Sistemi di Imaging per applicazioni nei settori dell’Agricoltura, dei Beni Culturali e dei Controlli Non Distruttivi (CND)
Imaging, Microscopia e Analisi Ottica Imaging, microscopia label-free, olografia e tomografia Ricerca

Sistemi di Imaging per applicazioni nei settori dell’Agricoltura, dei Beni Culturali e dei Controlli Non Distruttivi (CND)

Descrizione dell’attività di ricerca

L’attività di ricerca è finalizzata allo sviluppo di nuove metodologie di analisi e diagnostiche basate sull’impiego principalmente di tecnologie d’imaging. Nell’ambito dell’attività, attraverso l’utilizzo di camere e strumentazioni in dotazione del Laboratorio di Termografia ed Imaging Infrarosso dell’ISASI-CNR, operanti nelle regioni infrarosse: NIR, SWIR, MWIR e LWIR, si sviluppano sistemi di Image Sensing che consentono un’analisi non invasiva e trovano applicazione nei settori dell’agricoltura di precisione, dei beni culturali e della diagnostica non distruttiva (NDT). L’analisi dei campioni viene eseguita sia in modo passivo, ovvero, sotto le naturali condizioni d’illuminamento alla quale il campione è normalmente soggetto, sia in modo attivo monitorando il suo comportamento prima, durante e dopo essere stato stimolato con sorgenti (coerenti e non coerenti) nelle regioni spettrali che vanno dall’UV al NIR. Le informazioni che si traggono da questo tipo di approccio consentono sia di implementare nuovi sistemi di analisi basati sulle immagini utili al monitoraggio di proprietà strutturali del campione investigato, sia di studiare la sua risposta funzionale a stimoli luminosi di diverso genere contribuendo alla comprensione scientifica dei meccanismi che regolano tali risposte. Una parte dell’attività riguarda la messa a punto di protocolli operativi ad-hoc e la realizzazione di procedure home-made di analisi mediante l’utilizzo di costrutti MATLAB o del linguaggio C++.

Personale coinvolto

M. Rippa | P. Mormile | R. Curcio

Collaborazioni Nazionali ed Internazionali

  • CNR (Istituto per la Protezione Sostenibile delle Piante – IPSP)
  • CAAS – Chinese Academy of Agricultural Sciences (Istituto per l’ambiente e lo sviluppo sostenibile in agricoltura)
  • Università di Napoli “Federico II” (Dipartimento di Agraria, Dipartimenti di Farmacia, Dipartimento di Ingegneria Chimica, dei Materiali e della Produzione Industriale)
  • Università di Salerno (Dipartimenti di Farmacia – DIFARMA)
  • Università degli studi “Suor Orsola Benincasa”
  • Università degli studi di Napoli Parthenope (Dipartimento d’Ingegneria)
  • Centro di Ricerca per la cerealicoltura e Colture Industriali (CREA-CI)

