Funzionalità delle proteine e ossidazione lipidica e proteica in filetti di branzino salati dopo trattamento con campi elettrici pulsati

Il presente lavoro di tesi ha avuto lo scopo di valutare l’effetto del trattamento con campi elettrici pulsati sulla funzionalità delle proteine e sul livello di ossidazione lipidica e proteica di filetti di branzino (Dicentrarchus labrax) durante 12 giorni di conservazione refrigerata. A tale scopo, un totale di 50 filetti è stato sottoposto a salagione mediante salamoia contenente il 5% di NaCl per 24 ore e successivamente diviso in 2 gruppi sperimentali (n=25/gruppo): CONT, filetti non sottoposti a trattamento e PEF, filetti trattati con campi elettrici pulsati aventi intensità di 0,6 kV/cm, ampiezza degli impulsi di 10 μs per un tempo totale di trattamento pari a 10 s. I filetti sono stati confezionati in atmosfera protettiva (20% di CO2 e 80% di N2) e conservati a temperatura di refrigerazione per i 12 giorni successivi. Nel complesso, i risultati ottenuti suggeriscono come il trattamento PEF non abbia esercitato un effetto né migliorativo né peggiorativo sulla funzionalità delle proteine, determinata tramite analisi della solubilità, risultato piuttosto inatteso data la potenzialità del PEF di migliorare la funzionalità proteica. Si può ipotizzare che il processo di salatura a cui sono stati sottoposti i campioni possa avere in qualche modo mascherato un possibile effetto positivo del trattamento a causa della solubilizzazione delle proteine avvenuta già in fase di salatura. Inoltre, nonostante il PEF possa innescare fenomeni ossidativi a carico della matrice lipidica e proteica, in questo studio non sono state osservate modificazioni, suggerendo come il trattamento non abbia alterato la stabilità ossidativa dei filetti. In conclusione, i risultati ottenuti nel presente studio sono da considerarsi positivi, in quanto è possibile evincere come il trattamento effettuato abbia consentito di migliorare le rese di processo, senza però influenzare la stabilità ossidativa di lipidi e proteine, lasciando quindi inalterata la funzionalità delle stesse.

Valutazione della funzionalità proteica di filetti di salmone affumicati

L’obiettivo del presente lavoro di tesi è stato quello di valutare l’effetto di diverse modalità di affumicatura sulla funzionalità della frazione proteica di filetti di salmoni norvegesi, valutata tramite la determinazione della solubilità e dell’ossidazione delle proteine. A tale scopo, 60 filetti di salmone dal peso omogeneo di circa 600g sono stati sottoposti a salagione e successivamente suddivisi in 3 gruppi sperimentali in funzione del processo di affumicatura (n=20/gruppo): ad aria a 20°C (AR-20), ad azoto a 20°C (AZ-20) e a 5°C (AZ-5). Al termine dei trattamenti tutti i filetti sono stati confezionati sottovuoto, conservati in cella frigorifera e sottoposti alle determinazioni analitiche a 5 diversi tempi di campionamento, per un totale di 17 giorni di conservazione. Dai dati ottenuti si evince come la tecnica di affumicatura commerciale (AR-20) determini, nel complesso, una riduzione della solubilità totale delle proteine, presumibilmente dovuta all’innesco di fenomeni ossidativi che hanno causato un accumulo di composti carbonilici, prevalentemente riscontrabile al termine della conservazione. L’affumicatura con azoto ha fatto invece registrare un miglioramento della funzionalità proteica a prescindere dalla temperatura impiegata, se paragonata all’affumicatura commerciale. A discapito di quanto atteso, l’affumicatura con azoto a 5°C non ha determinato un miglioramento in termini di solubilità ed ossidazione proteica, se paragonato alla controparte affumicata a 20°C; infatti i campioni appartenenti al gruppo AZ-20 hanno mostrato valori di solubilità proteica più elevati congiuntamente ad un contenuto di carbonili significativamente ridotto rispetto agli altri gruppi sperimentali. Alla luce di questi aspetti, ulteriori studi sono necessari al fine di confermare i risultati ottenuti ed approfondire l’effetto delle diverse modalità di affumicatura sulle proprietà funzionali e tecnologiche dei filetti di salmone.

