio a supporto dell’utilizzazione dei fotorivelatori
PQED (Predictable Quantum Efficiency Detector), utilizzati a temperatura ambiente, quali rivelatori
campione di trasferimento oltre alla loro utilizzazione diretta in applicazioni quali la fotometria (luxmetro),
la termometria a radiazione (filtro-radiometro) e infine quale misuratore di potenza per fibra ottica.
-
Nel quadro delle sorgenti di singolo fotone e più in generale delle strutture fotoniche per la generazione,
l’estrazione e la guida di singoli fotoni, è proseguita l’attività sull’elettroluminescenza dei centri di azoto in
diamante stimulata con elettrodi grafitici sottosuperficiali indotti da impiantazione profonda e Focused Ion
Beam.
78/113
Nell’ambito dello studio e della realizzazione di fotorivelatori superconduttivi operanti a temperature
criogeniche per il conteggio di fotoni sono stati progettati e costruiti dispositivi nano-TES di 1 µm2 di
superficie sensibile, con una costante di tempo di risposta di 153 ns abbinata ad una risoluzione di 0.12 eV
per fotoni a 1550 nm (0.8 eV), uno dei migliori risultati in letteratura. Nel quadro del progetto EMRP NEW08
è stato organizzato un workshop internazionale di disseminazione “Novels Materials and Devices (NOMAD)
for NEMS”.
Nell’ambito delle applicazioni della radiometria per il monitoraggio ambientale, è stato completato il prototipo
di un radiometro a LED autocalibrante con 4 bande spettrali in grado di monitorare la stabilità di siti di
riferimento (vicari) per il monitoraggio di siti di riferimento (vicari) per la taratura dei radiometri posti sui
satelliti (progetto EMRP ENV53).
E’ stato avviato inoltre il progetto di un goniometro multispettrale per la misura della radiazione incidente e
riflessa su tutto l’angolo solido.
Nel campo della nanofabbricazione su larga area sono stati studiati e sviluppate strutture di riferimento per
l’analisi di superficie, quali SIMS e Raman, e per la metrologia delle lunghezze alla nanoscala.
Sono stati realizzati concentratori di radiazione solare per dispositivi fotovoltaici mediante tecniche di selfassembly di nanosfere.
Sempre con metodi di self-assembly di copolimeri a blocchi sono stati sviluppati array di dispositivi memristor
per la memorizzazione a switching resistivo.
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
Formazione accademica
Membership organismi metrologici: CCPR, Euramet TC-PR
Realizzazione mantenimento disseminazione (non attività conto terzi) dei campioni
Attività per la realizzazione, mantenimento e disseminazione della candela:
- Campioni per la fotometria e la radiometria di rivelatori e materiali;
- Disseminazione unità di misura per le grandezze della visione: intensità luminosa,
illuminamento,flusso luminoso, luminanza, esposizione luminosa,temperatura di distribuzione, colore
in trasmissione
- Disseminazione campioni di potenza radiazione visibile, potenza radiazione in fibra ottica, sensibilità
spettrale, trasmissione regolare e diffusa, riflessione regolare
Confronti nazionali internazionali
-
Confronto interlaboratorio con MKEH, IO-CSIC, LNE rivelatori rt-pqed (EMRP Newstar)
-
Confronto di misura radiometri UV-A (Euramet 443)
Attività di terza missione
Il laboratorio di fotometria e radiometria emette certificati di taratura e prova su tutte le grandezze 27
certificati di taratura e 5 rapporti di prova.
Nel periodo giugno-luglio 2015 sono proseguite le attivita' inerenti al confronto sulla misura di radiazione UV
EUROMET Project n.443.
nel dicembre 2015 si e' realizzata la peer review EURAMET.
Public engagement (divulgazione, eventi pubblici):
Cerimonia inaugurale dell'IYL 2015 in Italia, Measuring light, Maria Luisa Rastello, Palazzo Madama, Piazza
Castello, Torino, 26 gennaio 2015;
La notte dei ricercatori, 25 settembre, 2015, Piazza Castello, Torino
Infrastrutture
Nanofacility Piemonte , citata già in NM1, ma anche nella scheda ad hoc.
79/113
Attività generali d’istituto
Sistema di gestione per la qualità
Personale impegnato (TPE)
Personale
Mauro Di Ciommo
Andrea Agosto
Roberto Bellotti
Roberto Cerri
Roberto Costa
Ezio Dragone
Luigi Iacomini
Claudio Origlia
Fernando Viarengo
Totale
TPE
1
0,10
0,15
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,10
2,35
Descrizione dell’attività
Principali attività svolte
L’implementazione di un Sistema di Gestione per la Qualità (SGQ) nell’INRIM, conforme alla norma
internazionale ISO/IEC 17025, è conseguenza dell’imprescindibile requisito da soddisfare per partecipare
all’accordo Mutual Recognition Arrangement (CIPM MRA), in relazione al riconoscimento dei certificati di
taratura e misura emessi nell’attività di disseminazione delle unità di misura SI in ambito internazionale.
Compito svolto dall’INRIM in ambito nazionale con il ruolo di Istituto Metrologico Nazionale italiano, ai sensi
della L. 273/1991.
In tale contesto, il SGQ ha sviluppato attività di sostegno e di verifica ispettiva interna presso i laboratori di
taratura, misura e prova dell’INRIM. In particolare, si segnala quanto segue:
 la partecipazione all’10th meeting e alle attività di EURAMET TC-Quality (Prague, Czech Republic)
nonché al progetto di peer-review no. 1123, con gli istituti metrologici CEM (Spain), CSIC-IO (Spain) e
IPQ (Portugal);
 la stesura del rapporto sullo stato della qualità nell’INRIM 2015, richiesto da EURAMET TC-Quality per
valutare la conformità dell’INRIM al requisito obbligatorio stabilito dall’accordo CIPM MRA, paragrafo. 7;
 la valutazione positiva ottenuta nella peer-review condotta dagli auditors degli NMIs CEM e IPQ,
dicembre 2015, sul SGQ INRIM e sui settori metrologici: vibrazioni, radiometria e elettricità (alta
tensione e forte corrente);
 la pianificazione e attuazione del piano di azioni correttive (PAC) relativo alle n. 6 non conformità e n. 14
osservazioni, registrate dagli auditors internazionali nel corso della peer-review sostenuta dall’INRIM nel
2014;
 la partecipazione alle peer-review effettuate presso gli istituti CEM e IPQ nei mesi di novembre e
dicembre 2015; al CEM per quanto riguarda la verifica dei requisiti del SGQ e i settori metrologici
Acustica, Umidità, Tempo e Frequenza e all’IPQ per il settore metrologico elettricità (tensione continua
e resistenza in continua);
 il riesame del SGQ da parte della direzione nel di novembre, con la definizione della nuova Politica per
la Qualità dell’INRIM;
 il valutazione positiva ottenuta nella visita di sorveglianza annuale condotta in data 4 dicembre 2015 da
ACAE, organismo accreditato ACCREDIA con certificato n° 070B, nell’ambito della certificazione di
prodotti nel settore delle apparecchiature e dei componenti elettrici di bassa e alta tensione;
 la revisione di n. 19 procedure generali del SGQ e di n. 30 procedure tecniche di taratura, misura e
prova nelle aree metrologiche di acustica, ultrasuoni e vibrazioni, lunghezza, elettricità e magnetismo,
massa me grandezze derivate, fotometria e radiometria, di competenza dell’INRIM;
 la realizzazione dell’allegato ai certificati di taratura e misura emessi, fornito ai committenti dei servizi
delle attività di certificazione tecnica per soddisfare i requisiti stabiliti nei documenti internazionali di
pertinenza emessi dall’ILAC - International Laboratory Accreditation Cooperation;
 l’attuazione di n. 44 audit interni, che hanno rilevato n. 81 non conformità e n. 78 osservazioni, con
stesura e notifica dei relativi rapporti al personale responsabile degli elementi auditati;
80/113

la gestione del software e della base dati, autoprodotti, che permette lo svolgimento dell’attività di
certificazione tecnica, con l’emissione delle offerte economiche e l’apertura delle commesse di fornitura,
e consente al personale di operare con autonomia e responsabilità.
È, inoltre, continuata l’attività di supporto tecnico agli enti normatori UNI - Ente Nazionale Italiano di
Unificazione e ISO - International Organization or Standardization operando negli organi tecnici competenti
ai settori relativi ai sistemi di gestione per la qualità, alle apparecchiature di misura ecc. e per la stesura e/o
revisione di norme tecniche nazionali e internazionali, nonché all’Istituto Italiano del marchio di Qualità
operando nel comitato CSI.
Risultati di particolare rilievo
 Dimostrazione da parte dell’INRIM, in ambito internazionale, della propria conformità ai requisiti per la
partecipazione al CIPM MRA - Mutual Recognition Arrangement;
 Affermazione e comunicazione al mercato della equivalenza delle attività di disseminazione delle
unità SI effettuate dall’INRIM nell’ambito dell’accordo CIPM MRA e/o nel ruolo di Istituto Metrologico
Primario nazionale;
 Mantenimento della qualifica di laboratorio ACAE autorizzato ad effettuare prove ed emettere rapporti
secondo lo schema LOVAG, per prodotti nel settore delle apparecchiature e dei componenti elettrici
di bassa e alta tensione;
 Governo dei processi operativi relativi all’esecuzione delle attività di certificazione tecnica, per
l’emissione delle offerte economiche e l’erogazione di servizi ai committenti, che ha riguardato: n. 931
offerte economiche, n. 929 commesse di attività, n. 1769 documenti tecnici (certificati di taratura e
misura, rapporti di prova e altri documenti tecnici).
Impatto dei risultati sul contesto esterno
Contributi al rafforzamento del ruolo e dell’attività dell’INRIM come Istituto Metrologico Nazionale italiano, in
ambito internazionale e nazionale.
Contributi alla crescita del sistema dell’industria e del commercio nazionale, facilitando l’esportazione in altri
Paesi di prodotti muniti di documenti tecnici riconosciuti e accettati.
Confronto tra risultati conseguiti e attesi, punti critici
I risultati conseguiti confermano il raggiungimento di tutti gli obiettivi di competenza.
Persistono elementi di criticità individuati principalmente in facilities operative per lo svolgimento delle
attività richieste carenti e qualità della comunicazione e dell’informazione interna non adeguata, per un
esercizio consapevole da parte del personale dei ruoli svolti e della loro coerenza con i piani di attività
dell’INRIM.
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2 – STALT - Innovazione e servizi metrologici
Missione: Industrial leadership
Responsabile: Vito Fernicola
Risorse umane (TI + TD) al 31/12/2015
Ricercatori e Tecnologi: 16. Tecnici: 29
Ulteriori risorse umane
Assegnisti, Borsisti e Dottorandi: 11. Associati e incarichi: 1
Articolazione delle attività
L’attività è volta al mantenimento, al miglioramento e alla disseminazione dei campioni nazionali delle unità
di misura di competenza, garantendo la qualità dei riferimenti metrologici; a organizzare le attività di
supporto tecnico all'accreditamento di laboratori; a rispondere a specifiche richieste di problemi di metrologia
applicata provenienti da imprese o dalla PPAA; a sostenere iniziative di trasferimento tecnologico a livello
nazionale e internazionale; a fornire supporto tecnico alla normazione nazionale e internazionale.
Per il raggiungimento degli obiettivi e delle finalità indicate, le attività sono organizzate in tre Aree tecnicoscientifiche di metrologia elettromagnetica, meccanica e termodinamica; per i servizi metrologici ed il
supporto alle imprese, la struttura si è dotata di un ufficio di collegamento con i clienti (customer care).
