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Su Luna e Marte case e laboratori "Made in Sardinia"

Ingegneria. Giacomo Cao annuncia un brevetto congiunto Università di Cagliari / Asi per l’esplorazione umana nello Spazio
29 July 2010

Ingegneria. Giacomo Cao annuncia un brevetto congiunto Università di Cagliari / Asi per l’esplorazione umana nello Spazio 
   

cosmo
 
Procedimento di fabbricazione di elementi per strutture abitative e/o industriali sul suolo lunare e/o marziano
 

Cagliari, 29 luglio 2010 (IC) – C’è chi parte per le ferie, che siano pochi giorni o varie settimane, e non riesce a far stare in valigia tutto quello che vorrebbe. Dal necessario al superfluo, in pratica, ognuno ritiene indispensabile quasi tutto quello che ha in casa e privarsene, sebbene temporaneamente, è visto come un sacrificio (biblico, è ovvio, con richiami all’esodo e al deserto): così una vacanza può diventare un piccolo trasloco, con veri e propri armadi su rotelle camuffati da trolley. Per non parlare dell’apoteosi che si raggiunge coi viaggi in auto, che più piccole sono e più roba si cerca comunque di caricare (quasi a voler sconfessare la geometria dei solidi e dimostrare l’esistenza di mondi paralleli, stratificati, compenetrati e compressi fino a rasentare un nuovo big bang).
 
Provate ora a fare un confronto immaginando il viaggio di chi un giorno dovrà partire molto lontano e per molti anni. Esattamente nello Spazio, con destinazione Marte. Dove non ci sono ancora negozi, bar, ristoranti, librerie, officine, ospedali... e nemmeno acqua da bere o aria da respirare (pure peggio che nel famoso deserto e degli aerei di certi tour operator). In quel caso come fare per portarsi tutto il necessario?
 
Probabilmente lo Spazio sarà una delle prossime frontiere per l’umanità. Probabilmente, perché i costi stimati sono più che stratosferici (!) e se ci fossero queste risorse finanziarie si potrebbero prima risolvere molti dei problemi che ci sono quaggiù. Probabilmente, anche perché a breve le attuali tecnologie non consentono di ipotizzare simili imprese.
Se fossero disponibili le invenzioni di Star Trek (basterebbero quelle dei telefilm della prima serie, datata 1966) non ci sarebbero tanti problemi, per fortuna c’è però chi non si lascia spaventare dalle difficoltà ed è al lavoro da tempo. Le grandi missioni spaziali devono essere giustamente pianificate con larghissimo anticipo (molto più delle prossime ferie) e ciò che è fantascienza per le persone comuni è già da anni nell’agenda di chi opera per realizzarle. Anche a Cagliari.
 
La sigla COSMIC ha poco a che vedere con i rischi derivanti da una valigia troppo piena e riguarda una ricerca scientifica molto seria: sta per “Combustion Synthesis under Microgravity Conditions”. Indica il  progetto italiano finanziato dall’ASI per l’esplorazione spaziale umana. Avviato nello scorso dicembre, il progetto ha come capofila l’Università di Cagliari e coinvolge principalmente il Dipartimento di Ingegneria Chimica e Materiali (DICM), in cui opera il prof. Giacomo Cao, mente e leader di COSMIC. L’obiettivo di questo studio è assai ambizioso: consentire all’Uomo, una volta sbarcato sulla Luna o su Marte, di utilizzare le risorse reperibili direttamente sul posto, senza il bisogno di trasportare ingenti scorte dalla Terra, che significherebbe la necessità di impiegare enormi astronavi-container e di continui rifornimenti. Ossigeno e azoto, per esempio, essenziali per la sopravvivenza umana, potrebbero essere estratti dal suolo lunare o marziano da cui si potrebbero realizzare materiali e strumenti utili sulle piattaforme orbitanti o costruire insediamenti abitativi. Gli scienziati stanno appunto sperimentando speciali reazioni chimiche che si autopropagano in condizioni di gravità ridotta. Allo stesso tempo stanno pensando che quando l’uomo colonizzerà il nostro Satellite o il Pianeta Rosso (forse tra 30-50 anni, ma è una corsa già partita e la concorrenza potrebbe riservare sorprese) avrà bisogno di aria e acqua come di alloggi e zone operative, ma soprattutto di ritrovati scientifici per superare le differenze ambientali e le enormi distanze spazio-temporali.
 