Le prove di efficacia a favore della fisioterapia nei soggetti portatori di Device per Assistenza Ventricolare Sinistra (VAD)

Background:La letteratura dimostra che nei soggetti con insufficienza cardiaca grave l'impianto del Dispositivo di Assistenza Ventricolare (VAD) migliora la sopravvivenza in attesa del trapianto cardiaco. Nei soggetti portatori di VAD si rende sempre più indicato il trattamento fisioterapico, ma esistono ancora poche evidenze circa la sua efficacia. Obiettivo:Obiettivo primario di questa Revisione Sistematica è quello di valutare, nelle persone con VAD, le prove di efficacia della fisioterapia sulla funzionalità cardio-respiratoria, l’autonomia funzionale e la qualità della vita, ma anche l’incidenza di eventi avversi. Obiettivo secondario è la definizione di un possibile protocollo fisioterapico, accompagnato da appropriati strumenti di misura, indicato nei soggetti con VAD. Metodi:Sono stati ricercati dal 1/06 al 30/09/22 nei database PubMed, Cochrane Library, Scopus e PEDro, studi clinici randomizzati e controllati che valutassero l'impatto della fisioterapia dopo impianto di VAD rispetto all’usual care, in seguito stimati nel loro rischio di bias con il Cochrane RoB2tool. La sintesi dei dati è stata effettuata in forma qualitativa. Risultati:Sono stati inclusi 4 RCT per un totale di 82 partecipanti. Negli studi il trattamento è durato fino a 12 settimane ed è consistito in allenamento aerobico e/o esercizi di rinforzo e/o fisioterapia respiratoria, con una frequenza media di 3 vv/settimana. È stato registrato un solo evento avverso legato alla fisioterapia in uno studio. I risultati hanno mostrato miglioramenti nei valori di assorbimento del picco di ossigeno, nella distanza percorsa con il 6MWT e nei punteggi della QoL, senza tuttavia differenze statisticamente significative tra i due gruppi. Conclusioni:La fisioterapia dopo l'impianto di VAD migliora la capacità funzionale e la QoL. Tuttavia, sono necessari ulteriori studi, preferibilmente multicentrici e con follow-up più lunghi, per valutare i reali benefici clinici della fisioterapia in tale popolazione.

L’efficacia del protocollo di Askling nel return to play del calciatore post lesione muscolare agli Hamstring: revisione sistematica della letteratura

Background: Gli infortuni muscolari generano grande preoccupazione nella medicina sportiva e costituiscono la più frequente causa di assenza dal campo nel calcio. Nello specifico , a causa dei gesti tecnici caratteristici di questo sport, le HSI (lesioni muscolari agli Hamstring) sono le più frequenti nei calciatori, costringendoli all’assenza dal campo più di qualsiasi altro infortunio. Il protocollo di Askling è uno degli studi più popolari e riconosciuti nella riabilitazione delle HSI. Obiettivi: L’obiettivo della revisione sistematica è valutare l’efficacia del protocollo di Askling nel RTP del calciatore post lesione muscolare agli Hamstring. Questo contributo, quindi, discuterà gli attuali concetti clinici riguardanti la riabilitazione delle HSI, analizzando trial clinici randomizzati che confrontino gli effetti del protocollo di Askling con altri protocolli.

 Materiali e Metodi: Nella selezione degli articoli, sono state indagate le seguenti banche dati: “PubMed”, “PEDro” e “Cochrane Library”. Una volta realizzato il PICOS, questo è stato convertito nelle parole chiave pertinenti all’argomento di interesse della revisione. Sono stati presi in esame unicamente studi RCTs, di qualsiasi anno di pubblicazione e lingua, reperibili in modalità Full Text attraverso il servizio proxy offerto dall’Università di Bologna. Gli studi per essere inclusi devono avere un punteggio PEDro score > 5. Risultati: Il tempo medio del Return To Play è stato ridotto di 23 giorni, da 51 (C-Protocol) a 28 giorni (L-Protocol). Non vi è però alcuna differenza significativa tra i gruppi per i tassi di re-injury entro 2 mesi, da 2 a 6 mesi e da 6 a 12 mesi.
 Conclusioni: Emerge dalla letteratura che un protocollo riabilitativo costituito principalmente da esercizi che prediligono l’allungamento muscolare risulta più efficace di un protocollo convenzionale nel ridurre il tempo trascorso dall'infortunio all'allenamento completo senza restrizioni e/o al match play.

