Il Consiglio Nazionale delle Ricerche partecipa con quattro suoi istituti:
- INM, Istituto di Ingegneria del Mare
- IM, Istituto Motori
- IRC, Istituto di Ricerche sulla Combustione
- ISTEC, Istituto di Scienza e Tecnologia dei Materiali Ceramici
L’INM discende dall’INSEAN, fondato nel 1927 ed entrato a far parte della rete scientifica del CNR nel 2011. Ha sede in Roma, Via di Vallerano 139, e si articola nelle sedi secondarie di Genova e Palermo (del soppresso Istituto di Studi sui Sistemi Intelligenti per l’Automazione, ISSIA) e nella sede secondaria di Roma (Sezione di Acustica e Sensoristica O. M. Corbino). Il personale dell’INM consta di 164 unità (73 tra ricercatori e tecnologi, 74 tecnici, 17 amministrativi). L’istituto dispone di diversi impianti sperimentali, laboratori, ed avanzati sistemi di misura per le prove di idrodinamica e di interazione fluido-struttura: due grandi bacini di prova (lunghi 470 m and 220 m rispettivamente, quest’ultimo equipaggiato con un ondogeno per la generazione di onde regolari ed irregolari con la possibilità di scegliere diversi spettri), ed un grande canale di circolazione a superficie libera per lo studio della cavitazione, tutti equipaggiati con sistemi di misura Stereo Particle Image Velocimetry per ricavare il campo di velocità e vorticità intorno a modelli. L’INM ha anche un importante settore di simulazione fluidodinamica, idroelastica ed acustica, e sviluppa continuamente i suoi codici di calcolo, tutti costruiti all’interno dell’istituto (come i solutori Unsteady RANS e il codice meshless SPH), utilizzando i suoi 4 cluster di calcolo parallelo con un totale di circa 1000 CPU. Gli argomenti di ricerca e le applicazioni più direttamente connessi con l’idrodinamica navale riguardano la resistenza, la tenuta al mare e la manovrabilità delle navi, le caratteristiche dei loro sistemi propulsivi e di governo, l’ottimizzazione numerica del progetto, la dinamica delle strutture, l’interazione fluido-struttura, i materiali innovativi, l’idroacustica, l’alta velocità ed i veicoli non-convenzionali. Altri argomenti riguardano le strutture off-shore, l’estrazione di energia rinnovabile dal mare, la robotica sottomarina, l’interazione oceano-atmosfera e la dinamica della fascia costiera.
L’Istituto Motori vanta una grande tradizione all’interno del CNR e si occupa di svariate tematiche, sommariamente elencate in: (a) termofluidodinamica dei motori a combustione interna; (b) tecnologia motoristica; (c) combustibili Gassosi, Combustibili Alternativi ed interazione con il motore; (d) interazione veicolo-motore-ambiente; (e) sistemi energetici ad alta efficienza per la propulsione e per applicazioni stazionarie; (f) trasferimento tecnologico. Il personale a tempo indeterminato è costituito da 77 unità, di cui 46 tra ricercatori e tecnologi, 26 tecnici, 5 amministrativi. L’Istituto ha unica sede in viale Marconi 8, a Napoli. L’Istituto dispone delle seguenti strutture: laboratorio per lo studio mediante diagnostica laser dell’evaporazione di miscele liquide in condizioni termo fluidodinamiche controllate; laboratorio per test stazionari e dinamici di motori combustione interna alternativi con potenze fino a 400 kW, alimentati con combustibili liquidi o gassosi, anche in miscele; laboratorio di acustica e vibrazioni; laboratorio per lo studio sperimentale di sistemi di conversione di energia basati su celle a combustibile. Le competenze attinenti al progetto TRIM riguardano: studio sperimentale dell’evaporazione di gocce e spray di miscele liquide complesse; modellazione numerica dell’evaporazione di gocce e spray di miscele liquide complesse; Sperimentazione su motori heavy duty alimentati con combustibili liquidi, gas naturale e miscele gassose; analisi sperimentale delle proprietà acustiche dei materiali; analisi vibrazionale del sistema propulsivo del natante; studio sperimentale di sistemi di conversione di energia basati su celle a combustibile per applicazioni stazionarie e mobili.
