Dalla sperimentazione di laboratorio alla verifica su scala reale: ad Acerra (NA) prende forma un modello di trasferimento tecnologico che punta a trasformare la ricerca in competitività, sostenibilità e nuova industria. Il professor Francesco Colangelo racconta il progetto del CRITEST Innovation Lab e la sua ambizione europea. La distanza tra ricerca e industria resta uno dei principali fattori che frenano la capacità del sistema italiano di trasformare conoscenza, brevetti e innovazione in crescita economica. È una distanza che non si colma soltanto aumentando gli investimenti nella ricerca, ma costruendo infrastrutture, competenze e strumenti capaci di accompagnare una tecnologia lungo il percorso più delicato: quello che separa il prototipo dalla produzione. È in questo spazio che si colloca il CRITEST Innovation Lab di Acerra, infrastruttura dedicata alla ricerca applicata, al trasferimento tecnologico e alla sostenibilità, con una vocazione dichiaratamente industriale. Oltre 46mila metri quadrati, impianti e laboratori per la sperimentazione in scala reale, attività di caratterizzazione e validazione: l’obiettivo è creare un ambiente nel quale università e imprese possano verificare tecnologie, materiali e processi prima che questi arrivino sul mercato. A illustrare questa strategia è il Prof. Ing. Francesco Colangelo, professore ordinario di Scienza e Tecnologia dei Materiali, dell’Università degli Studi di Napoli “Parthenope” strettamente legato allo sviluppo e alla gestione del CRITEST. Colangelo è inoltre fondatore e direttore scientifico di SMART SEA, spin-off e start-up universitaria dedicata ai materiali e alle tecnologie per la sicurezza e l’ambiente, nonché coordinatore e direttore scientifico del CRITEST Innovation Lab.
Professor Colangelo, il CRITEST Innovation Lab nasce con una missione molto precisa: accorciare la distanza tra ricerca scientifica e industria. In Italia questa distanza resta uno dei nodi strutturali della competitività. Qual è il modello che avete messo a punto ad Acerra e perché dovrebbe consentire di trasformare più rapidamente una scoperta scientifica in una tecnologia industrialmente applicabile?
Il modello del CRITEST Innovation Lab nasce da un’esigenza molto concreta: portare la ricerca oltre il limite del prototipo e verificarla nelle condizioni in cui dovrà realmente funzionare. Nei laboratori universitari si producono conoscenze di grande qualità, ma spesso il passaggio alla scala industriale resta scoperto. Cambiano i volumi, la continuità del processo, l’eterogeneità delle materie prime, i consumi energetici, la sicurezza operativa e la conformità ambientale. È in questo passaggio che molte soluzioni promettenti rallentano o si fermano. Ad Acerra è stata costruita un’infrastruttura che affronta direttamente questo problema. Il CRITEST Innovation Lab si estende su oltre 46.000 metri quadrati e dispone di impianti e laboratori capaci di lavorare in scala reale su terreni, acque e materiali effettivamente provenienti dai cicli produttivi. Per dimensioni e capacità operative è tra le più estese infrastrutture di ricerca full scale al mondo dedicate al recupero di materia e alla bonifica dei siti contaminati. La disponibilità di linee industriali innovative consentono di realizzare campagne sperimentali rappresentative, misurare prestazioni, costi e criticità e correggere la tecnologia prima dell’investimento produttivo. La direzione scientifica del CRITEST Innovation Lab è affidata al professor Marco Petrangeli Papini, professore ordinario della Sapienza Università di Roma e uno dei più quotati esperti del settore a livello internazionale. Il suo contributo rafforza il coordinamento tra ricerca accademica, sperimentazione industriale e trasferimento tecnologico. Per le imprese, soprattutto per le PMI, questo significa ridurre il rischio tecnico e finanziario dell’innovazione. Un’azienda può accedere a competenze multidisciplinari, attrezzature e impianti che difficilmente potrebbe sostenere da sola; può validare una soluzione, produrre dati utili alla certificazione e costruire un dimostratore credibile per clienti, investitori e amministrazioni. Si accorciano così i tempi che separano l’idea dal mercato e si evitano investimenti basati su risultati ottenuti soltanto su piccoli campioni. Il tratto distintivo è il modello di collaborazione. Il Centro mette allo stesso tavolo università, imprese, gestori di impianti e istituzioni lungo l’intero percorso, dalla domanda industriale alla prova su scala reale. Il CRITEST Innovation Lab svolge quindi la funzione di trait d’union tra ricerca e industria: traduce un problema produttivo in un programma scientifico e trasforma il risultato della ricerca in una tecnologia verificata, trasferibile e compatibile con le condizioni operative e normative dell’impresa. È questo raccordo stabile, più ancora della singola apparecchiatura, a rendere il modello replicabile e competitivo.