Dopo soli sette mesi dall’avvio di COSMIC il prof. Cao e il suo staff annunciano un altro importante step del progetto: proprio oggi è stato infatti depositato il brevetto italiano dal titolo “PROCEDIMENTO DI FABBRICAZIONE DI ELEMENTI PER STRUTTURE ABITATIVE E/O INDUSTRIALI SUL SUOLO LUNARE E/O MARZIANO”. Come dire che abbiamo già i mattoni per costruire su Marte: rigorosamente “Made in Sardinia”, con buona pace dei palazzinari del futuro. Gli inventori sono lo stesso prof. Giacomo Cao insieme a Alessandro Concas, Gianluca Corrias, Roberta Licheri, Roberto Orrù, Massimo Pisu e Claudio Zanotti. Il brevetto potrà fattivamente contribuire alla programmazione e alla gestione delle future missioni spaziali. Si tratta di un particolare campo di applicazioni (in cui, è evidente, si giocano grandissimi interessi sovranazionali) suddiviso dalla NASA con la definizione degli acronimi ISFR (In Situ Fabrication and Repair) e ISRU (In Situ Resource Utilisation). Per verificare l’affidabilità di questo risultato verranno compiuti nel prossimo ottobre particolari esperimenti nel corso di voli parabolici, che per brevi periodi consentono di raggiungere gravità zero e ridotta, appunto come sulla Luna o su Marte.

Sull’argomento, già oggetto di grande attenzione da parte della stampa, rimandiamo al precedente servizio pubblicato su Unica.it il 18 novembre 2009 per l’annuncio del progetto (clicca qui)
  
Foto Unica.it (IC)
Da sinistra: Benito Medda (CoReM Srl) e Giacomo Cao
  

CONTATTI:
prof. Giacomo Cao, 070.675.5058, 329.8606817, cao@visnu.dicm.unica.it
  
PARTNER
: Università degli Studi di Cagliari - Dipartimento di Ingegneria Chimica e Materiali (capofila), Agenzia Spaziale Italiana (ente finanziatore), Dipartimento Energia e Trasporti del CNR, il Centro di Ricerca, Sviluppo e Studi Superiori in Sardegna (CRS4), l’Istituto tecnico Industriale “Enrico Fermi” di Fuscaldo (Cs), COREM Srl, Esplora Srl e SpaceLand Srl.
 

FINANZIAMENTO
. A novembre 2009 l’Agenzia Spaziale Italiana ha stanziato poco meno di 500 mila euro per un anno di ricerche finalizzate allo sviluppo di tecnologie innovative non solo per l’esplorazione umana, ma anche per il trasferimento tecnologico a supporto di numerose attività terrestri, in cui sono attese importanti ricadute. 
 
COMUNICATO STAMPA
 
Cagliari, 29 luglio 2010 - Importantissimo risultato del progetto COSMIC, coordinato dal professor Giacomo Cao dell’Università di Cagliari e finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana. Oggi è stato infatti depositato il brevetto italiano dal titolo “PROCEDIMENTO DI FABBRICAZIONE DI ELEMENTI PER STRUTTURE ABITATIVE CIVILI E/O INDUSTRIALI SUL SUOLO LUNARE E/O MARZIANO”. Gli inventori sono lo stesso prof. Giacomo Cao insieme a Alessandro Concas, Gianluca Corrias, Roberta Licheri, Roberto Orrù, Massimo Pisu e Claudio Zanotti. Qui di seguito il comunicato predisposto in italiano e inglese dal gruppo di ricerca.
 
