Strengthening of the Italian Research Infrastructure for Metrology and Open Access Data in support to the Agrifood
ENEA3 – Sensori Spettroscopici Smart e IoT
(Referente: Luca Fiorani)
L'UO Sensori Spettroscopici Smart e IoT applica le tecniche spettroscopiche, in generale, e la spettroscopia fotoacustica laser (LPAS), in particolare, al controllo di qualità della filiera agroalimentare. Sebbene un'ampia gamma di metodi all'avanguardia rientri nella dotazione dell'UO - LIBS (Laser induced breakdown spectroscopy), FTIR (spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier), spettroscopia Raman, spettrofluorimetria, telerilevamento - il suo fiore all'occhiello è la spettroscopia laser fotoacustica laser (LPAS). In un tipico sistema LPAS, un raggio laser viene modulato ad una frequenza audio e introdotto in una cella risonante dove colpisce il campione, che assorbe la radiazione incidente. Di conseguenza, la parte del campione irradiata dal fascio subisce un aumento di temperatura e volume, producendo così un'onda di pressione. In generale, il sistema di rilevamento del suono è costituito da un microfono collegato ad un amplificatore lock-in sincronizzato con il modulatore; il segnale di uscita è proporzionale all'assorbimento del campione e gli esperimenti tipici vengono condotti nella "regione del fingerprinting". I principali vantaggi sono la rapidità, sensibilità, specificità, ripetibilità, misurazione in situ, campionamento semplice, facilità d'uso ed economicità. I sistemi attuali sono robusti e piccoli, consentendo di sviluppare sistemi portatili in ambienti industriali. L’UO metterà a disposizione della comunità degli utenti i suoi sensori e dispositivi intelligenti, insieme a un database spettroscopico e ad un laboratorio virtuale.
Luca Fiorani
Ha un dottorato in spettroscopia laser, 2 master di II livello in corso (economia e politica, CBRNe) e una laurea in fisica). Ricercatore all’ENEA e professore alle università LUMSA e SOPHIA, è autore di 8 brevetti e 99 articoli peer-review. Agisce come Principal Investigator in progetti nel settore agroalimentare, gestendo più di 2 milioni di €; alcuni esempi: Task 2 del progetto ENEA “Mild technologies and addition of natural antimicrobials for shelf-life extension and safety improvement of fruit juices”, progetto ENEA “FoodSafety”, work package “SafeFood” del progetto ENEA “TecHea”, progetto POR-FESR “TESLA-Laser techniques for the safety of food and water”, partecipazione ENEA alla Task “Sensors, Predictive Process Modelling and Other ICT technologies” del progetto PNRR Centro Nazionale “Agritech” – Spoke 9.
Salvatore Almaviva
È fisico e ricercatore presso ENEA nel campo della spettroscopia atomica e molecolare laser, elaborazione del segnale e analisi chemometrica. Gli interessi correnti riguardano lo sviluppo e l’applicazione della tecnica Raman e LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) in diversi campi. In particolare, ha svolto attività di ricerca, sviluppo, progettazione e collaudo di sistemi laser LIBS e Raman nel campo della security, in agroalimentare e biologico, dei beni culturali e per la fusione nucleare. È stato coinvolto in numerosi progetti di ricerca nazionali e internazionali su queste tematiche e i risultati delle sue attività sono stati presentati a conferenze nazionali e internazionali e pubblicati su riviste peer review.
Florinda Artuso
È ricercatrice ENEA dal 2002. Laureata con lode in Chimica, con un Ph.D. in Scienza dei Materiali, le sue esperienze di ricerca includono: fotovoltaico, elettrochimica, monitoraggio di gas serra e inquinanti atmosferici. Dal 2010 opera nel Laboratorio FSN-TECFIS-DIM dell’ENEA Frascati ed è referente del laboratorio di chimica analitica. I principali campi di ricerca includono: analisi di pigmenti marini con tecnica HPLC per la validazione di dati satellitari, diagnostica non distruttiva con tecnologie laser applicata alla rilevazione delle frodi alimentari e al monitoraggio ambientale. Expert Reviewer del quinto rapporto di valutazione dell’IPCC (WGI AR5), 2013. Chairperson dell’associazione EARSeL gruppo di interesse su “Remote Sensing of the Coastal Zones”, 2021. È autore/coautore di circa 85 articoli e comunicazioni a conferenze (orali/poster) e referee di riviste scientifiche internazionali.
Isabella Giardina
È ricercatore all’ENEA dal 2004. Laureata in Chimica (Università La Sapienza di Roma) con esperienza in chimica analitica, Master di II livello in Tecniche Nucleari per Industria, Ambiente e Beni Culturali, ha quindici anni di esperienza lavorativa in radiochimica presso il Laboratorio di Monitoraggio e Misura della Radioattività dell’Istituto di Radioprotezione (determinazione di radionuclidi alfa, beta e gamma emettitori in matrici biologiche, ambientali e nei rifiuti radioattivi). Attualmente lavora presso il Laboratorio FSN-TECFIS-DIM di ENEA Frascati su analisi a supporto della calibrazione di sistemi laser (in particolare determinazione di pigmenti in fitoplancton e altre matrici naturali mediante HPLC) e su esperimenti per testare sistemi multisensori per il riconoscimento di sostanze nel settore CBRNe e nel settore agroalimentare.