Uno dei progetti più interessanti sviluppati con SIMEM SpA riguarda la cattura della CO₂ e la sua trasformazione in un componente strutturale per il calcestruzzo. Siamo di fronte a un cambio di paradigma: la CO₂ da problema da abbattere a risorsa da valorizzare. A che punto è oggi la ricerca e quali sono gli ostacoli tecnologici ed economici che devono essere superati per portare queste soluzioni dal laboratorio alla produzione su larga scala?
È importante distinguere con precisione le due collaborazioni. La cattura e l’impiego della CO₂ nel calcestruzzo saranno sviluppati con SIMEM SpA, che sta lavorando al sistema di dosaggio e iniezione nel processo di miscelazione. Con Heidelberg Materials Italia abbiamo invece sviluppato il calcestruzzo durevole impiegato nelle vasche del CRITEST Innovation Lab, progettato per mantenere prestazioni elevate in ambienti chimicamente aggressivi. Sono due linee diverse e complementari: la prima riguarda l’innovazione del processo e la mineralizzazione della CO₂; la seconda dimostra la durabilità del materiale su strutture reali. Sul fronte della CO₂, la direzione scientifica è molto promettente: l’anidride carbonica può reagire con le fasi minerali del conglomerato, trasformandosi in carbonati stabili che entrano nella microstruttura del materiale. Con SIMEM SpA lavoreremo sul passaggio decisivo dalla prova controllata a un processo continuo e affidabile. Il CRITEST Innovation Lab rende possibile installare e testare il sistema, modificare le ricette, produrre volumi significativi e verificare il comportamento del materiale in elementi reali. Occorre dimostrare quanta CO₂ venga effettivamente fissata e come il processo incida su lavorabilità, resistenza, durabilità e ripetibilità produttiva. Gli ostacoli sono tecnici, economici e regolatori. Occorre controllare il flusso della CO₂, rendere stabile il dosaggio, quantificare con metodi verificabili la quota mineralizzata e garantire che ogni miscela mantenga le prestazioni previste dalle norme e dai capitolati. Sul piano economico pesano la cattura, il trasporto e lo stoccaggio temporaneo della CO₂, oltre all’integrazione degli impianti nelle linee esistenti. Il bilancio deve essere valutato sull’intero ciclo di vita, evitando che consumi o logistica annullino il beneficio ambientale. La scala industriale del CRITEST Innovation Lab serve a superare esattamente questi ostacoli. Possiamo produrre dati di processo e di durabilità, confrontare costi e benefici e fornire alle imprese una base tecnica solida per decidere. Il traguardo non è una dimostrazione isolata, ma una tecnologia industrializzabile, tracciabile e certificabile. Quando il produttore potrà integrare il processo senza ridurre produttività e affidabilità, e il mercato potrà riconoscere il valore della CO₂ stabilmente incorporata, avremo compiuto il vero salto di scala.
Il settore delle costruzioni è chiamato a ridurre drasticamente la propria impronta ambientale, ma deve contemporaneamente garantire sicurezza, durabilità e competitività dei materiali. Quali innovazioni nei materiali e nei processi produttivi possono realmente cambiare il profilo ambientale dell’edilizia e delle infrastrutture, e quanto è importante, in questo percorso, riuscire a dimostrare che la sostenibilità può rappresentare non soltanto un vincolo, ma un vantaggio economico per le imprese?