Le Aree tecnico-scientifiche si articolano a loro volta in attività e/o progetti secondo lo schema seguente:
Area
ST1: Metrologia
elettromagnetica
(P. Capra)
ST2: Metrologia
meccanica
(M. Bergoglio)
ST3: Metrologia
termodinamica
(V.Fernicola)
Supporto ai laboratori
di taratura
Missione
Mantiene e dissemina le unità SI di tensione e
corrente in CA e CC e di resistenza; svolge
attività di taratura e di prova nel campo delle
alte tensioni e forti correnti; svolge attività di
misura e prova in campo illuminotecnico.
Mantiene, migliora e dissemina le unità di
massa, forza e durezza e dei metodi primari
per vibrazioni e gravimetria; l’unità di
pressione e di portata di gas e liquidi;
dissemina l’unità di lunghezza con riferimento
alla metrologia dimensionale per l’industria.
Mantiene e dissemina l’unità di temperatura
nelle misure per contatto; sviluppa, mantiene
e dissemina le grandezze igrometriche;
mantiene, migliora e dissemina le unità
acustiche.
Valutazione
e
supporto
tecnico
all’accreditamento di laboratori di taratura, nel
rispetto dei requisiti della normativa nazionale
ed internazionale.
Attività / progetti
Tensione continua
Tensione alternata
Corrente continua
Corrente alternata
Resistenza
Potenza
Flusso luminoso
Massa
Volumi
Forza
Pressione
Durezza
Gravità
Accelerazioni
Portate di fluidi
Lunghezza
Temperatura per contatto
Umidità dei gas
Moisture nei materiali
Acustica
Proprietà termofisiche e
acustiche dei materiali
Valutazione e supporto
tecnico-scientifico
Confronti interlaboratorio
Customer care
Nel seguito sono indicati i principali risultati conseguiti nelle ricerca applicata nei campi delle misure
meccaniche, elettromagnetiche, acustiche e termiche, svolte anche in collaborazione con i partner
metrologici europei e le imprese.
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La Struttura svolge attività di ricerca prevalente nell’ambito degli obiettivi di “Industrial leadership”
identificati in Horizon 2020 e degli obiettivi definiti nel Piano Triennale di attività 2015-2017 relativi al ruolo di
Istituto Metrologico Primario nazionale.
I risultati principali ottenuti nel corso dell’anno, sono relativi a progetti INRIM per lo sviluppo dei campioni e a
progetti finanziati attraverso il programma EMRP. Questi ultimi - rivolti alla realizzazione di strumentazione,
apparecchiature e di strutture con caratteristiche di forte innovazione - sono stati condotti nei laboratori
dell’INRIM ed hanno visto una significativa interazione con i partner metrologici europei.
Ricerca per l’industria
Metrologia elettromagnetica
-
-
-
Progetto EMRP 14IND09 MetHPM. Sistemi per la mappatura della resistenza di linea in celle
fotovoltaiche. E’ stato realizzato un setup sperimentale per effettuare misure di resistenza con un
microscopio e un sistema di movimentazione su due assi.
Progetto EMPR ENG 62. Metrology for efficient and safe innovative lighting. Misure preliminari per la
determinazione della tracciabilità metrologica delle sorgenti allo stato solido. Avviata la sperimentazione
per la caratterizzazione dei manti stradali e per la valutazione del danno da luce blu a bassi livelli di
illuminamento.
Progetto EMPR IND 52. Multidimensional Reflectometry for industry. Iniziati gli esperimenti soggettivi e di
caratterizzazione metrologica di materiali con proprietà di gloss e speckle diversi.
Sviluppo di sensori e dispositivi elettromedicali per il monitoraggio di pazienti affetti da malattie
neurovegetative, in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Elettronica, Chimica e Ingegneria
industriale dell’Università di Messina.
Metrologia meccanica
-
-
-
-
-
-
-
Progetto EMRP NEW04 “Novel mathematical and statistical approaches to uncertainty evaluation”
sviluppo della versione eseguibile del software “Calibration Curves Computing – CCC software”
(Released 1.3, June 2015, : http://www.inrim.it/download/CCC/index.html)
Progetto EMRP SIB05 "Developing a practical means of disseminating the redefined kilogram" studio del
comportamento dei campioni di massa nel trasferimento aria - vuoto e in gas. Studio della correlazione
tra coefficiente di assorbimento vuoto-aria e rugosità dei campioni di massa..
Progetto ENG56 DriveTrain. Nel 2015 si è completata la realizzazione di un nuovo campione di forma a
settore di anello (Ø 1 m), con una scanalatura a profilo circolare, rappresentativo di elementi diametrali
di cuscinetti.
Progetto 14IND09 MetHPM “Metrology for highly-parallel manufacturing” avviato a maggio 2015. INRIM
coordina il WP3 dedicato allo studio di nuovi parametri per la caratterizzazione di superfici funzionali, in
particolare per la correlazione tra la topografia, le dimensioni critiche e le proprietà funzionali in gioco.
Nella nanometrologia delle superfici si è condotto uno studio dello scalamento della rugosità di un wafer
di Si con microscopia ottico-interferometrica, microscopia AFM e profilometria a stilo (contributo a
Nanoscale 2016).
Progetto EMRP SIB63 - Force traceability within the meganewton range. E’ avviata la caratterizzazione di
un dinamometro multicomponenti ad esapodo per utilizzazione come Build-up System da 5 MN.
Progetto NEW06 TraCIM (Traceability for computationally-intensive metrology) è giunto a conclusione nel
corso del 2015. L’INRIM ha avuto un ruolo ridotto nel progetto, e ha contribuito essenzialmente in termini
di consulenza interna.
Progetto IND53 LUMINAR (Large volume metrology in industry) è entrato nella sua parte più operativa
con la realizzazione e caratterizzazione del prototipo di strumento per la misurazione di una coordinata
nello spazio (corsa limitata a 1 m). Si sono ottenuti segnali utili per bersagli posti a distanza fino a 8 m,
con possibili estensioni ottenibili mediante l’utilizzo del nuovo collimatore di fascio
Metrologia termodinamica
- Progetto SIB64 METefnet. Messa a punto di tecniche chimico-fisiche (Karl-Fischer coulometrico e
Evolved Water Vapour Analysis) e fisiche (gravimetria e risonanza nelle microonde) per la misura del
contenuto di acqua in campioni di biomassa; partecipazione a internazionali pilota.
- Progetto 14IND04 EMPRESS ”Enhancing process efficiency through improved temperature
measurement.” Sviluppo di sensori, tecniche e capacità di misura di temperatura per l’industria
83/113
-
-
manifatturiera. INRIM e WP leader per le misure di temperatura superficiale e sviluppa la termometria
superficiale fosfori fino a 500 °C.
Progetto 14IND11 HIT “Metrology for humidity at high temperatures and transient conditions.” Sviluppo
di campioni e metodi di misura statici e dinamici per l’umidità ad alta temperatura con dimostratori e casi
studio nell’industria. INRIM sviluppa un innovativo generatore ad alta temperatura fino a 140 °C e alta
pressione fino a 6 bar ed è WP leader per le applicazioni industriali.
Progetto ENV58 Meteomet 2. Nell’ambito del WP1 è in corso lo sviluppo di un innovativo generatore
termodinamico per punti di rugiada ultrabassi (campo da – 95 °C a – 20°C) e frazioni molari inferiori a 30
nmol/mol con capacità di lavoro a pressione sub-atmosferica fino a 200 mbar assoluti
Ruolo di Istituto Metrologico Primario
Implementazione delle unità SI
-
-
-
-
-
Progettazione e studio di un nuovo sistema di misura nel campo AC-DC della corrente, con estensione
fino a 20 A.
Progetto EMRP-IND 05, MEPROVISC- Dynamic Mechanical Properties and Long-term Deformation
Behaviour of Viscous Materials. Studio degli effetti viscoelastici lineari e non lineari di varie tipologie di
materiali polimerici (thermoplastic, thermosetting) e i contributi all’incertezza, utilizzando diverse tecniche
sperimentali.
Realizzazione di un set-up di bilance di pressione per la taratura dei trasduttori di pressione tra 5 Pa e
130 kPa in modo assoluto, sviluppo di una metodologia di misura per pressioni negative tra -15 kPa e -5
Pa.
Aggiornamento dei generatori primari di umidità, con un’estensione del campo di lavoro alla temperatura
di rugiada a 95 °C e di brina a -80 °C con significativi miglioramenti di stabilità rispetto al precedente set
up. Proposte nuove CMC per l’umidità relativa e la temperatura dell’aria.
Campione primario di pressione sonora. I risultati del confronto CCAUV.A-K5 sulla taratura da 2Hz a 10
kHz (fase da 20 Hz a 10 kHz) di microfoni campione da 1” sono stati pubblicati e INRiM ha confermato le
sue CMC con ottimi risultati.
Progetto SIB 56 SndPwr. Si è sviluppato e validato il campione di potenza sonora. Un secondo campione
per la gamma 2-10 kHz è stato realizzato e collaudato.
Disseminazione delle unità SI
-
-
Progettazione di una rete resistiva per il trasferimento della riferibilità della resistenza elettrica nel campo
100 Gohm -10 Tohm nell’ambito di una collaborazione NIST-INRIM.
Realizzazione campione di tensione continua operante nel campo 10 V-100V utilizzabile come
riferimento di tensione di elevato livello e come campione viaggiatore per confronti nazionaliinternazionali.
Acquisizione e messa in servizio di un nuovo calibratore Fluke 5730 per miglioramento delle capacità
operative e dei livelli di incertezza del laboratorio di taratura di strumenti elettrici programmabili.
Caratterizzazione del campione multiplo 1-10 k-10 V per messa in punto strumenti multifunzione di
Centri LAT elettrici.
Completamento del prototipo di un nuovo calorimetro per estensione delle capacità operative in
frequenza oltre l’attuale limite di 26,5 GHz.
Miglioramento delle capacità di prova di cortocircuito con per raggiungere il livello di 100 kA per 1 s.
Nuovi campioni di massa che verranno utilizzati come nuovi campioni primari.
Si è realizzato un secondo prototipo di interferometro “double-ended” per la taratura dei blocchetti pianparalleli corti, che non richiede l’adesione del blocchetto ad una piatto di riferimento.
Test e caratterizzazione del nuovo campione d’angolo (Rotating Encoder Angle Comparator) basato
su un encoder angolare rotante.
Campione primario di pressione sonora. I risultati del confronto CCAUV.A-K5 sulla taratura da 2Hz a
10 kHz (fase da 20 Hz a 10 kHz) di microfoni campione da 1” sono stati pubblicati e INRiM ha
confermato le sue CMC con ottimi risultati.
E’ stato ripristinato e avviato il punto fisso di fusione del rame (T = 1082,62 °C)
84/113
‐
Sviluppato un nuovo set up di misura per il termometro dielettrico basato sui modi galleria di un
risonatore di zaffiro, ottenendo una risoluzione migliore di 50 K.
E’ stato completato il campione di flusso termico da impiegare in applicazioni collegate al risparmio
energetico nel settore dell’edilizia.
Primo confronto EURAMET per le misure di temperatura superficiale per contatto tra 50 °C e 350 °C a
cui INRIM ha partecipato con il proprio sistema di riferimento.
Terza missione
Le unità SI sono disseminate mediante attività di taratura e prova in conto terzi rivolta ai laboratori industriali,
ai Centri LAT di ACCREDIA e alle PMI. Sono stati emessi oltre 600 certificati.