L’IRC sviluppa attività di ricerca a carattere teorico e sperimentale sui processi di combustione a basso impatto ambientale per l’innovazione delle tecnologie di produzione dell’energia elettrica e termica, delle tecnologie di termovalorizzazione di rifiuti, di biomasse e di combustibili alternativi. Nell’ambito di tali ricerche vengono condotti studi sulle tecniche avanzate di caratterizzazione dei combustibili fossili, delle miscele combustibili ottenute dal trattamento di combustibili fossili e dei prodotti di combustione inquinanti in forma gassosa e particellare. La caratterizzazione si estende anche ai parametri rilevanti per i rischi industriali quali l’infiammabilità e esplosività di materiali combustibili. L’attività di ricerca è in generale rivolta al continuo aggiornamento, in un’ottica di eco-compatibilità, delle tecnologie di combustione tradizionali e alla messa a punto di tecnologie alternative ed innovative per l’ottimizzazione dei processi di combustione sia in termini di una maggiore efficienza del processo di produzione energetica che in termini di riduzione dell’impatto ambientale relativamente alle emissioni di inquinanti atmosferici e di gas climalteranti. IRC ha 53 unità di personale a tempo indeterminato di cui 29 ricercatori e 24 tecnici/amministrativi; inoltre attualmente si contano 21 unità di personale laureato in formazione (borsisti/assegnisti). Ha sede a Napoli con laboratori e amministrazione dislocati in 4 siti nel quartiere di Fuorigrotta a breve distanza dall’IM-CNR e dalla Facoltà di Ingegneria dell’Università Federico II. Il gruppo di catalisi industriale dell’IRC-CNR ha sviluppato competenze multidisciplinari nel campo della catalisi eterogenea nel corso di una ventennale attività di ricerca sperimentale prevalentemente centrata su: processi di trasformazione e impiego di combustibili gassosi; ossidazioni preferenziali, selettive e totali; purificazione di gas emessi da processi di combustione, con particolare riferimento agli ossidi di azoto e incombusti. Le competenze utilizzabili nel progetto spaziano dalle tecniche di sintesi di catalizzatori, alla messa a punto di reattori strutturati per applicazioni reali, alla caratterizzazione sperimentale e alla modellazione matematica del processo catalitico in esame.
La ricerca presso l’ISTEC ha come obiettivi primari la progettazione e realizzazione di materiali ceramici di diversa natura con proprietà chimico-fisiche controllate e prestazioni innovative, ottenuti attraverso un’accurata ingegnerizzazione delle strutture a diversi livelli dimensionali e uno stretto controllo dei processi. Ciò viene perseguito partendo dalla selezione e caratterizzazione di materie prime e formulazioni, l’ottimizzazione dei processi, la formatura e la sinterizzazione di materiali e componenti, sia densi che porosi, a forma semplice o relativamente complessa. ISTEC ha una conoscenza consolidata dei legami proprietà-processo, fondamentali per sviluppare dispositivi con nuove funzioni, conseguire il miglioramento delle prestazioni e della durata dei materiali. L’Istituto svolge accurati studi che consentono di realizzare materiali e dispositivi ad elevata efficienza con tecnologie affidabili, innovative e facilmente trasferibili al contesto industriale. Negli ultimi anni, l’ISTEC ha dedicato grandi attenzioni e risorse alla progettazione di materiali o sistemi a base di nanoparticelle, suscitando interesse in diversi settori industriali che guardano allo sviluppo di soluzioni innovative dal punto di vista estetico e funzionale. La modifica delle proprietà chimico-fisiche di superficie – attraverso, ad esempio, la deposizione di rivestimenti, smalti o inchiostri nano strutturati – ha consentito lo sviluppo di materiali (dalla ceramica, ai compositi e metalli fino ai tessuti) con prestazioni che vanno dalla capacità di degradazione di sostanze inquinanti, alla rimozione di macchie organiche e cariche batteriche (superfici fotocatalitiche e anti-batteriche), alla possibilità di impedire l’adesione dello sporco (superfici superidrofiliche e superidrofobiche) in modo da attivare naturali meccanismi di “autopulenza”, con deciso miglioramento della resistenza ad usura e riduzione degli attriti. L’Istituto ha 41 unità di personale a tempo indeterminato, di cui 27 ricercatori, 9 tecnici, 5 amministrativi. Ha sede in Via Granarolo 64, Faenza (RA) e può disporre di: laboratori di enti/Università con competenze nello studio dell’impatto di fluidi sulle superfici e fenomeni all’interfaccia; attrezzature di rilievo per il progetto: PIV (particle image velocimetry); telecamere ad alta velocità di acquisizione e risoluzione; apparecchiature per misure di profilo e rugosità superficiale; microscopio confocale.