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Brevetto congiunto Università di Cagliari/ASI per l’esplorazione umana di Luna e Marte
Dal dicembre 2009 è operativo il progetto COSMIC -  Combustion Synthesis under Microgravity Conditions-, progetto italiano finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana nel settore  dell’esplorazione spaziale umana. Il progetto ha come capofila l’Università di Cagliari, con  il coinvolgimento del Dipartimento di Ingegneria Chimica  e Materiali, dove opera il Prof. Giacomo Cao, coordinatore del progetto. I partner coinvolti sono: il Dipartimento Energia e Trasporti del CNR, il Centro di Ricerca, Sviluppo e Studi Superiori in Sardegna (CRS4), l’Istituto tecnico Industriale “Enrico Fermi” di Fuscaldo, COREM Srl, Esplora Srl e SpaceLand Srl. L’ASI, il cui responsabile di programma è l’ing. Andrea Lorenzoni, ha stanziato nel novembre 2009 poco meno di 500 mila euro per un anno, finalizzati allo sviluppo di  tecnologie innovative non solo per l’esplorazione umana, ma anche per il trasferimento tecnologico a supporto di numerose attività terrestri, in cui sono attese ricadute importanti mediante la propagazione dell’investimento odierno. Nell’ambito del progetto è stato depositato in data 29/07/2010 il primo brevetto italiano dal titolo “PROCEDIMENTO DI FABBRICAZIONE DI ELEMENTI PER STRUTTURE ABITATIVE CIVILI E/O INDUSTRIALI SUL SUOLO LUNARE E/O MARZIANO” i cui inventori designati sono Giacomo CAO, Alessandro CONCAS, Gianluca CORRIAS, Roberta LICHERI, Roberto ORRÙ, Massimo PISU, Claudio ZANOTTI. Il brevetto congiunto tra Università di Cagliari e ASI potrà fattivamente contribuire sia alla programmazione sia alla gestione delle future missioni spaziali. Il brevetto depositato si inserisce a pieno titolo tra i settori di applicazione che la NASA ha definito con gli acronimi  ISFR  - In  Situ Fabrication and Repair -  e ISRU - In Situ Resource Utilisation. Tali settori hanno l’obiettivo di consentire alle missioni spaziali con presenza umana di estrarre e utilizzare le risorse reperibili sul posto  (Luna o Marte, appunto), come ossigeno e azoto, essenziali per la sopravvivenza umana e, senza doversi equipaggiare  con scorte abbondanti a bordo, oltre a realizzare materiali e strumenti da utilizzare come “cassette degli attrezzi” per intervenire su piattaforme orbitanti, senza dover necessariamente ritornare a Terra.
Per maggiori informazioni contattare il prof. Giacomo Cao: 070.675.5058, 329.860.68.17, cao@visnu.dicm.unica.it
 
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Joint patent from University of Cagliari/ASI for manned exploration of Moon and Mars
From December 2009 the project COSMIC, sponsored by the Italian Space Agency (ASI) in the framework of the manned space exploration, is active. The main contractor of the project is the University of Cagliari, Dipartimento di Ingegneria Chimica e Materiali, where the project coordinator Prof. Giacomo Cao works. The involved partners are: Dipartimento Energia e Trasporti of CNR, Centro di Ricerca Sviluppo e Studi Superiori in Sardegna (CRS4), Istituto Tecnico Industriale ‘Enrico Fermi’ (Fuscaldo), COREM srl, Esplora srl and SpaceLand srl. ASI, whose responsible for the project is ing. Andrea Lorenzoni, provided the financial support of about 500 thousand euros to develop in one year research activities and technological innovation not only for the manned exploration, but particularly for the technology transfer in favour of several applications to be performed on the Earth, in the framework of which suitable spin-offs are foreseen through the propagation of the financial support allowed at this stage. In the framework of the project the Italian patent titled “PROCESS FOR THE FABRICATION OF PHYSICAL ASSETS ON MOON AND/OR MARTIAN SURFACE” has been filed on July 29th, 2010. The corresponding inventors are: Giacomo CAO, Alessandro CONCAS, Gianluca CORRIAS, Roberta LICHERI, Roberto ORRÙ, Massimo PISU, Claudio ZANOTTI. The joint patent University of Cagliari/ASI will give its fruitful contribution when scheduling and managing future space missions. The patent filed clearly falls within the application sectors established by NASA, i.e. ISFR (In Situ Fabrication and Repair) and ISRU (In Situ Resource Utilization).  Such sectors are aimed to allow manned space missions to extract and to utilize in-situ resources like oxygen and nitrogen necessary for human survival without being equipped with huge amount of supplies and to utilize specific tools to repair lunar and/or martian platforms also using in-situ materials, without going necessarily back to the Earth.
For more information please contact: prof. Giacomo Cao, +390706755058, +393298606817, cao@visnu.dicm.unica.it
  