Attività di supporto ai laboratori di taratura
All’inizio del 2015 gli Organi di governance dell’INRIM hanno effettivamente istituito il Servizio tecnico per le
attività rivolte ai Laboratori di Taratura (STALT), struttura di primo livello, previsto dallo Statuto e
precedentemente sostituito da una struttura provvisoria.
Lo Struttura ha, tra le sue finalità lo svolgimento delle attività di valutazione e di supporto tecnico
all’accreditamento di laboratori di taratura sulla base di specifiche convenzioni, ed in collaborazione con
ACCREDIA, nel rispetto dei requisiti della normativa nazionale ed internazionale e degli organismi
internazionali.
Per il 2015 ha organizzato e svolto le attività di supporto dei laboratori di taratura nel rispetto della
Convenzione ACCREDIA - INRIM firmato il 14/05/2014 e dell’Accordo Integrativo della Convenzione
firmato il 21/05/2015.
Il contenuto della Convenzione salvaguarda il ruolo dell’INRIM nella valutazione della competenza dei Centri
di taratura accreditati, che continuano ad operare all’interno del Sistema Nazionale di Taratura vigente
secondo la legge 273/91. Mettendo a disposizione il proprio parco ispettori ed esperti tecnici (36), consente
inoltre all’organismo di accreditamento di rispondere alle richieste del mercato per quanto riguarda
l’applicazione delle Direttive nel Nuovo Approccio (ad es. Direttiva MID) e per l’estensione del
conseguimento della riferibilità metrologica in settori finora non coperti nei limiti definiti del documento ILACP10.
Cooperazione internazionale
Va ricordata la partecipazione ai lavori dei comitati consultivi del CIPM (CCAUV, CCEM, CCL, CCM e CCT)
e dei relativi gruppi di lavoro, dei comitati EURAMET (TC-AUV, TC-F, TCL, TC-M 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 Struttura partecipa a
numerosi progetti EURAMET nei settori della meccanica, della termometria, dell’acustica e delle grandezze
elettriche.
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, CEI, ACAE e CTI, presiedendo alcune commissioni
tecniche.
Ricercatori della Divisione sono professori a contratto presso il Politecnico di Torino; inoltre, ricercatori,
tecnologi e tecnici della Struttura svolgono lezioni e seminari in corsi indirizzati ai tecnici dell’industria. Sette
studenti svolgono la tesi di laurea magistrale presso la Struttura; uno studente di dottorato svolge l’attività di
ricerca all’interno dei laboratori STALT.
85/113
Campioni nazionali e di misura
Campione
Area elettrica
Area meccanica
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)
Laboratori e infrastrutture di misura
Laboratorio del campione nazionale di resistenza e scala di resistenza
Laboratorio di sperimentazione si campioni e sistemi di misura di resistenza
Laboratorio del campione nazionale di tensione continua e scala di tensione
Stazione di taratura di strumenti multifunzione
Laboratorio di misura della potenza AF e Parametri S
Laboratorio EMC
Laboratorio di Alte Tensioni e Forti Corrente (LATFC)
Laboratorio di goniofotometria – Flusso Luminoso, Ripartizione dell’intensità luminosa
Laboratoio di goniospettrofotometria – Caratteriazzazione in riflessione e trasmissione dei materiali
Laboratorio mobile per la caratterizzazione d’impianti d'illuminazione (con collaborazione esterna).
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Area ST1 – Metrologia elettromagnetica
Responsabile: Pier Paolo Capra
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale afferente
Afferenza
R&S
Ruolo NMI
ST1
ST1
ST1
ST1
MQV1
ST1
ST1
ST1
ST1
ST1
ST1
ST1
ST1
ST1
ST1
ST1
0,40
0,30
0,30
0,30
0,10
0,10
0,15
0,30
0,40
0,30
0,20
Terza
missione
0,30
0,30
0,30
0,20
0,20
0,25
0,20
0,70
0,35
0,80
0,40
0,30
0,10
0,20
0,10
0,20
0,10
0,40
0,60
0,90
0,60
0,20
0,70
0,90
0,20
0,20
2,55
3,25
7,05
Giuseppe Rossi
Flavio Galliana
Pier Paolo Capra
Angelo Sardi
Michele Borsero
Paolo Roccato (TD)
Roberto Cerri
Marco Lanzillotti
Luca Roncaglione
Paolo Terzi
Walter Giusio
Giuseppe Vizio
Giuseppe La Paglia
Luca Cinnirella
Luciano Bellavia
Fulvio Francone
Associati/collaboratori
Dean Jarrett (NIST)
Totale
0,10
0,10
0,10
Gestione o
coordinamento
0,10
0,05
Totale
1
1
1
0,70
0,10
1
0,80
1
1
1
0,90
0,30
1
1
1
0,15
0,20
13
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
Sviluppo di un sistema innovativo portatile per il monitoraggio di pazienti affetti da malattie neurovegetative.
Il progetto è relativo a una collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Elettronica, Chimica e Ingegneria
industriale dell’Università di Messina che prevede sviluppo di sensori e dispositivi elettromedicali.
Nell’ambito delle misure EMC proseguirà, in collaborazione con l'Università di Firenze, lo sviluppo di
generatori campione di tensione a radiofrequenza e di campo elettromagnetico per applicazioni
metrologiche.
Progetto EMRP 14IND09 MetHPM. Sistemi par la mappatura della resistenza di linea in celle fotovoltaiche.
E’ stato realizzato un setup sperimentale per effettuare misure di resistenza con un microscopio e un
sistema di movimentazione su due assi.
Progetto EMPR ENG 62. Metrology for efficient and safe innovative lighting. Misure preliminari per la
determinazione della tracciabilità metrologica delle sorgenti allo stato solido. Avviata la sperimentazione per
la caratterizzazione dei manti stradali e per la valutazione del danno da luce blu a bassi livelli di
illuminamento.
Progetto EMPR IND 52. Multidimensional Reflectometry for industry. Iniziati gli esperimenti soggettivi e di
caratterizzazione metrologica di materiali con proprietà di gloss e speckle diversi.
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
Formazione accademica
Politecnico di Torino, Corso di laurea in Ingegneria elettrica. Distribuzione ed utilizzazione dell'energia
elettrica (6 h).
Realizzazione, mantenimento e disseminazione
Progettazione di una rete resistiva per il trasferimento della riferibilità della resistenza elettrica nel campo
100 Gohm -10 Tohm nell’ambito di una collaborazione NIST-INRIM.
Nuovo software di calcolo e gestione del sistema di mantenimento e disseminazione dell’unità di tensione
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continua.
Realizzazione campione di tensione continua operante nel campo 10 V-100V utilizzabile come riferimento di
tensione di elevato livello e come campione viaggiatore per confronti nazionali-internazionali.
Acquisizione e messa in servizio di un nuovo calibratore Fluke 5730 per miglioramento delle capacità
operative e dei livelli di incertezza del laboratorio di taratura di strumenti elettrici programmabili.
Caratterizzazione del campione multiplo 1-10 k-10 V per messa in punto strumenti multifunzione di Centri
LAT elettrici.
Progettazione e studio di un nuovo sistema di misura nel campo AC-DC della corrente, con estensione fino a
20 A
Completamento del prototipo di un nuovo calorimetro per estensione delle capacità operative in frequenza
oltre l’attuale limite di 26,5 GHz.
Nel campo delle alte tensioni e forti correnti è realizzato un metodo di taratura di sistemi per forti correnti
stazionarie, particolarmente richiesto per la taratura delle apparechiature necessarie all’esecuzione di prove
di sovratemperatura prodotte dall’industria nazionale.
Miglioramento delle capacità di prova di cortocircuito con l’obiettivo di raggiungere il livello di 100 kA per 1 s.
Tutte le realtà afferenti al programma ST1 sono impegnate per la revisione e redazione di procedure
tecniche per il continuo aggiornamento della documentazione richiesta dalle normative di riferimento in
materia di qualità. Dichiarazione di CMCs sulla base delle procedure tecniche approvate.
Numero di CMC:65
Procedure Tecniche MRA: 28, procedure non MRA: 14
Peer visit: Euramet Project Ref. No. 1123, visitati I laboratory del gruppo LATF con esito positivo.
Confronti nazionali e internazionali
Il laboratorio di Alte tensioni opera per l’adeguamento dell’impianto per prove in alta tensione alternata con
capacità di generazione di 600 kV, in grado di soddisfare sia le esigenze di prova della quasi totalità dei
costruttori italiani, sia le esigenze di taratura fino ai massimi livelli di tensione presenti in Italia.
Avviato confronto di misura per multilaterale per grandezze elettriche in bassa frequenza con 5 laboratori
accreditati quali partecipanti.
Avviato confronto di misura per bilaterale per la grandezza alta Resistenza in corrente continua.
Attività di terza missione
Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto all’accreditamento
dei laboratori, normazione tecnica)
Completata la prima fase della caratterizzazione di un multimetro digitale mod. 8081 nell’ambito di un
contratto di collaborazione con TRASMILLE (UK).
Oltre 500 Certificati di taratura emessi; 25 Rapporti di prova INRIM, 17 Rapporti di prova LOVAG, 8
Relazioni di prova, 6 contratti industriali con emissione di 24 Rapporti di prova (INRIM/LOVAG)
Partecipazione a comitati CEI, Commissioni UNI, Gruppo di lavoro U800003, ISO, CEN.
Prosecuzione degli ILC multilaterali su calibratore multifunzione di alta precisione - 8 Centri di taratura LAT
elettrici di elevato livello e su multimetro di elevata precisione -12 LAT livello medio-alto. ILC bilaterali
rispettivamente per alti valori di resistenza, potenza-Energia, sfasamento di corrente (contatore campione)2
LAT. ILC multilaterale su THVS (Transportable High Voltage Standard) – 8 LAT, ILC bilaterale ESA su
Tensione, Resistenza , Capacità. Multilaterale Energia (contatori) xx laboratori.
Contratto DINTEC, Consorzio per l’Innovazione Tecnologica
Contratto Tecno Sky
Public engagement (divulgazione, eventi pubblici)
Partecipazione ad eventi organizzati da associazioni del settore illuminotecnico.
Infrastrutture
Laboratorio del campione nazionale di resistenza e scala di resistenza
Laboratorio di sperimentazione si campioni e sistemi di misura di resistenza
Laboratorio del campione nazionale di tensione continua e scala di tensione
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Stazione di taratura di strumenti multifunzione
Laboratorio di misura della potenza AF e Parametri S
Laboratorio EMC
Laboratorio di Alte Tensioni e Forti Corrente (LATFC)
Laboratorio di goniofotometria – Flusso Luminoso, Ripartizione dell’intensità luminosa
Laboratoio di goniospettrofotometria – Caratteriazzazione in riflessione e trasmissione dei materiali
Laboratorio mobile per la caratterizzazione d’impianti d'illuminazione (con collaborazione esterna).