Le innovazioni più efficaci sono quelle che riducono l’impatto ambientale senza separarlo dalle prestazioni e dalla vita utile dell’opera. Stiamo lavorando su leganti a basso contenuto di clinker, aggregati riciclati provenienti da costruzione e demolizione, valorizzazione di sottoprodotti industriali, carbonatazione controllata con CO₂ e calcestruzzi ad alta durabilità. A queste linee si affiancano processi di soil washing, inertizzazione e recupero delle acque di processo, nonché l’impiego di energia rinnovabile negli impianti. È un approccio di filiera: materia, processo produttivo, esercizio e fine vita devono essere valutati insieme. La durabilità è centrale. Un materiale che richiede meno sostituzioni, riparazioni e interruzioni di esercizio riduce nel tempo consumo di risorse, emissioni e costi. Le stesse vasche del CRITEST Innovation Lab costituiscono un banco di prova reale: sono state realizzate con un calcestruzzo progettato con Heidelberg Materials per resistere ad ambienti chimicamente aggressivi, integrato con tecnologia cristallina Penetron e monitorato per verificarne il comportamento nel tempo. Su strutture di queste dimensioni possiamo osservare fenomeni che un piccolo provino non restituisce, come l’effetto delle geometrie, dei giunti, del copriferro e delle superfici effettivamente esposte. Per un’impresa, la sostenibilità diventa un vantaggio economico quando produce risultati misurabili: minore acquisto di materie prime vergini, minori costi di conferimento, riduzione dei consumi, maggiore vita utile, meno manutenzioni e migliore accesso a mercati che richiedono CAM, tracciabilità e prestazioni ambientali documentate. La conformità non va affrontata alla fine del progetto. Deve entrare fin dall’inizio nella formulazione del materiale e nella progettazione del processo. Il CRITEST Innovation Lab aiuta le imprese a dimostrare questo valore con prove su scala reale, analisi di laboratorio, monitoraggi e dati utilizzabili nei percorsi di qualificazione. Una tecnologia sostenibile ma non verificata resta difficile da finanziare, assicurare e acquistare. Una tecnologia validata in condizioni quasi industriali riduce invece l’incertezza e rende più credibile il ritorno dell’investimento. Il contributo del Centro consiste nel trasformare l’obiettivo ambientale in prestazione tecnica e la prestazione tecnica in competitività.
Il CRITEST Innovation Lab integrerà circa 2.000 metri quadrati di laboratori analitici avanzati con attività di ricerca applicata, alta formazione, validazione tecnica e consulenza alle imprese. Quali servizi potranno trovare concretamente le PMI e le industrie che entreranno nell’ecosistema del Centro, e quali condizioni sono necessarie affinché la collaborazione tra università e imprese non rimanga limitata a singoli progetti, ma diventi una filiera permanente dell’innovazione?
Le imprese troveranno un percorso completo, dalla caratterizzazione iniziale della materia fino alla validazione del processo in scala industriale. I laboratori chimici, ambientali e dei materiali potranno affiancare prove di durabilità, monitoraggi, sviluppo di mix design, trattamento di reflui e terreni contaminati, recupero di materia e produzione di materiali conformi alla disciplina End of Waste. Gli impianti full scale permetteranno poi di trasformare i risultati analitici in campagne sperimentali, prototipi e dimostratori verificabili. Per una PMI il beneficio è molto concreto: disporre, senza doverla realizzare internamente, di un’infrastruttura tecnologica di taglia industriale e di un gruppo multidisciplinare di ingegneri, chimici, biologi e ricercatori. Il Centro può supportare la progettazione della soluzione, la raccolta dei dati necessari alla validazione, il confronto con norme e capitolati, l’accesso alla finanza agevolata e la preparazione di progetti con partner scientifici. L’incubatore accompagnerà inoltre startup orientate all’eco- innovazione. Il CRITEST Innovation Lab si propone anche come polo didattico avanzato per il training on the job e per gli stage dei percorsi di alta formazione. Studenti, corsisti, dottorandi e giovani tecnici potranno affiancare ricercatori e operatori negli impianti, partecipare a prove e monitoraggi e confrontarsi con problemi reali di bonifica, recupero di materia e trattamento delle acque. In questo modo la formazione integra conoscenze scientifiche, procedure di sicurezza, vincoli autorizzativi e pratica industriale. Il Centro ha già ospitato attività formative sul campo e intende sviluppare ulteriormente master, corsi specialistici, dottorati industriali e formazione permanente per il personale delle imprese. Per rendere stabile il rapporto tra università e imprese servono programmi pluriennali costruiti su fabbisogni industriali reali. Occorrono regole chiare sulla proprietà intellettuale e sull’uso dei dati, co-investimenti, tempi decisionali compatibili con il mercato e gruppi di lavoro misti che seguano l’intero sviluppo. Dottorati industriali, mobilità dei ricercatori e formazione congiunta sono strumenti essenziali, perché creano competenze capaci di muoversi tra metodo scientifico e produzione. Il CRITEST Innovation Lab sta già operando in questa direzione con aziende che utilizzano laboratori e attrezzature. Sono inoltre in corso molteplici convenzioni con istituti universitari, in Italia e all’estero, per attività comuni di ricerca, sviluppo sperimentale, trasferimento tecnologico, alta formazione e mobilità di ricercatori e studenti. La continuità nascerà quando imprese e università useranno il Centro come infrastruttura condivisa di ricerca, sviluppo e formazione. Sarà così il trait d’union permanente, affinché l’innovazione generi prodotti, processi e professionalità duraturi anche oltre la conclusione dei singoli progetti.