L’efficacia dei programmi di teleriabilitazione nel trattamento post-chirurgico di spalla: una revisione sistematica della letteratura

Background: Attualmente, diversi approcci riabilitatavi vengono proposti per il miglioramento del dolore e della funzione a seguito di intervento chirurgico alla spalla. La teleriabilitazione si è rivelata una valida alternativa per l’erogazione dei servizi riabilitativi a distanza: grazie all’utilizzo delle tecnologie di telecomunicazione, è possibile fornire consulenza, valutazione, monitoraggio, intervento e educazione, superando le barriere geografiche, temporali, sociali ed economiche. Obiettivo: Lo scopo della revisione è valutare le prove di efficacia presenti in letteratura in merito all’utilizzo della teleriabilitazione per il miglioramento funzionale dei pazienti operati di spalla. Metodi: La revisione è stata redatta secondo la checklist del PRISMA statement. La ricerca è stata condotta da aprile a settembre 2022, consultando le banche dati Cochrane Library, PubMed e PEDro. La ricerca è stata limitata a studi primari sperimentali e quasi, con full-text reperibile in lingua italiana o inglese e senza limiti temporali, inerenti soggetti operati alla spalla trattati con diverse modalità di teleriabilitazione. Come elemento di confronto è stato incluso qualsiasi tipo di intervento riabilitativo convenzionale. La qualità metodologica è stata valutata con la PEDro scale. Risultati: sono stati inclusi 4 RCT e 1 CCT, che hanno indagato misure di outcome relative a: dolore, mobilità articolare, forza, abilità funzionale e qualità della vita. Dall’analisi qualitativa dei risultati degli studi si è osservato che in tutti i gruppi sperimentali si sono ottenuti miglioramenti significativi negli outcome d’interesse; in due studi è stata evidenziata una superiorità statisticamente significativa della teleriabilitazione. Conclusioni: Nonostante la revisione non sia giunta a risultati generalizzabili e di validità assoluta, la teleriabilitazione ha dimostrato di essere una modalità sicura ed efficace nel miglioramento clinico e funzionale dei soggetti operati alla spalla.

Strategie terapeutiche nel trattamento riabilitativo del soggetto affetto da Malattia di Parkinson: Scoping Review

Background: La Malattia di Parkinson è una malattia neurodegenerativa che dà disturbi del movimento tipici: tremore a riposo, ipocinesia o bradicinesia, rigidità e instabilità posturale; inoltre, include anche disturbi non motori quali: ansia, depressione, disturbi del sonno, disfagia, disartria e deterioramento cognitivo. L’insieme dei sintomi motori e non motori influenza la quotidianità del paziente, riduce la partecipazione e la qualità di vita in tutte le fasi della malattia. La riabilitazione motoria può aiutare a mitigare gli effetti dei sintomi motori e migliorare la qualità della vita del soggetto con PD[6,7], ma non esiste un protocollo univoco per il trattamento di questa malattia. Obiettivo: l’obiettivo di questa Scoping Review è di individuare strategie terapeutiche alternative al trattamento convenzionale nel percorso riabilitativo del paziente affetto da Malattia di Parkinson. Disegno dello studio: sono stati presi in considerazione studi pubblicati tra il 2020 e il 2022 su diverse attività non tradizionali proposte a pazienti con Parkinson. Le banche dati utilizzate sono PubMed, PEDro e Cochrane Library. Sono stati posti come criteri di inclusione: soggetti esclusivamente con Malattia di Parkinson di età > 18 anni e articoli in lingua inglese. Sono stati inclusi quindi Review, RCT e articoli di giornali che soddisfacessero la checklist della PRISMA Extension per le Scoping Review. Risultati: al termine della selezione, sono stati inclusi 6 studi che facevano riferimento ad attività come il ballo, l’arrampicata sportiva, l’esercizio in acqua, lo Yoga, il Nordic Walking e la teleriabilitazione nel PD. Conclusioni: la letteratura analizzata fornisce buoni risultati legati alle attività per il trattamento di sintomi motori e non motori del soggetto con PD. Tuttavia, gli studi hanno riportato la necessità di eseguire ulteriori prove per una conferma dell’efficacia statisticamente significativa sui disturbi del PD, con gruppi di pazienti più ampi.