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Area ST2 – Metrologia meccanica
Responsabile: Mercede Bergoglio
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale strutturato
Roberto Bellotti
Mauro Franco
Gian Bartolo Picotto
Marco Pometto
Fabrizio Pollastri
Astrua Milena 1
Marco Pisani
Bergoglio Mercede
Stefano Pasqualin
Domenico Mari ²
Andrea Malengo
Davide Torchio
Adelina Leka
Alessandro Germak
Claudio Origlia
Fabrizio Mazzoleni
Francesco Vitiello
Alessandro Schiavi
Alessandro Balsamo
Davide Corona
Emanuele Audrito
Claudio Francese 3
Marco Santiano
Personale non
strutturato
Emanuele Biolcati
(assegno)
Stefano Palumbo (borsa)
Andrea Egidi (assegno)
Totale
1)
2)
3)
Ruolo
NMI
0,25
0,20
0,30
0,30
Terza
missione
0,35
0,80
0,10
0,60
0,10
0,10
0,80
0,50
0,20
0,30
0,30
0,40
0,40
0,40
0,20
0,15
0,30
0,20
0,30
0,30
0,30
0,30
0,10
0,30
0,20
0,20
0,30
0,20
0,15
0,30
0,60
0,40
0,20
0,30
0,50
0,90
0,20
0,30
0,30
0,10
0,10
0,50
0,95
7,35
0,30
Afferenza
R&S
ST2
ST2
ST2
ST2
ST2
ST2
MF1
ST2
ST2
ST2
ST2
ST2
ST2
ST2
ST2
ST2
ST2
ST2+ST3
ST2
ST2
ST2
MF1
MF1
0,25
ST2
ST2
ST2
0,50
0,10
1
0,10
0,20
0,20
0,40
0,20
0,10
0,50
0,20
0,20
6
Gestione o
coordinamento
0,10
0,20 (ASP)
0,20 (SGQ)
0,10
0,10 (ASP)
0,20
Totale
0,85
1
1
1
1
0,30
0,20
1
1
0,20
1
1
1
1
0,80
1
1
0,80
1
1
0,70
0,60
0,30
0,20
0,20
0,05
6,90
0,70
1
1
20,95
collaborazione con programma MF1 (70% TPE)
collaborazione con programma MF1 (80% TPE)
collaborazione con programma MF1 (40% TPE)
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
Progetto EMRP NEW04 “Novel mathematical and statistical approaches to uncertainty evaluation” sviluppo
della versione eseguibile del software “Calibration Curves Computing – CCC software” (Released 1.3, June
2015, : http://www.inrim.it/download/CCC/index.html)
Progetto EMRP SIB05 "Developing a practical means of disseminating the redefined kilogram" studio del
comportamento dei campioni di massa nel trasferimento aria - vuoto e in gas inerte (WP 4 Deliverable 4.3.4
e WP 2 Deliverable 2.4.2). Studio della correlazione tra coefficiente di assorbimento vuoto- aria e rugosità
dei campioni di massa.
Sono stati analizzati in dettaglio i contributi di incertezza dovuti alla spinta aerostatica delle misure di massa,
massa convenzionale e forza. Considerando i termini di covarianza è stata ricavata la relazione che lega
l'incertezza associata al valore di massa a quella associata al valore di massa convenzionale. Tale relazione
permette di valutare in modo esatto l'incertezza associata alla forza esercitata dai campioni. Un articolo è
stato presentato per pubblicazione sulla rivista Metrologia.
Progetto ENG56 DriveTrain. INRIM studia metodologie di caratterizzazione della forma e finitura di
90/113
geometrie complesse quali ingranaggi e sistemi di trasmissione di medie/grandi dimensioni impiegati nei
generatori ad energia rinnovabile. Nel 2015 si è completata la realizzazione di un nuovo campione di forma
a settore di anello (Ø 1 m), con una scanalatura a profilo circolare, rappresentativo di elementi diametrali di
cuscinetti. Si è completata la prima parte dello studio della rugosità dei denti di ingranaggi a diversa finitura
attraverso l’analisi delle componenti armoniche di profili 2D ripresi lungo l’evolvente e lungo l’elica. Il
software della CMM è stato aggiornato per la misura degli ingranaggi.
Progetto 14IND09 MetHPM “Metrology for highly-parallel manufacturing” avviato a maggio 2015. INRIM
coordina il WP3 dedicato allo studio di nuovi parametri per la caratterizzazione di superfici funzionali, in
particolare per la correlazione tra la topografia, le dimensioni critiche e le proprietà funzionali in gioco. Nel
2015 si è completata la progettazione in collaborazione con NPL di un sistema di supporto ad appoggi
cinematici multipli per campioni di lato fino a 160 mm. Una prima serie di caratterizzazioni topografiche e
funzionali è stata condotta su celle fotovoltaiche. Si è avviato lo studio di nuovi parametri per alcune superfici
funzionali.
Nella nanometrologia delle superfici si è condotto uno studio dello scalamento della rugosità di un wafer di Si
con microscopia ottico-interferometrica, microscopia AFM e profilometria a stilo (contributo a
Nanoscale 2016).
Progetto EMRP SIB63 - Force traceability within the meganewton range. E’ terminata la realizzazione e
cominciata la caratterizzazione di un dinamometro multicomponenti ad esapodo per utilizzazione come
Build-up System da 5 MN.
Progetto NEW06 TraCIM (Traceability for computationally-intensive metrology) è giunto a conclusione nel
corso del 2015. L’INRIM ha avuto un ruolo ridotto nel progetto, e ha contribuito essenzialmente in termini di
consulenza interna.
Progetto IND53 LUMINAR (Large volume metrology in industry) è entrato nella sua parte più operativa con
la realizzazione e caratterizzazione del prototipo di strumento per la misurazione di una coordinata nello
spazio (corsa limitata a 1 m). Si sono ottenuti segnali utili per bersagli posti a distanza fino a 8 m, con
possibili estensioni ottenibili medinate l’utilizzo del nuovo collimatore di fascio (richiesto, in attesa di ordine e
fornitura). È stato progettato un secondo asse di misura da 2 m, basato sul progetto di quello da 1 m già
realizzato, migliorato in base all’esperienza sperimentale e adattato per raddoppiarne il campo; tutti i
componenti sono stati ordinati (richiesti, in attesa di ordine e fornitura). Pur con i rallentamenti dovuti ai tempi
lunghi per l’emissione degli ordini e poi per la fornitura, il progetto procede in accordo ai tempi previsti.
Progettazione e realizzazione di componenti tramite produzione additiva (stampa 3D) a sostengo di varie
attività di ricerca.
Progetto MIUR / MEDIO CREDITO - NO FALLS DM49702 - La regressione delle capacità motorie nel III
millennio, Contromisure tecnologiche innovative per la prevenzione/attenuazione delle conseguenze.
Caratterizzazione di dispositivi e sensori utilizzati in medicina riabilitativa e medicina dello sport. In
particolare i sistemi indagati sono costituiti da tavole basculanti e sensori posturali di posizione. Le
grandezze misurate si collocano nel campo delle accelerazioni lineari e angolari, statiche e dinamiche, e
nelle misure di forza.
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
Formazione accademica
Politecnico di Torino, Corso di Statistica Sperimentale e Misure Meccaniche
Politecnico di Torino, Corso di Sistemi per l’illuminazione e per il controllo del rumore
Organismi metrologici internazionali
Partecipazione alla 16ª Riunione del CCL e ai suoi Gruppi di lavoro: WG-MRA (Mutual Recognition
Arrangement) e WG-N (Dimensional nanometrology). Partecipazione ai Gruppi di discussione: DG1 (Gauge
blocks), DG4 (Cylindrical diameter standards), DG5 (Step gauges), DG6 (Coordinate metrology, con ruolo di
moderatore), DG7 (Line scales), DG8 (Surface texture). In particolare, il DG6 ha preparato per la riunione un
documento di studio per consentire in futuro una possibile CMC flessibile, misure lineari con CMM: il
documento è stato discusso e sarà migliorato in preparazione della prossima riunione.
Partecipazione alla riunione annuale Euramet TC-M e alla riunione del Working group WGD-kg con
presentazione del lavoro "Uncertainty evaluation for the calibration and use of balances considering
buoyancy effects and correlations".
Partecipazione alla revisione della guida Euramet CG18 Rev.04 sulla taratura delle bilance, la quale è stata
pubblicata a novembre 2015.
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CCM e i relativi WG Force, Hardness e Gravimetry.
EURAMET TC-M, SC - Force e TC-AUV, SC - Acceleration and Vibration
IMEKO: delegato della Member Organization italiana (INRIM dal 1° settembre 2015, precedentemente
CNR), membership dell’Advisory Borad e dei TC3 Force, TC5 Hardness e TC22 Vibration.
Membership alla IAG commission 2-Gravity Field e SG 2.1.1 della Sub-Commission 2.1
Partecipazione alla 16ª Riunione del CCL e ai suoi Gruppi di lavoro: WG-MRA (Mutual Recognition
Arrangement) e WG-N (Dimensional nanometrology). Partecipazione ai Gruppi di discussione: DG1 (Gauge
blocks), DG4 (Cylindrical diameter standards), DG5 (Step gauges), DG6 (Coordinate metrology, con ruolo di
moderatore), DG7 (Line scales), DG8 (Surface texture). In particolare, il DG6 ha preparato per la riunione un
documento di studio per consentire in futuro una possibile CMC flessibile, misure lineari con CMM: il
documento è stato discusso e sarà migliorato in preparazione della prossima riunione.
Realizzazione, mantenimento e disseminazione dei campioni
Progetto EMRP-IND 05, MEPROVISC- Dynamic Mechanical Properties and Long-term Deformation
Behaviour of Viscous Materials. L’obiettivo è lo studio degli effetti viscoelastici lineari e non lineari di varie
tipologie di materiali polimerici (thermoplastic, thermosetting) e i contributi all’incertezza, utilizzando diverse
tecniche sperimentali, quali nano- micro-indentazione e stress-strain (in tensione e compressione).
Sono stati acquistati nuovi campioni di massa che verranno utilizzati come nuovi campioni primari.
Si è realizzato un secondo prototipo di interferometro “double-ended” per la taratura dei blocchetti pianparalleli corti, che non richiede l’adesione del blocchetto ad una piatto di riferimento. Si è utilizzato un nuovo
set-up ottico interferometrico di tipo differenziale per ridurre gli effetti termici.
Test e caratterizzazione del nuovo campione d’angolo (Rotating Encoder Angle Comparator) basato su un
encoder angolare rotante.
Realizzazione di un set-up di bilance di pressione per la taratura dei trasduttori di pressione tra 5 Pa e 130
kPa in modo assoluto, sviluppo di una metodologia di misura per pressioni negative tra -15 kPa e -5 Pa.
Acquisiti trasduttori di pressione e loro caratterizzazione; verranno utilizzati per interconfronti con laboratori
accreditati.
Progetto, acquisizione dei componenti e costruzione dell’apparecchiatura da installare sulla CMM per la
taratura di calibri a passi (calibro a passi interferometrico virtuale). Rimane ora l’implementazione software e
la caratterizzazione metrologica.
Progetto, acquisizione dei componenti e costruzione del nuovo interferometro ad omodina per la stazione di
taratura dei blocchetti pianparalleli lunghi (Comparatore CLP10A). Sono stati anche apportati vari
miglioramenti funzionali, principalmente intesi a migliorare l’efficienza d’esercizio della stazione.
Attività di riferibilità interna e supporti alla ricerca mediante metrologia a coordinate.
Confronti nazionali e internazionali
Confronto CCM.FF-K4.1.2011 su campioni di volume da 100 mL e 20 L. Presentato draft B e rapporto finale
pubblicato su metrologia, i risultati confermano le nostre CMC. INRIM con la migliore incertezza per il
campione da 20 L.
Confronto CCM.M-K6.su campioni di massa da 50 kg. Presentato draft B e rapporto finale pubblicato su
Metrologia, i risultati confermano le nostre CMC.
Confronto EURAMET 1031 sulla misura del volume e densità di tre campioni di silicio. Presentato draft A, i
risultati confermano le nostre CMC. INRIM con le migliori incertezze per tutti e tre i campioni, si richiederà un
miglioramento delle CMC.
Confronto chiave CCL-K4 sui campioni diametrali (4 anelli, 3 tamponi e 3 sfere). Data la numerosità dei
campioni le misure avviate a metà Novembre si sono concluse ad inizio gennaio 2016.