Lei è inserito nella classifica internazionale The World Top 2% Scientists della Stanford University ed è tra i Top Italian Scientist in Engineering. Guardando alla competizione globale sulla ricerca e sulle tecnologie verdi, quale ruolo può ritagliarsi il CRITEST Innovation Lab nel panorama europeo? E quali risultati — brevetti, nuove tecnologie, startup, investimenti privati, formazione di competenze o nuovi posti di lavoro qualificati — dovremo osservare nei prossimi anni per capire se l’esperimento di Acerra sarà diventato un vero caso di successo industriale?
Il CRITEST Innovation Lab può ritagliarsi un ruolo europeo molto preciso: essere una piattaforma di dimostrazione industriale per tecnologie ambientali e materiali sostenibili. In Europa esistono centri scientifici di assoluto livello; sono più rare, invece, le infrastrutture autorizzate che permettono di sperimentare su matrici reali, con impianti di grandi dimensioni e competenze che vanno dal materiale al processo, dalla caratterizzazione ambientale alla validazione. È qui che Acerra può offrire un valore distintivo, soprattutto nei settori del recupero di materia, delle bonifiche, del trattamento delle acque e dei materiali low carbon. La collocazione in Campania rappresenta inoltre un’opportunità per connettere il Mezzogiorno alle reti europee della ricerca e dell’industria. Il Centro può ospitare progetti dimostrativi, attrarre ricercatori e imprese, partecipare a partenariati internazionali e offrire un luogo in cui tecnologie sviluppate in Paesi diversi siano confrontate e validate prima dell’adozione industriale. L’obiettivo non è competere sul numero delle pubblicazioni, ma sulla capacità di tradurre conoscenza scientifica in applicazioni affidabili e replicabili. Il successo dovrà essere misurato con indicatori concreti. Dovremo osservare brevetti concessi e, soprattutto, licenze e tecnologie effettivamente installate; nuovi prodotti qualificati e certificati; startup che superano la fase iniziale; contratti di ricerca con imprese e crescita degli investimenti privati; convenzioni universitarie attive, dottorati industriali, stage, tecnici formati e posti di lavoro altamente qualificati. Saranno altrettanto importanti i risultati ambientali verificati: quantità di rifiuti recuperati, materie prime sostituite, acqua riutilizzata, emissioni evitate e aumento della vita utile dei materiali. A questi indicatori aggiungerei la qualità e la continuità delle relazioni. Un vero caso di successo industriale si riconosce quando le imprese tornano al Centro con nuovi programmi, investono insieme ai ricercatori e portano sul mercato le soluzioni validate. Il CRITEST Innovation Lab dispone della scala, degli impianti e della rete di competenze per diventare uno dei principali laboratori industriali al mondo nel proprio ambito e, nello stesso tempo, un polo europeo per la formazione applicata. La sfida dei prossimi anni è trasformare questa dotazione in una pipeline costante di innovazioni, imprese, competenze e lavoro qualificato, dimostrando che ricerca, didattica e industria possono condividere obiettivi, rischi e risultati.
Grazie
di Giuseppe Di Giacomo