L'efficacia della fisioterapia rispetto all'utilizzo di iniezioni intra articolari nella riabilitazione di pazienti con gonartrosi: una Revisione Sistematica della Letteratura

Background:La gonartrosi è una patologia degenerativa che colpisce l’articolazione del ginocchio. Rappresenta un grave problema di salute pubblica mondiale e comporta dolore e riduzione della funzionalità. Sono presenti studi che confrontano l’uso di iniezioni intra articolari con la fisioterapia per ridurre il dolore, ma ad oggi non vi è ancora un gold standard per la gestione della malattia. Scopo della ricerca:Valutare l’efficacia della fisioterapia rispetto all’uso di iniezioni intra articolari in pazienti affetti da gonartrosi, sul dolore e sulla qualità di vita. Disegno dello studio:Revisione Sistematica della Letteratura effettuata seguendo il PRISMA Statement. Metodi:La ricerca è stata condotta nelle banche dati PubMed, PEDro, Cochrane Library. Sono stati inclusi trial randomizzati controllati (RCT) in lingua inglese e italiana, che confrontavano l’efficacia del trattamento fisioterapico rispetto all’utilizzo di iniezioni intra articolari, con outcome relativi a riduzione del dolore e al miglioramento della qualità di vita. La qualità metodologica e il rischio di bias sono stati valutati utilizzando la PEDro Scale. Risultati:Cinque studi sono stati inclusi in questa Revisione Sistematica. Ci sono stati due studi che hanno dimostrato la maggiore efficacia di altri trattamenti rispetto alla fisioterapia. Altri due trials hanno confrontato il trattamento fisioterapico con l’uso di iniezioni di acido ialuronico e si sono osservati risultati pressoché uguali tra i gruppi. Solo uno studio ha dimostrato la superiorità del trattamento combinato di iniezioni e programma riabilitativo nella gestione della gonartrosi, rispetto al solo utilizzo di iniezioni intra articolari. Conclusioni:I risultati contrastanti che si sono osservati non permettono di affermare con certezza la superiorità della fisioterapia rispetto all’utilizzo di iniezioni intra articolari, sebbene rappresenti una valida scelta terapeutica grazie al suo basso costo e alla sua ridotta invasività.

Profilo sensoriale e difficoltà alimentari di bambini con Disturbo Evitante/Restrittivo dell’Assunzione di Cibo e Disturbo dello Spettro Autistico. Uno studio osservazionale

Il Disturbo Evitante/Restrittivo dell’Assunzione di Cibo (ARFID) è un Disturbo della Nutrizione e dell’Alimentazione con tre possibili sottotipi, accomunati dalla persistente insoddisfazione di fabbisogni nutrizionali e/o energetici. Crescenti sono le prove di sovrapposizione con il Disturbo dello Spettro Autistico (ASD), per comuni difficoltà alimentari e sottostanti fattori di sensorialità e rigidità. Lo studio ha caratterizzato un campione di affetti da ARFID e da ASD in età evolutiva; i due gruppi sono stati confrontati per storia clinico-terapeutica e profili indagati ai test: BAMBI-R (Brief Autism Mealtime Behavior Inventory-Revised) per i comportamenti disfunzionali al pasto, SSP-2 (Short Sensory Profile-2) per le alterazioni della sensorialità e RBS-R (Repetitive Behavior Scale-Revised) per i comportamenti stereotipati e ristretti. Il gruppo con ARFID è stato inoltre analizzato per variabili antropometrico-nutrizionali e sottotipi clinici. I soggetti con ARFID presentavano età superiore e più frequenti tratti ansioso-fobici in comorbilità. Ai test sopracitati, gli affetti da ARFID e da ASD convergevano per numerosi aspetti; tuttavia, le difficoltà alimentari (in particolare, la selettività) prevalevano tra i primi, mentre maggiori livelli di sensibilità sensoriale e di comportamenti ristretti, stereotipati e compulsivi caratterizzavano i secondi. Tra i sottotipi clinici di ARFID, spesso co-occorrenti, prevaleva quello selettivo; i tre quadri erano perlopiù comparabili per le variabili indagate e non differivano per aspetti alimentari, comportamentali o sensoriali. In conclusione, gli affetti da ARFID e da ASD si distinguono per alcune peculiari caratteristiche ma collidono per numerose altre. Approfondire lo studio dei fattori implicati nelle difficoltà alimentari condivise, oltre che caratterizzare i fenotipi del DNA in campioni più numerosi, saranno obiettivi da perseguire per un’implementazione di interventi medico-nutrizionali sempre più specifici.