Confronto EURAMET.L-K8.2013 sui campioni di rugosità. I risultati di cui ai draftA, B e rapporto finale
circolati nell’anno confermano le nostre CMC.
Confronto EURAMET.L-K4.2005.1 sui campioni diametrali (INRIM linking laboratory).
circolati a fine 2015 confermano le ns CMC.
I risultati (draftA)
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Progetto EUROMET 866 (Cooperation in research, pilot INRIM) sulla taratura interferometrica di trasduttori
per micro/nanospostamenti. Circolata e discussa con i partner l’analisi dei risultati (draftB).
Confronto su campioni filettati (un tampone ed un anello filettati) inviati dal PTB. Esecuzione misure con la
macchina di misura Moore ed il tastatore 3D SIP. A causa della sostituzione del nostro profilometro a stilo,
per la misura dell’angolo del fianco e del passo si è utilizzato il profilometro a stilo del laboratorio
IMAMOTER, tarato con nostri campioni. Ciò ha reso tuttavia molto più laboriosa l’analisi dei dati.
Confronto CCL-K1:2011 su blocchetti pianparalleli (misure INRIM nel 2011) è ancora in stand-by, in attesa
che il pilota diffonda il draft A.
Confronto EURAMET 1041 Misura di pressione in modo relativo e assoluto, 25 kPa 200 kPa. I risultati di cui
al draft B confermano le nostre CMC.
Confronto chiave EURAMET.M.G- K2 e confronto supplementare COOMET.M.G- S1 sulla misura
dell’accelerazione di gravità.
Attività di terza missione
Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto
all’accreditamento dei laboratori, normazione tecnica)
Tarature di pesiere, campioni di densità e serbatoi campione. Tarature di blocchetti pian-paralleli corti,
campioni lineari, diametrali, trasduttori lineari, campioni di rugosità, cilindri e calibri per altezze. Tarature di
campioni a gradino, reticoli 1D e 2D per la nanometrologia delle superfici. Tarature di trasduttori, vacuometri
e bilance di pressione. Tarature di dinamometri e accelerometri.
Supporto all’accreditamento dei Centri LAT Accredia (masse, bilance, volumi, pressione, forza, coppia,
durezza, blocchetti, angoli, campioni lineari, diametrali e rugosità, campioni ad elica ed evolvente e gestione
del sistema di qualità dei laboratori)
Contratto con ditta SNAM Rete Gas s.p.a “Stima dell’incertezza di taratura delle centraline CEMS”: taratura e
valutazione dell'incertezza di analizzatori di CO e NOx e di gascromatografi.
Contratto con ditta Thales Alenia “Uncertainty budgets for magnetic dipole models”: stesura di una
procedura per la valutazione del budget dell’incertezza per modelli di dipolo equivalenti per apparecchiature
satellitari.
Contratto con ditta Hemina "Calibrated Tank" per la taratura per via gravimetrica di un serbatoio campione
da 500 m3.
Assemblaggio e taratura di campioni (MARPOSS) a differenza di altezza costituiti da blocchetti pian paralleli
affiancati ed in adesione su una piastrina ottica. Verifica della loro stabilità a medio termine (2-3 mesi).
Studio, realizzazione del set-up e sviluppo di un autocollimatore dedicato per la calibrazione degli
accelerometri IDA (PFM e FM) usati in ISA (Italian Spring Accelerometer) per la missione BepiColombo.
Accompagnamento all’implementazione aziendale del metodo GEMIL per la compensazione di errori di
geometria di macchine di misura a coordinate (sfruttamento interno di un brevetto congiunto di processo).
Caratterizzazione di trasduttori nelll’intervallo di pressione -15 kPa e 15 kPa per verificare la loro stabilità a
medio termine (2-3 mesi).
Peer review presso i laboratory di forza, coppia e durezza del CENAM e supporto all’attività di gravimetria
assoluta (seminario c/o Universidad Autónoma de México - UNAM).
Peer review presso il laboratorio INRIM accelerazioni dinamiche nell’ambito del progetto EURAMET 1123.
Peer assessment di due laboratori di durezza accreditati dall’ISRAC, Israele
Partecipazione attiva alle attività di normazione tecnica: sul piano internazionale (ISO/TC213), è stata
pubblicata la ISO 14253-5:2015 (responsabilità di progetto), la ISO/DIS 1 ha superato l’inchiesta
internazionale DIS (task force), è stata approntata la ISO/DIS 14253-1 per l’inchiesta internazionale DIS (poi
avvenuta nel 2016, task force); sul piano nazionale, è proseguita l’attività di conduzione della UNI/CT047
(presidenza e coordinamento di due suoi GL).
Supporto alla normativa (commissioni UNI e ISO) relativa alle prove meccaniche (vibrazioni, forza, durezza e
superfici).
93/113
Formazione continua
Docenza del corso "La taratura di masse, bilance e campioni di volume" per conto di ANGQ (8 ore).
Gianluca De Amicis – stage curriculare Politecnico di Torino, Laurea Magistrale Ingegneria Meccanica;
Gianluca De Amicis – work experience giugno-settembre 2015 (246 ore), progetto P.O.FSE Abruzzo 20072013, L. Audrito, E. Luongo – Stage professionale ITIS Pinifarina – Torino su Solid modelling and rapid
prototyping
Sovvenzione Globale “Più Ricerca e Innovazione”.
Corso al TÜV ITALIA sulla orma UNI CEI EN ISO/IEC 17025:2005 e l’accreditamento dei laboratori di prova
Corso di Accelerazioni dinamiche c/o iNRIM (16 ore)
Public engagement
Nell’ambito del progetto ENG56 DriveTrain si è organizzato all’INRIM il “Workshop on Bearings - challenges
in dimensional, form, waviness, and roughness metrology for bearings, October 1st, 2015
L’Associazione CMM Club Italia ha proseguito la sua attività di trasferimento della conoscenza verso le
imprese italiane, nel settore delle misurazioni a coordinate. Fra il resto, si è inaugurata la collana di seminari
tecnici “Per-corso GPS” sul tema del GPS (Geometrical Product Specification) mediante il seminario
InTeRSeC 30. Ad esso s’aggiunge altro semiario organizzato nel 2015, InTeRSeC 29.
Infrastrutture
Elenco laboratori e infrastrutture (galleria)
94/113
Area ST3 – Metrologia termodinamica
Responsabile: Vito Fernicola
Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività
Personale strutturato
Afferenza
R&S
Ruolo NMI
Antonio Agostino
Mauro Banfo
Fabio Bertiglia
Giuseppe Braccialarghe
Mario Corallo
Roberto Dematteis
Ezio Dragone
Vito Fernicola
Claudio Guglielmone
Luigi Iacomini
Andrea Pavoni Belli
Lucia Rosso
Alessandro Schiavi
Personale non
strutturato
Giulio Beltramino
Rugiada Cuccaro
Andrea Prato
Denis Smorgon
Shahin Tabandeh
Gregory Truden
Totale
ST3
ST3
ST3
ST3
ST3
ST3+QV2
ST3
ST3
ST3
ST3
ST3
ST3
ST3+ST2
0,10
0,20
0,20
0,70
0,30
0,30
ST3
ST3+QV3
ST3
ST3
ST3
ST3
Terza
missione
0,20
0,50
0,50
1
Gestione o
coordinamento
1
0,30
0,40
0,20
0,10
0,50
0,20
0,70
0,50
0,50
0,30
0,90
0,30
5,40
0,10
0,30
0,40
0,30
0,50
0,50
0,50
0,20
0,10
0,20
0,30
0,40
0,30
0,30
0,40
0,40
0,10
0,70
6,30
0,10
0,30
4,30
0,30
Totale
1
1
1
1
1
0,50
0,30
1
1
0,80
1
1
0,20
1
0,50
1
1
1
1
16,30
Articolazione del programma
Ricerca e Sviluppo
Progetto SIB64 METefnet. Messa a punto di tecniche chimico-fisiche (Karl-Fischer coulometrico e Evolved
Water Vapour Analysis) e fisiche (gravimetria e risonanza nelle microonde) per la misura del contenuto di
acqua in campioni di biomassa; partecipazione a internazionali pilota.
Progetto 14IND04 EMPRESS ”Enhancing process efficiency through improved temperature measurement.”
Sviluppo di sensori, tecniche e capacità di misura di temperatura per l’industria manifatturiera. INRIM e WP
leader per le misure di temperatura superficiale e sviluppa la termometria superficiale fosfori fino a 500 °C.
Progetto 14IND11 HIT “Metrology for humidity at high temperatures and transient conditions.” Sviluppo di
campioni e metodi di misura statici e dinamici per l’umidità ad alta temperatura con dimostratori e casi studio
nell’industria. INRIM sviluppa un innovativo generatore ad alta temperatura fino a 140 °C e alta pressione
fino a 6 bar ed è WP leader per le applicazioni industriali.
Progetto ENV58 Meteomet 2. Nell’ambito del WP1 è in corso lo sviluppo di un innovativo generatore
termodinamico per punti di rugiada ultrabassi (campo da – 95 °C a – 20°C) e frazioni molari inferiori a 30
nmol/mol con capacità di lavoro a pressione sub-atmosferica fino a 200 mbara.
Sviluppo di un nodo di riferimento wireless per fornire capacità di auto taratura per le grandezze temperatura
e umidità alle reti di sensori (ICST 2015, “A wireless reference node to provide self-calibration capability to
wireless sensors networks”)
Ricerca istituzionale (ruolo NMI)
Formazione accademica
Politecnico di Torino, Laurea magistrale Mechanical Engineering, Corso “Thermal measurements and
controls” (40 h)
Politecnico di Torino, Dottorato di Metrologia, Corso “Thermal measurement and control methods” (25 h)
95/113
Organismi metrologici internazionali
Partecipazione ai lavori del comitato CCAUV.
Partecipazione ai lavori dei comitato EURAMET TC-AUV (convenor SC “Sound in air”) e TC-T (convenor SC
Humidity)
Nell’ambito EURAMET, visita ispettiva per la peer evaluation del laboratorio spagnolo CEM, per l’acustica.
Contributo ai lavori CCT-TG-GoTh (Task Group for Guides on Thermometry).
Realizzazione, mantenimento e disseminazione dei campioni
Aggiornamento revisione del generatore primario di umidità INRIM 01, con un’estensione del campo di
lavoro alla temperatura di rugiada a +95 °C.
Nuovo impianto e messa in servizio del generatore primario di umidità INRIM 02, con un’estensione del
campo di lavoro alla temperatura di brina a -80 °C con significativi miglioramenti di stabilità e incertezza
rispetto al precedente set up.
Proposte nuove CMC per l’umidità relativa e la temperatura dell’aria.
Campione primario di pressione sonora. I risultati del confronto CCAUV.A-K5 sulla taratura da 2Hz a 10
kHz (fase da 20 Hz a 10 kHz) di microfoni campione da 1” sono stati pubblicati e INRiM ha confermato le
sue CMC con ottimi risultati.
Progetto SIB 56 SndPwr. Si è sviluppato e validato il campione di potenza sonora. Un secondo campione
per la gamma 2-10 kHz è stato realizzato e collaudato.
E’ iniziata la realizzazione della taratura con il metodo di reciprocità in campo libero dei microfoni campione.
E’ stato ripristinato e avviato il punto fisso di fusione del rame (T = 1082,62 °C)
E’ stato completato il campione di flusso termico da impiegare in applicazionicollegate al risparmio
energetico nel settore dell’edilizia
Confronti nazionali internazionali
EURAMET P1149 "Comparison of surface temperature calibrations". Concluse le misure INRIM, in attesa
dei risultati finali dal coordinatore MKEH.