Attrezzature/strumentazioni

  • Termocamera MWIR: FLIR X6580 sc – range spettratrale: 3-5 µm, sensore InSb, FPA 640×512.
  • Termocamera LWIR: AVIO TVS 500 – range spettratrale: 8-14 µm, sensore microbolometrico, FPA 320X240.
  • Camera SWIR: XEVA 320 – range spettratrale: 0.9-1.7 µm, sensore InGaAs, FPA 320×256.
  • Termocamera MWIR: LAND FTI6 – range spettratrale: 3-5 µm, sensore HgCdTe, FPA 256×256
  • Camera NIR: FLIR Grasshoper3, GS3-U3-41C6NIR-C, 1” CMOS.
  • Camera a colore polarizzata: FLIR Blackfly S, BFS-U3-51S5PC-C, 2/3” CMOS.
  • Filtri: Dotazione di filtri spettrali nella regione 700-1500 nm
  • Spettrofotometro: Ocean Optics MAYA 2000 pro – spettrofotometro con funzione di colorimetro dotato di fibre ottiche con core 400 µm. range spettrale di acquisizione: 165-1100 nm.
  • Fari Infrarossi: CANTRONIC System – sistema di illuminazione infrarosso costituito da due fari con matrice a led di 20 W e picco di emissione a λ=940 nm.
  • Sorgente luminosa alogena: Ocean Optics DH-mini – sorgente luminosa UV-Vis-NIR.
  • Sorgente di calibrazione luminosa: Ocean Optics DH-2000 – range di calibrazione UV-Vis.
  • Sorgente di illuminazione impulsata: ELINCHROM Zoom Action Head – lampada flash con supporto dotato di meccanismo di zoom.
  • Sistema di controllo per lampade impulsate (flash): ELINCHROM Digital 2400 RX – generazione di impulsi luminosi flash di 2400 W/s.
  • Sorgenti di illuminazione alogene: PAR- 64 LB – 4 fari di alogeni con supporto metallico.
  • Sistema di controllo per lampade per forma d’onda variabile: Multi DES V 2.0.
  • Sistema dimmer a 6 canali HQ Power
  • Stazione di acquisizione digitale multicanale: FLUKE 2638A – acquisizione di segnali DC/AC (100 mV – 300 V), resistenze (100 Ω – 100 MΩ) e termocoppie (-200 °C – 1000 °C) su 22 canali.
  • Termocoppie: Sistema di 12 termocoppie di tipo K con prolunghe di lunghezza 10 m per rilevamento in campo.
  • Sorgenti di illuminazione led RGB e bianche: Power LED – strip flessibili di LED RGB e bianchi di lunghezza 5 m con 60 led/metro.
  • Sorgenti di illuminazione UVA/UVB: Lampade PHILIPS con range spettrale di emissione nella regione UVA (TL-D 18 W) ed UVB (broadband TL 20W).
  • Banco ottico: Newport RS 100 – dim. 180×120 cm, con 4 supporti a flusso laminare PL 2000.

    • Progetti e contratti attivi

    • PSR 2014/2020 Misura 16 -Tipologia di intervento 19.2.1 – Bando Misura 16.1.1 – Azione 2

      Titolo: Valorizzazione della BIOdiversità cerealicola in regimeBIOlogico
      Acronimo: BIOeBIO
      Ente finanziatore: Regione Campania
      Periodo di attività: 01/07/2021 – 30/06/2022.
      Coordinate: Protocollo GAL n. 487 del 27/07/2021, DICA N. 59/2021.
      Link: Al momento non disponibile.
      Responsabili progetto: TERRAMADRE società cooperativa agricola (Capofila), M. Rippa (Responsabile Scientifico ISASI CNR).

    • Contratto di Affidamento di Servizio di Ricerca

      Titolo: Affidamento del servizio tecnico-specialistico di analisi morfologiche al microscopio a scansione e microanalisi sulle foglie trattate con miscele di BIOGEL a varie concentrazioni.
      Ente finanziatore: Centro di ricerca per la cerealicoltura e Colture Industriali (CREA-CI).
      Periodo di attività: 28/08/2020 – 27/02/2022.
      Coordinate: Repertorio n. 2 del 18/06/2020, CUP: C74I18003150001, CIG: Z422D55E0F, Protocolo CNR n. 0001664/2020 del 8/9/2020.
      Link: non disponibile.
      Responsabile attività: Massimo Rippa (Responsabile Scientifico ISASI CNR).
      Note: Contratto di Affidamento di Servizio di Ricerca per le attività del progetto DI.BIO
      “Riduzione di input di ordine extra-aziendale per la Difesa delle coltivazioni BIOlogiche” – WP 5
      “Strategie alternative all’uso del Rame in viticoltura in funzione dei cambiamenti climatici” –
      CUPROSUP, finanziato dal Ministero delle Politiche Agricole, Alimentari e Forestali (Mipaaf), con
      D.M. 3400 del 28/12/2018.

    • Progetti presenti nel PDGP 2021-2023

      DFM.AD005.315.001 – Caratterizzazioni ed Analisi Multispettrali (CAM).
      Responsabile: M. Rippa.
      DFM.AD005.325.001 – Analisi Multispettrali UV-VIS-NIR di campioni di interesse per il settore Agrifood (AMA).
      Responsabile: M. Rippa.