Progettazione di un veicolo a guida automatica per linee di assemblaggio automotive

Questa tesi tratta la progettazione meccanica di un prototipo di veicolo a guida automatica (AGV). A partire dallo studio dello stato dell'arte e da considerazioni dinamiche su stabilità in frenata/accelerazione/curva si è definita la geometria di base. E' poi seguita la progettazione dei vari gruppi che compongono il veicolo, accompagnata dalle necessarie verifiche strutturali.

Studio della permeabilità di CO2 e N2 in membrane composite di Aquivion e PVAm

Per mitigare il notevole aumento di emissioni di gas serra, molti studi si stanno focalizzando sulle membrane a trasporto facilitato per la separazione e la cattura di CO2. In particolare, le tecnologie di Carbon Capture and Storage (CCS) hanno ridestato interesse basandosi principalmente sulla cattura dell’anidride carbonica. L’obiettivo di questo studio è stato di migliorare le prestazioni di selettività nell’Aquivion, membrana ionomerica dell’acido perfluorosolfonico. Gli ottimi valori di permeabilità che raggiunge hanno portato quindi a focalizzare le ricerche sul miglioramento della capacità selettiva tra CO2 e N2. Infatti, la permeabilità e la selettività sono considerati parametri di trade-off, all’aumento di uno corrisponde la diminuzione dell’altro. Inoltre, le buone prestazioni delle membrane a trasporto facilitato in presenza di gruppi amminici hanno portato al tentativo di associare ad un materiale come l’Aquivion, dalla buona conduttività protonica, la Polivinilammina. Le ammine in membrane a trasporto facilitato sono infatti in grado di legare selettivamente l’anidride carbonica. Il presente lavoro si è inizialmente focalizzato sulla purificazione della Polivinilammina e sull’accoppiamento delle due membrane. In seguito alla realizzazione, i film sono stati caratterizzati mediante spettroscopia FTIR-ATR e infine testati in condizioni di umidità con l’utilizzo di un permeometro. È infatti ampiamente studiato come migliorare la permeabilità dell’Aquivion all’aumentare dell’umidità. In conclusione, in condizioni di alta adesione della Polivinilammina all’Aquivion la selettività ad alte umidità è aumentata rispetto ai valori di letteratura in articoli condizioni.

Implementazione di un simulatore per determinare la degradazione delle batterie nella partecipazione al Grid Support

L'elaborato descrive l'esperienza di tirocinio svolta nell'azienda Vertiv, dove è stato chiesto di realizzare un simulatore per il calcolo della degradazione delle batterie nella partecipazione al Grid Support. Nella prima parte viene illustrato il panorama energetico attuale, descrivendo il funzionamento generale di un sistema elettrico. Successivamente vengono descritti i gruppi di continuità e le loro modalità di funzionamento. A questo si collega la descrizione dei prodotti dell'azienda che verranno considerati nel simulatore. Vengono descritti i servizi di Grid Support che un cliente può scegliere al fine di ottenere un uso ottimale dell'energia elettrica, e quindi un risparmio, e quelli che aiutano la rete a bilanciare le variazioni di frequenza. Vi è inoltre una descrizione delle batterie, le loro caratteristiche e i parametri fondamentali di questa modalità di immagazzinamento dell'energia. Vengono riportate le principali tipologie delle batterie al Litio, essendo queste quelle utilizzate all'interno del simulatore. L'ultimo capitolo riguarda la descrizione del simulatore; vengono riportate le caratteristiche delle batterie considerate, divise a seconda del fornitore. Il simulatore è diviso in due parti, una chiamata "Frequency Regulation", l'altra "Peak Shaving". Nella prima vengono mostrati i dati di input che possono essere cambiati, la degradazione delle batterie collegata ai servizi FFR e FCR-D, i possibili guadagni che un cliente potrebbe ottenere nel momento in cui firma un contratto per partecipare ad un programma di variazione della frequenza, a seconda del mercato elettrico scelto. Nella seconda i dati di input, la degradazione delle batterie e i possibili risparmi associati al servizio Peak Shaving. Infine vengono riportati degli scenari di esempio per mostrare come un ipotetico cliente possa giocare con i dati di input e confrontare i risultati ottenuti allo scopo di ottenere la miglior soluzione possibile.