RASSEGNA STAMPA
RASSEGNA STAMPA

L’UNIONE SARDA
L’Unione Sarda del 30 luglio 2010
Estate - Pagina 11
Il professor Giacomo Cao, lo strumento per fabbricare gli elementi costruttivi e il simulante del suolo marziano
foto L’Unione Sarda del 30 luglio 2010 

Il mattone del futuro sarà di regolite, il composto ricavato dal suolo del satellite Ricercatori isolani ed Ente spaziale italiano brevettano la nuova tecnica edilizia
CASE SARDE SU LUNA E MARTE
Arte antichissima, praticamente nata con l’uomo: arrangiarsi, contando su se stessi e su quel di cui si dispone. Principio semplice ma da applicare per risolvere un problema estremamente complesso: costruire sulla Luna o su Marte, portando il meno possibile dalla terra. La soluzione l’ha trovata un gruppo di ricercatori sardi che, insieme all’Asi (Agenzia spaziale italiana), ha brevettato ieri un processo per la produzione di "mattoni" ricavabili da materiali presenti nel suolo lunare o marziano. «Il nostro procedimento - spiega Giacomo Cao, coordinatore del progetto e docente di Principi di ingegneria chimica e ambientale all’Università di Cagliari - rende possibile realizzare oggetti che , opportunamente assemblati, consentono la costruzione di strutture per uso abitativo, o anche soltanto protettivo, dato che le condizioni sulla luna o su Marte sono estremamente proibitive, con temperature molto basse, al di sotto dei trenta-quaranta gradi. A ciò si aggiungono tutti i problemi legati a quelle che in gergo tecnico si chiamano possibili piogge di vari meteoriti. Sul nostro pianeta sono precipitazioni sporadiche mentre lì hanno una frequenza molto più elevata».
La risorsa fondamentale è il suolo di cui si conosce la composizione grazie alle esplorazioni umane, sulla Luna, o con sonde in un caso e nell’altro. «Sul mercato - dice Cao - esistono dei simulati, da noi usati, con una composizione minerale, estremamente variegata, analoga a quella del suolo lunare e marziano chiamato regolite». Da questa si parte per ottenere i materiali edili, se così si possono definire. Cao non scende nei dettagli, per comprensibili ragioni di riservatezza. In sintesi, la regolite lunare viene estratta e arricchita di ilmenite (composto in cui sono presenti ferro, titanio e ossigeno) anch’essa disponibile in loco. Su Marte l’arricchimento si effettua in ossidi di ferro. Il tutto viene miscelato e lavorato con un processo produttivo con cui si ottengono gli elementi per la realizzazione delle strutture. L’energia elettrica indispensabile viene invece generata con pannelli fotovoltaici accoppiati a elettrolizzatori o celle a combustibile.
Al brevetto si è giunti nell’ambito dell’unico progetto italiano su due tematiche che fanno capo alla Nasa (l’ente spaziale Usa) definite con gli acronimi Isru e Isfr. Il primo sta per in situ resource utilisation ed è finalizzato all’impiego di risorse disponibili su Luna e Marte da parte di una missione umana. «Questo perché portarle dalla terra avrebbe incidenze enormi sui costi della missione, parliamo di milioni di euro», precisa il professor Cao. Isfr è invece l’acronimo di in situ fabrication and repair , cioè lo sviluppo di tecnologie per la riparazione in loco, sempre per limitare al massimo il trasporto dalla terra. L’esplorazione dello spazio, insomma, si ispira alle strategie di sopravvivenza di Robinson Crusoè, il naufrago nell’isola deserta narrato da Daniel Defoe. Si ritorna quindi all’arte di arrangiarsi.
Alle questioni poste dalla Nasa, i ricercatori cagliaritani (oltre Cao, Alessandro Concas, Gianluca Corrias, Roberta Licheri, Roberto Orrù, Massimo Pisu e Claudio Zanotti) hanno dato risposta con il brevetto depositato ieri insieme all’Asi e ottenuto con il contributo di Cnr, Crs4 e altri partner. Il tutto partendo da un finanziamento di meno di 500 mila euro erogato lo scorso anno dall’Ente spaziale italiano. Dato che controllare l’uso (o meglio, l’abuso) del brevetto su altri pianeti non è cosa semplice, si è corsi ai ripari registrando anche tutti i materiali e tutte le attrezzature che è necessario portare dalla terra, Per le ricadute economiche bisognerà attendere. Quanto? I tempi dipenderanno dalla Nasa.
Stefano Lenza
  