Antonia Lai
È laureata in Scienze Biologiche all’Università La Sapienza di Roma. Prima ricercatrice all’ENEA (Casaccia) dal 1988, con competenze in biotecnologia e coltura in vitro per lo studio della interazione ospite-parassita, è dal 1999 all’ENEA di Frascati dove ha progettato ed allestito ex novo il laboratorio Diagnostiche Biologiche, di cui è referente. Le attività, anche come responsabile scientifica di progetti nazionali ed internazionali, sono focalizzate all’utilizzo di tecnologie laser, ottiche, spettroscopiche e di analisi di immagine, per lo studio, la comprensione e la diagnostica non distruttiva di sistemi biologici, sia in ambito agroalimentare, per la qualità e la sicurezza degli alimenti, che nella security e safety per la detection e identificazione precoce di microrganismi potenzialmente pericolosi e di marker tumorali. È autrice di circa 100 articoli e 2 brevetti.
Ivano Menicucci
È un collaboratore tecnico e lavora dal 2000 nel laboratorio FSN-TECFIS-DIM dell’ENEA. Con la passione fin da piccolo per l’elettronica, progetta, costruisce e programma schede elettroniche ed è co-inventore in sei brevetti. Negli anni ha partecipato alla realizzazione di sistemi complessi e a campagne di misura internazionali anche su navi oceanografiche.
Marcello Nuvoli
È collaboratore tecnico presso il Laboratorio FSN-TECFIS-DIM di ENEA. Con un diploma di perito industriale, svolge attività di: progettazione meccanica e disegni di prototipi sperimentali di apparati che utilizzano sorgenti laser per spettroscopia e scanner 3d; tecnico di laboratorio di applicazioni metrologiche laser; campagne di misura in Italia e all’estero, con strumenti progettati dal laboratorio; supervisione della realizzazione degli strumenti commissionati a ditte esterne su disegni e specifiche tecniche ENEA.
Alessandra Pasquo
È ricercatrice presso il Centro Ricerche ENEA di Frascati. Con una Laurea cum Laude in Scienze Biologiche, ha ottenuto il Dottorato di Ricerca (PhD) presso l’Università Sapienza di Roma. Le sua principali attività includono: analisi e caratterizzazione biochimica di macromolecole biologiche coinvolte in patologie umane; utilizzo di molecole ricombinanti e/o ingegnerizzate per lo sviluppo di sensori diagnostici su prototipi SPR (Risonanza Plasmonica di Superficie) e SERS (Suface enhanced Raman Spectroscopy) in ambito biomedico ed ambientale: analisi real time di matrici alimentari per la valutazione di contaminanti e/o adulteranti attraverso spettroscopia laser fotoacustica (LPAS). Incarichi di Docenza presso l’Università degli Studi di Catanzaro e presso l’Università Sapienza di Roma insegnamenti di Enzimologia, Biochimica e Biochimica clinica. Autrice di 37 articoli su riviste scientifiche e 2 brevetti.
Marco Pistilli
È collaboratore tecnico all’ENEA (C.R. Frascati), impegnato in attività di progettazione e realizzazione meccanica di prototipi e strumentazioni destinati al Laboratorio Diagnostiche e Metrologia, impiegati in ambito di sicurezza, ambiente e beni culturali.
Fabio Pollastrone
È ricercatore presso il Laboratorio FSN-TECFIS-DIM dell’ENEA dal 2000. Le sue principali attività includono: progettazione, realizzazione e test di sistemi elettronici, basati su FPGA, DSP o microcontrollori per diagnostica in ambiente nucleare (radar ottici, interferometria, riflettometria, bolometria), sistemi di controllo in real time, elaborazione immagini in tempo reale, laser photoacoustic spectroscopy (LPAS). Docenza presso l’Università di Roma Tor Vergata – corso di laurea in Ingegneria Elettronica. Dal 2016 a tuttora, docente al corso “Sistemi Digitali per l’Elaborazione di Segnali ed Immagini (SDESI)” anni: 2016 - 2021. Dal 2021 a tuttora titolare del corso SDESI (6 CFU). Titolare di 4 brevetti e autore di 37 pubblicazioni su riviste internazionali, di cui 9 come corresponding author.
Adriana Puiu
È laureata in Fisica, con un dottorato in Elettronica quantistica e plasmi (Università Tor Vergata di Roma). Ricercatrice presso il Laboratorio FSN-TECFIS-DIM del Centro Ricerche ENEA di Frascati, ha esperienza nel campo dell’ottica e fotonica, spettroscopia molecolare (LPAS, FTIR, Raman, LIF), progettazione e realizzazione di sistemi ottici e sensori laser per applicazioni di spettroscopia fotoacustica, spettroscopia di fluorescenza, lidar remote sensing, analisi statistica multivariata per il trattamento dei dati spettroscopici (per applicazioni nelle scienze della vita, biomedicina, sicurezza del territorio, sicurezza alimentare, qualità delle acque, etc.) nell’ambito di numerosi progetti nazionali ed Europei. Autrice e coautrice di pubblicazioni scientifiche su riviste nazionali e internazionali.