Sintesi e caratterizzazione di polimeri per l’ottica non lineare

L'osservazione di diversi fenomeni ottici come la generazione della seconda o della terza armonica (generazione di luce con frequenza raddoppiata (SHG) o generazione di luce con frequenza triplicata (THG)) quando un materiale interagisce con una sorgente ad alta intensità, ha portato ad un crescente interesse per le proprietà ottiche non lineari (NLO). Questi ed altri fenomeni ottici non lineari potrebbero essere impiegati per aumentare le prestazioni dei dispositivi optoelettronici e fornire soluzioni per progettare nuovi metamateriali funzionali. L'impiego di sistemi polimerici contenenti gruppi funzionali con caratteristiche NLO rappresenta una sfida per migliorare tali proprietà e la loro lavorabilità. In questo lavoro, è stata sviluppata una strategia sintetica per ottenere un cromoforo con struttura donatore-accettore-donatore (D-A-D), dove la simmetria dei dipoli (push-pull-push) può potenzialmente fornire proprietà NLO del terzo ordine. Attraverso una sintesi multistep è stato sintetizzato il monomero a base metacrilica con il cromoforo NLO, successivamente copolimerizzato con lo stirene per aumentare la lavorabilità del polimero. Il polimero ed il monomero saranno impiegati per preparare cristalli fotonici. Inoltre, verrà effettuata un'ampia caratterizzazione per approfondire le proprietà ottiche e quindi per ottimizzare i dispositivi finali.

studio ed ottimizzazione del modello di valutazione del rapporto fra risorse ed obiettivi di consegna in un’azienda leader nel settore del packaging farmaceutico e cosmetico

Il presente elaborato di tesi riguarda uno studio che è stato portato avanti durante il tirocinio curriculare svolto nell’ufficio Engineering di Marchesini Group S.p.A., azienda leader nella produzione di macchine automatiche per il packaging di prodotti farmaceutici e cosmetici. Dopo aver riscontrato alcune criticità nelle modalità con le quali vengono attualmente pianificate e gestite le risorse appartenenti ai team produttivi e con le quali vengono valutati i carichi di lavoro, si sono elaborati dei modelli e degli strumenti che permettono di migliorare ed ottimizzare l’assegnazione delle risorse ai gruppi e di visualizzare in tempo reale la distribuzione dell’impegno di lavoro dei reparti in relazione alla disponibilità in produzione. Le proposte supportano il trend dell’attuale contesto produttivo di garantire un elevato livello di servizio al cliente rispettandone le richieste e i tempi stabiliti. Difatti, un’assegnazione corretta delle risorse in produzione consente di ridurre i ritardi e le inefficienze e, di conseguenza, di migliorare i lead time. In aggiunta, una correlazione chiara e strutturata fra le risorse e gli obiettivi raggiungibili permette di conseguire con maggiore sicurezza i risultati economici stabiliti, evitando di perdere parte del valore potenzialmente collaudabile.

Biometanazione della frazione organica di rifiuti solidi urbani da raccolta indifferenziata mediante codigestione con refluo zootecnico o addizione di solfuro di sodio