    
LA NUOVA SARDEGNA
La Nuova Sardegna del 30 luglio 2010
Pagina 16 - Sardegna
Il piano casa per la Luna e per Marte ha la firma dell’università di Cagliari 
Depositato un brevetto con l’Agenzia spaziale italiana sui materiali adatti a costruire abitazioni sui pianeti 
ROBERTO PARACCHINI 
CAGLIARI. I marziani non fanno più paura e la Luna sembra a portata di fionda. E ora si inizia anche a pensare a un «piano casa» lunare e marziano: ieri mattina l’università di Cagliari e l’Agenzia spaziale italiana hanno depositato un brevetto per realizzare abitazioni nei due pianeti.
Detta così può sembrare un racconto di fantascienza, ma la colonizzazione del satellite della Terra e del pianeta rosso è sempre più presente nei programmi delle agenzie spaziali internazionali (dalla Nasa ai Giapponesi). Da qui l’idea della ricerca, iniziata nel 2009 con un finanziamento di 500mila euro e che ha coinvolto, oltre all’ateneo di Cagliari e all’Asi, anche il Cnr e il Crs4, e alcune società specializzate nell’esplorazione spaziale (come l’Esplora Srl e la SpaceLand Srl). Una spedizione umana su Marte (il presidente Obama ha previsto di arrivarci nel 2030) avrà bisogno di molte cose, ma anche di conoscenze in grado di realizzare delle abitazioni in cui vivere. È difficile però pensare che sia possibile portarsi dalla Terra anche i mattoni o l’acciaio per costruire. Che fare, quindi? «Creare una tecnica per realizzare i manufatti di base in loco, sulla Luna o su Marte - spiega Giacomo Cao, docente di Ingegneria chimica ambientale a Cagliari, capo fila del progetto - per poi costruire le case».
A questo punto il gruppo è partito dall’esame del terreno lunare e marziano (quella che noi chiamiamo terra, prende il nome di regolite) e di alcuni minerali di cui sono ricchi quei pianeti: sulla Luna di ilmenite e su Marte di ossidi di ferro. Ed è lavorando su questi elementi che il gruppo ha inventato una tecnica (innovazione di processo) che, attraverso degli interventi di arricchimento della regolite con l’ilmenite da un lato e con l’ossido di ferro dall’altro, permette di creare un qualcosa che assomiglia molto a dei mattoncini. Materiale che permette di costruire quello che si vuole. Ma non è finito: sulla Luna e su Marte non esiste il cemento. Da qui un altro brevetto: quello per montare questi manufatti.
 Inoltre nel pianeta degli innamorati l’atmosfera è pressochè inesistente, mentre su quello della guerra il 98 per cento è composta da anitride carbonica. Quindi questi materiali «sono stati pensati anche per poter essere utilizzati in quelle condizioni».
«L’interesse dell’Asi, proprietaria del brevetto al 50 per cento con l’Univeristà - spiega Cao - nasce anche dal fatto che in questo modo durante gli incontri delle agenzie spaziali internazionali più importanti, anche l’Italia potrà presentare, su questo tipo di ricerche, dei propri progetti». Infine, per evitare che qualcuno utilizzi queste innovazioni di processo senza renderne conto, il gruppo di ricercatori ha brevettato anche il kit, tutto l’insieme dei materiali e delle attrezzature necessarie per assemblare e creare i mattoncini per il «piano casa» dello spazio.
 