Il confronto EURAMET.AUV.A-K5 è concluso e il draft B è pronto. Sono stati accettati laboratori dell’area
Afrimets e INRiM insieme a NPL, laboratorio pilota, provvede al link con il confronto CCAUV.A-K5 e entrambi
i laboratori si sono dimostrati assai ripetibili e forniscono un link solido. EURAMET.AUV.A-S2 è stata
ritardata per problemi alla dogana con il laboratorio brasiliano INMETRo. INRiM quindi eseguirà le misure nel
2016.
INRIM ha condotto un confronto nazionale con i laboratori accreditati LAT nel campo dell’acustica.
Le misure INRIM del confronto EURAMET.T-TS3 “Comparison of the calibration of Pt/Pd thermocouples up
to 1500 °C previsto per maggio 2015, sono state rinviate al 2016 a causa di problemi sui travelling standard.
Si è concluso il confronto nazionale ILC-T-MS-2014-2015 per la grandezza temperatura commissionato da
ACCREDIA a cui hanno partecipato 19 Laboratori LAT nei settori termometri a resistenza, termocoppie e
catene termometriche nel campo da -80 °C a 1100 °C.
Partecipazione al comparsion EBC – ANNEX 65 “Long-Term Performance of Super-Insulating Materials in
Building Components and Systems” attraverso misure di conducibilità termica da eseguire su VIP e APM
materials con GHP apparatus. Misure inziate a novembre 2015, si prevede la conclusione nel 2016.
Attività di terza missione
Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto all’accreditamento
dei laboratori, normazione tecnica)
Supporto ad Accredia per la valutazione dei laboratori per l’acustica, 15 alla data del 2015. Le tarature
riguardano prevalentemente i campioni di prima linea dei laboratori accreditati, ma sono presenti anche
misure della potenza sonora e tarature delle sorgenti sonore di riferimento, per cui il solo INRIM ha una
CMC.
La normazione tecnica avviene in ambito CEI CT 29-87 e soprattutto IEC CT 29 “Electroacoustics”. Nel 2015
sono state prodotte e pubblicate importanti norme iEC sui calibratori acustici (IEC 60942) e sulla taratura dei
microfoni campioni e di misura per confronto in campo libero (IEC 61094 parte 8).
Supporto tecnico per l’attività di valutazione in metrologia termica e igrometria e avvio di due ILC
Taratura di termometri a resistenza campioni di prima linea dei laboratori accreditati tarati ai punti fissi della
ITS-90;
Taratura di termocoppie campioni di prima linea di laboratori accreditati, termometri a resistenza industriali e
96/113
catene termometriche per conto terzi, principalmente laboratori accreditati e attività interne.
Collaborazione con Consorzio Legno Sughero (Conlegno) per la messa a punto della specifica tecnica
DOC20150915.GAS rev.1 inerente la “Determinazione influenza conduzione termica dello stelo di un
termometro durante trattamento termico HT secondo norma ISPM 15 FAO” attraverso attività di prova svolta
su sensori di temperatura impiegati nel trattamento HT. Predisposizione contratto di servizio tecnicoscientifico finalizzato all’esecuzione di proce secondo specifica tecnica sviluppata.
Normazione tecnica in ambito UNI/CT 033/SC 01/ GL 04 “Ambiente”: Lavoro su norma, prEN16883
“Conservation of cultural heritage – Guidelines for improving the energy performance of historic buildings”
per definizione posizione italiana.
Coordinamento del progetto regionale “C-BOX VALUE” (IV programma annuale del Polo di innovazione
POLIGHT, Capofila INRIM partners 5 PMI) per la validazione di procedure di misura e di prova da impiegare
nella determinazione della conduttanza termica su involucri edilizi opachi, utili alla filiera del costruito. In
questo progetto è stata messa a punto il sistema di misura termoflussimetrico e sono stati affrontati due casi
studio in campo per la misura della conduttanza termica su edifici ad uso residenziale con elevate
prestazioni energetiche dichiarate. I casi studio sono stati riprodotti in laboratorio e sono stati comparati i
risultati. Il progetto si è concluso a settembre 2015.
Attività SGQ: sono stati svolti 10 audit interni di cui 4 ai laboratori di ST3; è stata riesaminata una procedura
tecnica di AUV
Certificati di taratura emessi: oltre 200
Formazione continua
Due training di primo livello (Zhang Min, 300 h) e di secondo livello (Jose Quintero, 500 h)
Corso aziendale su incertezza di misura presso Tecnolab del Lago Maggiore (16h)
Brevetti (indicare se sfruttato)
Rinnovo per possibile estensione del brevetto INRIM sulla taratura di reti WSN.
Infrastrutture
Laboratorio Termometria Industriale per contatto
Laboratorio Termometria superficiale e a fluorescenza
Laboratorio Conducibilità dei materiali
Laboratorio Campioni primari di umidità
Laboratorio Campioni secondari di umidità
Laboratorio Campioni di pressione acustica
Camera semianecoica
Camera riverberante
Camera isolamento
Camera calpestio
Laboratorio Rigidità dinamica
97/113
Supporto ai laboratori di taratura
Responsabile: Vito Fernicola
All’inizio del 2015 gli Organi di governance dell’INRIM hanno effettivamente istituito il Servizio tecnico per le
attività rivolte ai Laboratori di Taratura (STALT), struttura di primo livello, previsto dallo Statuto e precedentemente
sostituito da una struttura provvisoria.
Lo STALT ha, tra le sue finalità, anche la collaborazione con ACCREDIA – Ente Italiano di accreditamento - per lo
svolgimento delle attività di valutazione e di supporto tecnico all’accreditamento di laboratori di taratura sulla base
di specifiche convenzioni e nel rispetto dei requisiti della normativa nazionale ed internazionale e degli organismi
internazionali.
Per il 2015, STALT in collaborazione con le Divisioni, ha organizzato e svolto le attività di supporto dei laboratori di
taratura nel rispetto della Convenzione ACCREDIA - INRIM firmato il 14/05/2014 e dell’Accordo Integrativo della
Convenzione firmato il 21/05/2015.
Il contenuto della Convenzione salvaguarda il ruolo dell’INRIM nella valutazione della competenza dei Centri
di taratura accreditati, che continuano ad operare all’interno del Sistema Nazionale di Taratura vigente
secondo la legge 273/91.
Lo STALT, mettendo a disposizione il proprio parco ispettori ed esperti tecnici (36), consente inoltre
all’organismo di accreditamento di rispondere alle richieste del mercato per quanto riguarda l’applicazione
delle Direttive nel Nuovo Approccio (ad es. Direttiva MID) e per l’estensione del conseguimento della
riferibilità metrologica in settori finora non coperti nei limiti definiti del documento ILAC-P10.
Descrizione delle attività svolte nel 2015
Principali attività svolte
Collaborazione con l’Ente italiano di accreditamento in modo che ACCREDIA permanga firmatario degli accordi
EA-MLA e ILAC-MRA.
Le attività del personale STALT e delle altre divisioni dell’INRIM, presente nell’elenco Ispettori/Esperti del
dipartimento di taratura di ACCREDIA, svolte nel quadro della Convenzione in vigore (art.2 a, b e c), sono le
seguenti:
1. attività di valutazione di carattere sia gestionale/sistemico che tecnico riguardanti l’esame documentale
e le valutazioni su campo effettuate presso Centri e Laboratori di taratura, previste dai Regolamenti per i
processi di accreditamento iniziale, rinnovo, sorveglianza, estensione o riduzione (180 gg-uomo).
2. gestione dei confronti interlaboratori
L’INRIM si è impegnato a fornire nell’ambito delle proprie disponibilità i confronti interlaboratori richiesti,
necessari per l’effettuazione delle pratiche di accreditamento, rinnovo ed estensione. Sono comprese in
queste attività la messa a disposizione dei propri campioni, l’effettuazione delle loro tarature,
l’elaborazione dei dati sperimentali e la redazione della relazione di confronto (24 gg-uomo).
3. supporto tecnico scientifico per consentire ad ACCREDIA un’adeguata copertura metrologica alle
attività da essa svolte. Nelle attività richieste e svolte dall’INRIM sono comprese la preparazione di
documenti tecnici e di linee guida, la partecipazione a gruppi di lavoro, lo sviluppo di sistemi e
metodologie da utilizzare nell’ambito di accreditamento, la preparazione e la docenza a corsi di
formazione, la partecipazione ad attività inerenti alla normativa nazionale ed internazionale nonché il
supporto ai funzionari tecnici di ACCREDIA DT nella impostazione e gestione delle operazioni
concernenti i vari processi di accreditamento (10 gg-uomo).
Risultati di particolare rilievo
I laboratori accreditati dal Dipartimento ACCREDIA-DT con supporto tecnico dell’INRIM alla fine del 2015
risultano 8 su un totale di 174 laboratori attivi.
Con il supporto tecnico dell’INRIM sono stati rinnovati 31 Centri LAT accreditati ed estesi 28 Centri LAT.
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.
98/113
Riepilogo analitico dei risultati/prodotti (conclusi)
Descrizione
Supporto ai nuovi accreditamenti
Supporto all’estensione di scopi di accreditamento
Supporto ai rinnovi
Supporto alle sorveglianze
Confronti interlaboratori bilaterali
Accertamenti sperimentali
Confronti multi-laterali
Confronti di misura bilaterali conclusi nel 2015
Grandezza
Dimensionale
Massa, Volume
Misure elettriche
Accelerometri
Alta frequenza
Temperatura
Pressione
Acustica
Chimica
Totale
Confronti interlaboratorio multilaterali conclusi nel 2015
Grandezza
N.