Il presente elaborato è stato finalizzato allo sviluppo di un processo di digestione anaerobica della frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU oppure, in lingua inglese OFMSW, Organic Fraction of Municipal Solid Waste) provenienti da raccolta indifferenziata e conseguente produzione di biogas da impiegarsi per il recupero energetico. Questo lavoro rientra nell’ambito di un progetto, cofinanziato dalla Regione Emilia Romagna attraverso il Programma Regionale per la Ricerca Industriale, l’Innovazione e il Trasferimento Tecnologico (PRRIITT), sviluppato dal Dipartimento di Chimica Applicata e Scienza dei Materiali (DICASM) dell’Università di Bologna in collaborazione con la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Ferrara e con la società Recupera s.r.l. che applicherà il processo nell’impianto pilota realizzato presso il proprio sito di biostabilizzazione e compostaggio ad Ostellato (FE). L’obiettivo è stato la verifica della possibilità di impiegare la frazione organica dei rifiuti indifferenziati per la produzione di biogas, e in particolare di metano, attraverso un processo di digestione anaerobica previo trattamento chimico oppure in codigestione con altri substrati organici facilmente fermentabili. E’ stata inoltre studiata la possibilità di impiego di reattori con biomassa adesa per migliorare la produzione specifica di metano e diminuire la lag phase. Dalla sperimentazione si può concludere che è possibile giungere allo sviluppo di metano dalla purea codigerendola assieme a refluo zootecnico. Per ottenere però produzioni significative la quantità di solidi volatili apportati dal rifiuto non deve superare il 50% dei solidi volatili complessivi. Viceversa, l’addizione di solfuri alla sola purea si è dimostrata ininfluente nel tentativo di sottrarre gli agenti inibitori della metanogenesi. Inoltre, l’impiego di supporti di riempimento lavorando attraverso processi batch sequenziali permette di eliminare, nei cicli successivi al primo, la lag phase dei batteri metanogeni ed incrementare la produzione specifica di metano.