  
E POLIS - IL SARDEGNA
E Polis / Il Sardegna del 30 luglio 2010
Pagina 4 - Argomenti
Giacomo Cao, docente dell’Università di Cagliari. Con i pannelli solari estraiamo la “regolite” che miscelata con gli ossidi di ferro consente la produzione degli elementi che servono per realizzare le opere»
 

foto E Poilis / Il Sardegna del 30 luglio 2010
UN BREVETTO TUTTO SARDO PER UNA CASA SULLA LUNA
“Strutture abitative anche su Marte con il mio progetto Cosmic”
Appartamenti, locali e stazioni per la ricerca costruite direttamente sulla Luna e su Marte. Non è fantascienza: in un futuro non tanto lontano probabilmente si potranno costruire strutture abitative sugli altri pianeti conosciuti e già studiati dalle diverse Agenzie spaziali. Un progetto, tutto sardo, che sarà realizzabile grazie alla ricerca che ha come capofila l’Università di Cagliari e coordinata da Giacomo Cao, professore ordinario di Principi di ingegneria chimica e ambientale nella Facoltà di Ingegneria di Cagliari e coordinatore di numerosi progetti di ricerca, tra cui lo “Studio della cinetica
di produzione dell’acido tereftalico” e il “Procedimento per la produzione di bio-petrolio che prevede l’utilizzo dell’anidride
carbonica”.
Professor Cao ieri avete depositato il primo brevetto italiano  congiunto Università di Cagliari e Agenzia spaziale italiana. Di cosa si tratta esattamente?
È un brevetto che prevede un procedimento di fabbricazione di elementi per strutture abitative o industriali sul suolo lunare o di Marte.
In che modo?
Attraverso la generazione di energia elettrica con pannelli fotovoltaici accoppiati a elettrolizzatori, o celle a combustione, sarà possibile estrarre un materiale presente sulla Luna e su Marte che si chiama “regolite”, poi arricchito a seconda del sito con Ilmenite o Ossidi di ferro, che, poi miscelati, consentiranno la produzione di elementi per strutture.
L’Università di Cagliari fa concorrenza alla Nasa?
Il brevetto congiunto con l’Asi consentirà all’Agenzia spaziale italiana di potersi sedere al tavolo con le altre Agenzie, compresa quella americana, e avere sicuramente un brevetto da presentare e poter di conseguenza avere un ruolo determinante al pari delle altre Agenzie. È un importante risultato, anche perché è grazie a un finanziamento di circa 500mila euro dell’Agenzia spaziale italiana che abbiamo potuto svolgere questa ricerca.
Alla pari con i colleghi americani?
Il brevetto depositato si inserisce a pieno titolo nei settori di applicazione che la Nasa ha definito con gli acronimi Isfr (In situ fabrication and repair) e Isru (In situ resource utilisation). Settori che hanno l’obiettivo di consentire alle missioni spaziali, con presenza umana, di estrarre e utilizzare le risorse reperibili sul posto, appunto su Marte e sulla Luna.
Quali sono queste risorse?
Sono l’ossigeno e l’azoto, essenziali per la sopravvivenza umana e senza doversi equipaggiare con scorte abbondanti a bordo, oltre a realizzare materiali e strumenti da utilizzare come “cassette degli attrezzi” per intervenire su piattaforme orbitanti, senza dover necessariamente ritornare sulla Terra.
Un risultato di prestigio.
Sicuramente, sia per l’Università di Cagliari sia per l’Asi. L’obiettivo era quello di creare un know how tutto italiano nell’ambito dei settori trainanti per lo sviluppo di progetti che prevedono l’esplorazione umana su Marte e sulla Luna.
Chi ha partecipato alla realizzazione di questo progetto?
Oltre all’Università di Cagliari, il Dipartimento Energia e trasporti del Cnr, il Crs4, l’Istituto tecnico industriale “Enrico Fermi” di Fuscaldo, e società come Corem srl, Esplora srl e SpaceLand srl.
E gli inventori veri e propri?
Nel brevetto gli inventori designati sono, oltre me, Alessandro Concas, Gianluca Corrias, Roberta Licheri, Roberto Orrù, Massimo Pisu e Claudio Zanotti.
Quanto tempo avete impiegato prima di depositare il brevetto?
Il progetto denominato Cosmic è stato avviato a dicembre scorso, ma complessivamente ci abbiamo lavorato, con una lunga ricerca sulle scoperte già esistenti, per circa due anni.
L’Università di Cagliari sembra particolarmente produttiva. A Marzo, se non sbaglio, avete depositato un altro brevetto per la produzione di combustibili rinnovabili.
Sì. Si tratta di un procedimento per la produzione del biopetrolio, attraverso l’utilizzo delle microalghe
e dell’anidride carbonica prodotta dalle centrali termoelettriche.
Enrica La Nasa

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