Temperatura
1
Pressione
1
Campo Elettromagnetico
1
Totale
3
Numero
8
28
31
40
36
16
3
Numero
5
5
17
0
1
2
1
5
0
36
Numero di Laboratori coinvolti
20
19
4
43
99/113
100/113
Appendice 1: Struttura organizzativa dell’INRIM
Presidente: Massimo Inguscio
Consiglio di amministrazione:
Massimo Inguscio, Aldo Godone, Livio Battezzati
Consiglio scientifico:
Flavio Canavero (Coordinatore), Paolo Vigo, Massimo Maria Lanza, Martin J.T. Milton, Maurizio Prato,
Marco Genovese, Paola Tiberto
Collegio dei revisori dei conti:
Annamaria Pastore (Presidente), Augusto Gambaretti, Pietro Morandini (membri effettivi), Francesco
Cupolo (membro supplente)
Magistrato della Corte dei Conti, delegato al controllo sulla gestione:
Carlo Greco, Carlo Mancinelli (sostituto)
Organismo Indipendente di Valutazione:
Paolo Pasquini
Comitato di indirizzo per la qualità:
Massimo Inguscio, Ines Fabbro, Maria Luisa Rastello, Mauro Di Ciommo
Direttore generale:
Ines Fabbro
Attività generali di Istituto
Sistemi informatici
Servizio prevenzione e protezione (Claudio Baraldi fino al 28 febbraio 2015; Renato Actis Foglizzo
dal 1 marzo 2015)
Sistema di gestione della qualità
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 tecnici sicurezza e ambiente(Claudio Rolfo)
Direzione scientifica:
Maria Luisa Rastello (dal 1 settembre 2015, ad interim dal 1 settembre 2014 al 31 agosto 2015)
Divisioni
Metrologia Fisica (Giovanni Mana)
Nanoscienze e Materiali (Vincenzo Lacquaniti)
Metrologia per la Qualità della Vita (Oriano Bottauscio)
Innovazione e servizi metrologici (STALT):
Vito Fernicola
101/113
Appendice 2: Progetti EMRP
New Technologies
SI Broader scope (1st)
Health
Tabella 1 - Valore totale e finanziamento UE progetti EMRP avviati nel 2012
Finanziamento
Call
Acronimo
Titolo
totale UE (k€)
158
HLT03 - MTU
Metrology for therapeutic ultrasound
Metrology for the characterisation of
biomolecular interfaces for diagnostic
93
HLT04 - BioSurf
devices
Metrology for next generation safety
167
HLT06 - MRI Safety
standards and equipment in MRI
154
SIB01 - InK
Implementing the new Kelvin
Accurate time/frequency comparison
and dissemination through optical
226
SIB02 - NEAT-FT
telecommunication networks
Realisation of the awaited definition
264
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
SIB09 - Elements
elements
Novel
techniques
for
traceable
179
SIB10 - NOTED
temperature dissemination
Traceable
characterisation
of
131
NEW01 - TReND
nanostructured devices
176
NEW02 - Raman
Metrology for Raman spectroscopy
Uncertainty – Novel mathematical and
statistical approaches to uncertainty
53
NEW04 - Uncertainty
evaluation
Traceability
for
computationally33
NEW06 - TraCIM
intensive metrology
Microwave and terahertz metrology for
225
NEW07 - THz Security
homeland security
187
NEW08 - MetNEMS
Metrology with/for NEMS
SI
Broader
scope
Industry
Tabella 2 – Valore totale e finanziamento UE progetti EMRP avviati nel 2013
Call
Finanziamento
Acronimo
Titolo
totale UE (k€)
IND52 Gonio
Multidimensional
reflectometry
for
129
reflectometry
industry
IND53 Large
Tackling fundamental issues for large
239
volume
volume metrology in industry
Compact
and
high-performing
262
IND55
microwave clocks for industrial and
Mclocks
technological applications
Chemical metrology tools to support the
201
IND56
manufacture of advanced biomaterials
QAIMDS
in the medical device industry
Metrology for Airborne Molecular
98
IND63
Contamination
in
Manufacturing
MetAMC
Environments
Automated
Impedance
Metrology
159
SIB53 AIM
extending the Quantum Toolbox for
QuTE
Electricity
SIB54 BIOImplementing traceability for biological
87
SITrace
relevant molecules and entities
Valore totale
progetto(k€)
357
209
377
348
510
596
300
405
296
398
120
73
507
421
Valore totale
progetto(k€)
301
555
609
468
229
369
203
102/113
SIB55 ITOC
SIB56
SoundPwr
SIB57
NEWSTAR
SIB58 Angles
SIB59 Q-Wave
SIB60
Surveying
Open excellence
SIB61
CRYSTAL
SIB63 Force
Metrology
SIB64
METefnet
EXL01
QESOCAS
EXL02
SIQUTE
EXL03
MicroPhoton
EXL04
SpinCal
International Timescales with Optical
Clocks
Realisation,
dissemination,
and
application of the unit watt in airborne
sound
New
primary
standards
and
traceability for radiometry
Advanced
angle
metrology
for
dissemination of SI angle unit radian
A quantum standard for sampled
electrical measurements: dissemination
of the SI volt
Metrology for Long Distance Surveying
Crystalline surfaces, self assembled
structures, and nano-origami for a
traceable dimensional (nano)metrology
Improved Force Traceability within the
Meganewton Range
SI metrology for moisture in materials
Quantum engineered states for optical
clocks and atomic sensors
Single-Photon Sources for Quantum
Technologies
Measurement and control of singlephoton microwave radiation on a chip
Spintronics and spin-caloritronics in
magnetic nanosystems
388
903
87
203
195
455
128
298
87
202
129
301
143
332
183
425
181
421
870
2.032
189
439
86
201
216
502
Tabella 3 – Valore totale e finanziamento UE progetti EMRP avviati nel 2014
Call
Acronimo
ENG59
ENG60
Environment
Energy
ENG62
ENG52
ENG56
ENV58
ENV56
ENV53
Titolo
Sensor development and calibration method for
inline detection of viscosity and solids content of
non-Newtonian fluids
Metrological support for LNG custody transfer
and transport fuel applications
Metrology for Efficient and Safe Innovative
Lighting
Measurement Tools for Smart Grid Stability and
Supply Quality Management
Traceable
measurement
of
drive
train
components for renewable energy systems
MeteoMet2: metrology for land based
atmospheric Essential Climate Variables
Metrology for VOC indicators in air pollution and
climate changes
Towards a European Metrology Network/Centre
for Earth Observation (EO) and Climat
Finanziam
ento
totale UE
(k€)
135
Valore
totale
progetto(k
€)
299
153
339
90
199
199
442
128
284
423
940
133
296
135
301
103/113
Tabella 4 – Valore totale e finanziamento UE progetti EMPIR avviati nel 2015
INDUSTRY
Call
Acronimo
Titolo
14IND01
3DMetChemIT
14IND03 i20
Strength‐ABLE
14IND04
EMPRESS
14IND05
MIQC2
14IND06
Pres‐to‐Vac
14IND09
MetHPM
14IND11
HIT
14IND12
INNANOPART
Advanced 3D chemical metrology for innovative
technologies
Metrology for length-scale engineering of
materials
Enhancing process efficiency through improved
temperature measurement
Optical metrology for quantum enhanced
secure telecommunication
Industrial standards in the intermediate pressureto-vacuum range
Metrology for highly-parallel manufacturing
Metrology for humidity at high temperatures and
transient conditions
Metrology for innovative nanoparticles
Finanziam
ento
totale UE
(k€)
325
Valore
totale
progetto(k
€)
1.800
300
1.799
170
1.683
312
1.583
unfunded
1.798
170
1.608
200
1.502
unfunded
1.704
104/113
Appendice 3: Altri progetti INRIM
Tabella 5 - Progetti di ricerca UE ed internazionali (non Euramet) attivi nel 2015
Finanziamento
Committente
Argomento
totale (k€)
GSA/EC
Egnos-SPMS (novembre 2015, 7 anni)
121
An ultracold gas plus one ion : advancing
Quantum Simulations of in-and-outERC-EC
1.496
equilibrium many-body physics (PlusOne)
(maggio 2015, 5 anni)
Smart ELECTrodeposited Alloys for
H2020-MSCA-ITN- environmentally sustainable applications: from
258
2014 no. 642642
advanced protective coatings to micro/nanorobotic platforms (febbraio 2015, 4 anni)
Galileo SETA Activity- MARTE (febbraio
195
ESA/TAS-I
2015, 17 mesi)
DEMETRA Demonstrator of EGNSS services
1.177
EC H2020
based on Time Reference Architecture
(dicembre 2014, 2 anni)
UE-FP7
Shape-engineered Ti02 nanoparticles for
metrology of functional properties: setting
design rules from material synthesis to
538
nanostructured
devices
(SetNanoMetro)
(dicembre 2013, 3 anni + 4 mesi)
FP7-ITN-FACT
Fucture Atomic Clock Technology (ottobre
250
2013, 4 anni)
FP7
Controlling domain wall dynamics for
EC Marie Curie
functional devices (WALL) (settembre 2013. 4
anni)
European Space
Galileo FOC Time Validation Facility
400
Agency, GMV
(settembre 2013, 1,5 anni)
ESA EGEP
Time5 (settembre 2013, 1,5 anni)
45
Ohm to farad traceability with digitally110
KRISS
assisted bridges (luglio 2013, 14 mesi)
J.Templeton
Answering to the existence of Quantum
250
Foundation 48153
gravity (marzo 2013, 3 anni)
Drastically Reduced Rare Earth use in
Applications of Magnetocalorics (gennaio
FP7 DRREAM
285
2013, 3 anni)
FP7 BRISQ2
TPIC(CAS) –
P.R.Cina
NMIJ - Giappone
NIM - P.R.Cina
Bright Squeezed vacuum states (dicembre
2012, 3 anni)
2nd Scientific collaboration INRIMTIPC(CAS) on Cryogenic Fixed Point Cells
and Cryostats (settembre 2012, 3 anni)
Scientific collaboration INRIM-MIJ on
Cryogenic Fixed Point Cells (2010, 6 anni)
Collaboration INRIM-NIM on Cryostat and
Software (2010, 6 anni)
Valore totale
(k€)
173
1.496
3.274
1.177
5.669
250
323
8.600
45
110
250
505
498
660
75
75
15
15
17.5
17.5
105/113
Tabella 6 - Progetti di ricerca nazionali attivi nel 2015
Committente
SIR - MIUR
Convenzione
INRIM/RAI
Istituto
Zooprofilattico
IMQ
PRIN 2010-2011
MIUR
PRIN 2010-2011
FIRB - "FUTURO
IN RICERCA"
Anno 2010
FIRB - "FUTURO
IN RICERCA"
Anno 2010
FIRB - "FUTURO
IN RICERCA"
Anno 2010
MIUR /
MEDIOCREDITO
Argomento
Ultracold atoms plus ions: new frontiers in
hybrid quantum systems (ULTRACOLD
PLUS) (settembre 2015, 3 anni)
Diffusione del segnale orario radiotelevisivo
(gennaio 2015, 1 anno)
Utilizzo degli insetti come fonte proteica
sostenibile nei mangimi: uno studio di
fattibilità (novembre 2014, 2 anni)
Confronto di misura su apparecchi di
illuminazione (ottobre 2013, 3 anni)
Controllo della dinamica di magnetizzazione
in nanostrutture magnetiche per applicazioni
nelle tecnologie ICT (DyNanoMag) (febbraio
2013, 3 anni)
Sviluppo a applicazione di nuovi materiali
dosimetrici per radiazioni ionizzanti (febbraio
2013, 3 anni)
Sviluppo di tecniche di microfabbricazione
del diamante per applicazioni nella biosensoristica e nella fotonica (marzo 2012, 4
anni)
Finanziamento
totale (k€)
Valore
totale (k€)
481
481
65
65
5,8
5,8
9
9
24,2
34,6
97
139
357
510
LiCHIS (marzo 2012, 3 anni)
338
419
Thermalskin (marzo 2012, 3 anni)
271
325
NO FALLS DM49702 - La regressione delle
capacità motorie nel III millennio (febbraio
2012, 3 anni)
56
81
Tabella 7 - Progetti di ricerca Poli Regionali d’Innovazione e Regione Piemonte attivi nel 2015
Committente
Progetto di ricerca
Finanziamento
Valore
totale (k€)
totale (k€)
Regione Piemonte Direzione opere pubbliche,
difesa del suolo, economia
montana e foreste Programma di Sviluppo
Rurale 2007-2013
Polo Edilizia sostenibile e
idrogeno (POLIGHT)
Progetto
di
sviluppo
barriere
antirumore legno-lana (luglio 2014,
11 mesi)
39
89
Certificated
building
operative
examination: validation of test
method to measure the thermal
conductance on opaque elements
(C-BOX VALUE) (settembre 2014, 1
anno)
45
90
106/113
Tabella 8 - Progetti di ricerca Industriali attivi nel 2015
Committente
Progetto di ricerca
IAM
BUSBAR
Tech Star
INFN Legnaro
Eltek Group
Fiat Avio
Trustech
ArpaIndustriale
Camera di commercio
HEMINA
RIGHI
SELEX ES Milano
ABB
FRER
SNAM
Hexagon Metrology
s.p.a.
