Individuazione di tecniche di gestione idrica-agronomica e di ricarica dell’acquifero freatico costiero per limitare la salinizzazione delle acque sotterranee e dei suoli.

Nel Comune di Ravenna, oltre 6.800 ettari di terreni agricoli sono a rischio salinizzazione, a causa dell’alta salinità delle acque sotterranee presenti all’interno dell’acquifero freatico costiero. L'area è interessata da subsidenza naturale, per compattazione dei sedimenti alluvionali e antropica, causata dall’estrazione di gas e dall’eccessivo sfruttamento delle acque sotterranee. Ne deriva che la maggior parte di questo territorio è sotto il livello medio del mare e l'agricoltura, così come ogni altra attività umana, è possibile grazie ad una fitta rete di canali di drenaggio che garantiscono il franco di coltivazione. L’agricoltura è una risorsa importante per la zona, ma a causa della scarsa disponibilità di acque dolci e per l’aumento dei processi di salinizzazione dei suoli, necessita di un cambiamento. Servono pratiche agricole sostenibili, con idonei requisiti irrigui, di drenaggio del suolo, di resistenza alla salinizzazione e di controllo del suolo. Dopo un’analisi generale sulle condizioni dell’acquifero, è stato monitorato un transetto di 10km rappresentativo della parte costiera di Ravenna. Infine, con l'obiettivo di comprendere l'interazione tra un canale d'irrigazione e le acque sotterranee, una piccola area agricola (12 ettari), è stata monitorata nel corso del 2011 utilizzando metodi idrologici, geochimici e geofisici. I risultati di questo lavoro mostrano una diffusa salinizzazione della falda freatica, ma anche la presenza di una lente d'acqua dolce spessa 5m, a 400m dalla linea di riva, con caratteristiche chimiche (hydrofacies) tipici di acque continentali e con dimensioni variabili stagionalmente. Questa bolla di acqua dolce si è originata esclusivamente dalle infiltrazioni dal canale d’irrigazione presente, in quanto, il contributo dell’irrigazione superficiale è stato nullo. Sfruttando la rete di canali di drenaggio già presente sarebbe possibile estendere questo processo d’infiltrazione da canale in altre porzioni dell’acquifero allo scopo di ricaricare l’acquifero stesso e limitare la salinizzazione dei suoli.

Relative influence of gaze and static arm position in the Superior Parietal Lobule of the macaque monkey during reaching

The superior parietal lobule (SPL) of macaques is classically described as an associative cortex implicated in visuospatial perception, planning and control of reaching and grasping movements (De Vitis et al., 2019; Galletti et al., 2003, 2018, 2022; Fattori et al., 2017; Hadjidimitrakis et al., 2015). These processes are the result of the integration of signals related to different sensory modalities. During a goal-directed action, eye and limb information are combined to ensure that the hand is transported at the gazed target location and the arm is maintained steady in the final position. The SPL areas V6A, PEc and PE contain cells sensitive to the direction of gaze and limb position but less is known about the degree of independent encoding of these signals. In this thesis, we evaluated the influence of eye and arm position information upon single neuron activity of areas V6A, PEc and PE during the holding period after the execution of arm reaching movement, when the gaze and hand are both still at the reach target. Two male macaques (Macaca fascicularis) performed a reaching task while single unit activity was recorded from areas V6A, PEc and PE. We found that neurons in all these areas were modulated by eye and static arm positions with a joint encoding of gaze and somatosensory signals in V6A and PEc and a mostly separate processing of the two signals in PE. The elaboration of this information reflects the functional gradient found in the SPL with the caudal sector characterized by visuo-somatic properties in comparison to the rostral sector dominated by somatosensory signals. This evidence well agree also with the recent reallocation of areas V6A and PEc in Brodmann’s area 7 depending on their similar structural and functional features with respect to PE belonging to Brodmann’s area 5 (Gamberini et al., 2020).

Models and algorithms for real-world optimization problems

This thesis deals with efficient solution of optimization problems of practical interest. The first part of the thesis deals with bin packing problems. The bin packing problem (BPP) is one of the oldest and most fundamental combinatorial optimiza- tion problems. The bin packing problem and its generalizations arise often in real-world ap- plications, from manufacturing industry, logistics and transportation of goods, and scheduling. After an introductory chapter, I will present two applications of two of the most natural extensions of the bin packing: Chapter 2 will be dedicated to an application of bin packing in two dimension to a problem of scheduling a set of computational tasks on a computer cluster, while Chapter 3 deals with the generalization of BPP in three dimensions that arise frequently in logistic and transportation, often com- plemented with additional constraints on the placement of items and characteristics of the solution, like, for example, guarantees on the stability of the items, to avoid potential damage to the transported goods, on the distribution of the total weight of the bins, and on compatibility with loading and unloading operations. The second part of the thesis, and in particular Chapter 4 considers the Trans- mission Expansion Problem (TEP), where an electrical transmission grid must be expanded so as to satisfy future energy demand at the minimum cost, while main- taining some guarantees of robustness to potential line failures. These problems are gaining importance in a world where a shift towards renewable energy can impose a significant geographical reallocation of generation capacities, resulting in the ne- cessity of expanding current power transmission grids.