MeterSIT
Microplus s.r.l
Sviluppo e verifica di conformità alla normativa tecnica di
apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per
bassa tensione (condotti sbarre BT) (luglio 2015, 3 mesi)
Sviluppo e verifica di conformità alla normativa tecnica di
apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per
bassa tensione (condotti sbarre BT) (aprile 2015, 1 anno)
Analisi SEM/FIB e microanalisi (2015, 1 anno)
Analisi SEM e preparative FIB (2015, 1 anno)
Analisi SEM/FIB e microanalisi (2015, 1 anno)
Analisi SEM e microanalisi (2015, 1 anno)
Sviluppo di un sensore NO2 (2015, 0,5 anni)
Definizione delle caratteristiche gonioriflettometriche e
colorimetriche di pannelli FENIX (2014-2015)
Convenzione DINTEC (2014-2015)
Definizione delle caratteristiche metrologiche di un
campione (dicembre 2014, 2 anni)
Sviluppo e verifica di conformità alla normativa tecnica di
apparecchiature assiemate) di protezione e di manovra
per bassa tensione (quadri BT) (ottobre 2014, 1 anno)
Support to G2G: Galileo 2nd Generation (settembre 2014,
6 mesi)
Sviluppo e verifica di conformità alla normativa tecnica di
apparecchiature assiemate) di protezione e di manovra
per bassa tensione (quadri BT) (luglio 2014, 1 anno)
Sviluppo e verifica di conformità alla normativa tecnica di
trasformatori di misura (giugno 2014, 2 anni)
Estensione del contratto Valutazione delle incertezze di
taratura delle centraline CEMS (marzo 2014, 1,5 anni)
Approfondimenti per l’ingegnerizzazione di un metodo per
la determinazione degli errori di geometria di CMM tramite
misure interferometriche di rette nello spazio (2014, 6
mesi)
Contratto di consulenza per lo sviluppo di un laboratorio
accreditato (maggio 2013, 2 anni)
Contratto per la commercializzazione del software
Powerfield dell’INRIM (2010, 10 anni)
Valore totale
(k€)
10,5
20
10
4
22
8,5
13
16
37,4
25
53
7,5
37,3
25,5
50
10
60
on the basis of
sales volume
107/113
Appendice 4: Convenzioni con altri Istituti e Università
Durata/scadenza
Contraenti
Instituto
Nacional
de
Metrologia,
Normalização e Qualidade Industrial
(INMETRO) – Rio de Janeiro - (Brasile)
Oggetto della convenzione
Cooperazione scientifica e tecnologica
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
Università degli Studi di Pavia
Collaborazione
nel
campo
della
“Radiochimica e della Spettroscopia
applicate alla metrologia scientifica e ai
materiali di riferimento”
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)”
5 anni dal 15/07/2010
Centro Nazionale della Ricerca Scientifica
(CNRS), Commissariato per l’Energia
Atomica e le Energie Alternative (CEA) e
Laboratoire Souterrain de Modane (LSM)
Ştefan Cel Mare University of Suceava –
USV - (Romania)
Università degli Studi di Napoli Federico II
Bayerisches Zentrum für Angewandte
Energieforschung e.V. (ZAE BAYERN) Würzburg (Germania)
Convenzione
scientifica
di
5 anni dal 16/02/2010
collaborazione
Convenzione
di
collaborazione
scientifica
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
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
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)
Ufficio Scolastico Regionale per il
Piemonte (USR Piemonte) - Torino e
Associazione Italiana Gruppo di Misure
Elettriche ed Elettroniche (GMEE) - Milano
Accordo di collaborazione scientifica e
tecnologica
3 anni dal 12/2012
Università degli Studi di Camerino (MC)
Associazione per la Certificazione delle
Apparecchiature Elettriche (ACAE) Bergamo
Protocollo d'intesa per la collaborazione
in tema di formazione e pratica
educativa della metrologia
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)
5 anni dal 02/03/2012
2 anni dal 08/02/2013
5 anni dal 04/07/2013
108/113
Università degli Studi di
Dipartimento di Matematica
Torino
-
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
Università di Pisa, Novosibirsk State
University, Novosibirsk State Technical
University e Institute of Laser Physics
Politecnico di Torino, Camera di
Commercio, Industria, Artigianato e
Agricoltura di Torino (CCIAA), Laboratorio
Chimico della Camera di Commercio di
Torino, Consorzio per la Ricerca e
l’Educazione Permanente (COREP) di
Torino e Istituto “Mario Boella” di Torino
Sezione Geomagnetismo, Aeronomia e
Geofisica Ambientale (Roma 2) dell’Istituto
Nazionale di Geofisica e Vulcanologia
(INGV)
Scuola per Artigiani Restauratori “Maria
Luisa Rossi” - Torino
SOCIETA' ITALIANA DI FISICA (SIF) Bologna
Istituto
Nazionale
di
Geofisica
Vulcanologia (INGV) - Roma
CNR - Roma
INFN - Frascati (RM)
e
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 collab. 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
3 anni dal 09/07/2013
5 anni dal 02/09/2013
5 anni dal 04/09/2013
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 13/11/2013
Convenzione
scientifica
3 anni dal 14/01/2014
di
3 anni dal 29/07/2013
collaborazione
Convenzione finalizzata alla gestione
del
laboratorio
di
compatibilità
elettromagnetica (LACE)
Accordo di collaborazione per attività di
ricerca e sviluppo tecnologico per il
monitoraggio in campo ambientale con
particolare riferimento al settore marino
Convenzione
di
collaborazione
nell’ambito
della
caratterizzazione
chimico-fisica
(composizionale,
microstrutturale,
colorimetrica
e
spettroradiometrica) dei beni culturali
Convenzione quadro di collaborazione
scientifica,
nel
sostegno
e
nel
potenziamento dell’attività di formazione
di laureandi, dottorandi e giovani
ricercatori
Convenzione quadro di collaborazione
scientifica nei campi della ricerca
scientifica
e
della
formazione
professionale
Accordo quadro di collaborazione
scientifica nei campi della ricerca
scientifica
e
della
formazione
professionale
Convenzione quadro di collaborazione
scientifica nei campi della ricerca
scientifica
e
della
formazione
professionale
34 mesi dal
07/02/2014 (scade il
18/12/2016)
3 anni dal 05/03/2014
5 anni dal 05/03/2014
3 anni dal 05/03/2014
5 anni dal 05/03/2014
5 anni dal 05/03/2014
5 anni dal 26/05/2014
109/113
National Metrology Institute of South
Africa (NMISA) - Pretoria
Seconda Università degli Studi di Napoli Dipartimento di Matematica e Fisica
(DMF) - Caserta
Politecnico di Torino
Regione Basilicata - Potenza
Istituto di Cibernetica del
Caianiello" - Pozzuoli (NA)
CNR
"E.
Physikalisch-Technische
Bundesanstalt
(PTB) - Braunschweig (Germany)
Università degli Studi di Torino
Conferenza dei Rettori delle Università
Italiane (CRUI) - Roma
Regione Toscana
Slovak Institute of Metrology (SMU)
Scuola Normale Superiore (SNS) - Pisa
Collaborazione scientifica nell’ambito
della metrologia
Accordo di collaborazione nel settore
concernente lo sviluppo di metodologie
di spettroscopia laser ad alta risoluzione
e sensibilità per la determinazione di
quantità di sostanza
Convenzione per l'attivazione e il
funzionamento del corso di dottorato in
metrologia
Prot. d'intesa per la collab. scientifica
finalizzata allo sviluppo di tecnologie nel
settore della metrologia e della
sensoristica di precisione e alla
certificaz. della relativa strumentazione
Convenzione
di
collaborazione
scientifica nei campi della ricerca
scientifica
e
della
formazione
professionale
Accordo di collaborazione scientifica e
tecnologica su “Determination of the
Avogadro constant and the kilogram
realisation by counting Si atoms”
Accordo per utilizzo di graduatorie in
corso di validità in presenza di posti e di
esigenze di competenze tecnicoprofessionali da ricoprire
Accordo per l'adesione alle trattative di
acquisto dei diritti di accesso non
esclusivi alle risorse bibliografiche
elettroniche (riviste, banche dati, ebooks) e ai relativi servizi integrati
Protocollo
d’intesa
a
fini
di
collaborazione nell’attività di ricerca
scientifica su tematiche di comune
interesse
Memorandum of Understanding
per
regolare rapporti di collaborazione
scientifica e tecnologica in ambito
metrologico
Convenzione di collaborazione
scientifica e di formazione
College of Electrical Engineering and
Control Science of Nanjing Tech
University (NJTECH-CEECS)
Agreement di collaborazione scientifica
e tecnologica in ambito metrologico su
tematiche di comune interesse
Selex ES S.p.A. - Roma
Accordo di collaborazione scientifica e
tecnologica finalizzata allo sviluppo,
produzione,
promozione
e
commercializzazione
di
prodotti
innovativi per applicazioni spaziali e
metrologia
Agreement di collaborazione scientifica
e tecnologica in ambito metrologico e,
specificamente, al fine di avviare i
confronti
di
misura
assoluta
dell’accelerazione di gravità
National Scientific Center “Institute of
Metrology” (NSC) - Kharkiv (Ucraina)
5 anni dal 6/12/2014
5 anni dal 12/06/2014
6 anni + 8 mesi dal
19/05/2014 (scade il
31/12/2020)
5 anni dal 10/09/2014
5 anni dal 03/10/2014
4 anni dal 03/02/2015
1 anno dal
04/03/2015
3 anni dal 19/03/2015
1 anno dal
31/03/2015
5 anni dal 25/06/2015
4 anni dal 14/09/2015
5 anni dal 25/09/2015
2 anni dal 17/11/2015
1 mese dal
01/12/2015
110/113
Appendice 5: Laboratori principali
Divisione Metrologia Fisica
Laboratori per la stabilizzazione di laser e campioni ottici di frequenza.
Laboratorio per lnterferometria a raggi X e 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 di radiometria e informazione quantistica.
Divisione Nano scienze e Materiali
Laboratori schermati per la metrologia elettrica in bassa frequenza e per la taratura di campioni e strumenti.
Laboratori per i campioni quantistici di resistenza e tensione
Misure di potenza ed energia elettrica a frequenza industriale.
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.
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.
Spettro-goniofotometria dei materiali.
Divisione Metrologia per la Qualità della Vita
Laboratorio per la misura della potenza ultrasonora
Laboratorio applicazioni ultrasuoni in medicina
Laboratorio preparazioni e caratterizzazione di materiali simulatori tissutali
Laboratorio dosimetria elettromagnetica
Laboratorio informatico Modelli Elettromagnetici
Laboratorio generazione campi magnetici di riferimento (fino a 100 kHz)
Laboratorio di sonochimica e cavitazione
Laboratorio di metrologia in biologia cellulare
Laboratorio misure elettrochimiche
Laboratorio di analisi di superfici e spettroscopia vibrazionali
Laboratorio di metrologia alimentare
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
Laboratorio caratterizzazione trasduttori ed attuatori elettromagnetici e magnetoelastici
Laboratori di sperimentazione, taratura e misura per forti correnti e alte tensioni
Laboratorio sperimentazione di schermature magnetiche fino a 100 kHz
Laboratorio tunnel a vento EDDIE
Laboratori per la misura di proprietà termofisiche di gas, liquidi e solidi
Laboratori per l’analisi dei gas e la preparazione di miscele gassose primarie
Laboratori per la misura della temperatura per contatto secondo ITS-90 (punti fissi tra 13,8 K e 1357,7 K).
Laboratori per la misura della temperatura per radiazione secondo ITS-90 (da 505,078 K a 2500 K).
Laboratorio per la termometria acustica primaria.
Laboratorio acustica fisica
111/113
Appendice 6: 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
112/113
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
113/113