Procedimenti di ottimizzazione di sistemi smorzati

La presente tesi riguarda lo studio di procedimenti di ottimizzazione di sistemi smorzati. In particolare, i sistemi studiati sono strutture shear-type soggette ad azioni di tipo sismico impresse alla base. Per effettuare l’ottimizzazione dei sistemi in oggetto si agisce sulle rigidezze di piano e sui coefficienti di smorzamento effettuando una ridistribuzione delle quantità suddette nei piani della struttura. È interessante effettuare l’ottimizzazione di sistemi smorzati nell’ottica della progettazione antisismica, in modo da ridurre la deformata della struttura e, conseguentemente, anche le sollecitazioni che agiscono su di essa. Il lavoro consta di sei capitoli nei quali vengono affrontate tre procedure numerico-analitiche per effettuare l’ottimizzazione di sistemi shear-type. Nel primo capitolo si studia l’ottimizzazione di sistemi shear-type agendo su funzioni di trasferimento opportunamente vincolate. In particolare, le variabili di progetto sono le rigidezze di piano, mentre i coefficienti di smorzamento e le masse di piano risultano quantità note e costanti durante tutto il procedimento di calcolo iterativo; per effettuare il controllo dinamico della struttura si cerca di ottenere una deformata pressoché rettilinea. Tale condizione viene raggiunta ponendo le ampiezze delle funzioni di trasferimento degli spostamenti di interpiano pari all’ampiezza della funzione di trasferimento del primo piano. Al termine della procedura si ottiene una ridistribuzione della rigidezza complessiva nei vari piani della struttura. In particolare, si evince un aumento della rigidezza nei piani più bassi che risultano essere quelli più sollecitati da una azione impressa alla base e, conseguentemente, si assiste ad una progressiva riduzione della variabile di progetto nei piani più alti. L’applicazione numerica di tale procedura viene effettuata nel secondo capitolo mediante l’ausilio di un programma di calcolo in linguaggio Matlab. In particolare, si effettua lo studio di sistemi a tre e a cinque gradi di libertà. La seconda procedura numerico-analitica viene presentata nel terzo capitolo. Essa riguarda l’ottimizzazione di sistemi smorzati agendo simultaneamente sulla rigidezza e sullo smorzamento e consta di due fasi. La prima fase ricerca il progetto ottimale della struttura per uno specifico valore della rigidezza complessiva e dello smorzamento totale, mentre la seconda fase esamina una serie di progetti ottimali in funzione di diversi valori della rigidezza e dello smorzamento totale. Nella prima fase, per ottenere il controllo dinamico della struttura, viene minimizzata la somma degli scarti quadratici medi degli spostamenti di interpiano. Le variabili di progetto, aggiornate dopo ogni iterazione, sono le rigidezze di piano ed i coefficienti di smorzamento. Si pone, inoltre, un vincolo sulla quantità totale di rigidezza e di smorzamento, e i valori delle rigidezze e dei coefficienti di smorzamento di ogni piano non devono superare un limite superiore posto all’inizio della procedura. Anche in questo caso viene effettuata una ridistribuzione delle rigidezze e dei coefficienti di smorzamento nei vari piani della struttura fino ad ottenere la minimizzazione della funzione obiettivo. La prima fase riduce la deformata della struttura minimizzando la somma degli scarti quadrarici medi degli spostamenti di interpiano, ma comporta un aumento dello scarto quadratico medio dell’accelerazione assoluta dell’ultimo piano. Per mantenere quest’ultima quantità entro limiti accettabili, si passa alla seconda fase in cui si effettua una riduzione dell’accelerazione attraverso l’aumento della quantità totale di smorzamento. La procedura di ottimizzazione di sistemi smorzati agendo simultaneamente sulla rigidezza e sullo smorzamento viene applicata numericamente, mediante l’utilizzo di un programma di calcolo in linguaggio Matlab, nel capitolo quattro. La procedura viene applicata a sistemi a due e a cinque gradi di libertà. L’ultima parte della tesi ha come oggetto la generalizzazione della procedura che viene applicata per un sistema dotato di isolatori alla base. Tale parte della tesi è riportata nel quinto capitolo. Per isolamento sismico di un edificio (sistema di controllo passivo) si intende l’inserimento tra la struttura e le sue fondazioni di opportuni dispositivi molto flessibili orizzontalmente, anche se rigidi in direzione verticale. Tali dispositivi consentono di ridurre la trasmissione del moto del suolo alla struttura in elevazione disaccoppiando il moto della sovrastruttura da quello del terreno. L’inserimento degli isolatori consente di ottenere un aumento del periodo proprio di vibrare della struttura per allontanarlo dalla zona dello spettro di risposta con maggiori accelerazioni. La principale peculiarità dell’isolamento alla base è la possibilità di eliminare completamente, o quantomeno ridurre sensibilmente, i danni a tutte le parti strutturali e non strutturali degli edifici. Quest’ultimo aspetto è importantissimo per gli edifici che devono rimanere operativi dopo un violento terremoto, quali ospedali e i centri operativi per la gestione delle emergenze. Nelle strutture isolate si osserva una sostanziale riduzione degli spostamenti di interpiano e delle accelerazioni relative. La procedura di ottimizzazione viene modificata considerando l’introduzione di isolatori alla base di tipo LRB. Essi sono costituiti da strati in elastomero (aventi la funzione di dissipare, disaccoppiare il moto e mantenere spostamenti accettabili) alternati a lamine in acciaio (aventi la funzione di mantenere una buona resistenza allo schiacciamento) che ne rendono trascurabile la deformabilità in direzione verticale. Gli strati in elastomero manifestano una bassa rigidezza nei confronti degli spostamenti orizzontali. La procedura di ottimizzazione viene applicata ad un telaio shear-type ad N gradi di libertà con smorzatori viscosi aggiunti. Con l’introduzione dell’isolatore alla base si passa da un sistema ad N gradi di libertà ad un sistema a N+1 gradi di libertà, in quanto l’isolatore viene modellato alla stregua di un piano della struttura considerando una rigidezza e uno smorzamento equivalente dell’isolatore. Nel caso di sistema sheat-type isolato alla base, poiché l’isolatore agisce sia sugli spostamenti di interpiano, sia sulle accelerazioni trasmesse alla struttura, si considera una nuova funzione obiettivo che minimizza la somma incrementata degli scarti quadratici medi degli spostamenti di interpiano e delle accelerazioni. Le quantità di progetto sono i coefficienti di smorzamento e le rigidezze di piano della sovrastruttura. Al termine della procedura si otterrà una nuova ridistribuzione delle variabili di progetto nei piani della struttura. In tal caso, però, la sovrastruttura risulterà molto meno sollecitata in quanto tutte le deformazioni vengono assorbite dal sistema di isolamento. Infine, viene effettuato un controllo sull’entità dello spostamento alla base dell’isolatore perché potrebbe raggiungere valori troppo elevati. Infatti, la normativa indica come valore limite dello spostamento alla base 25cm; valori più elevati dello spostamento creano dei problemi soprattutto per la realizzazione di adeguati giunti sismici. La procedura di ottimizzazione di sistemi isolati alla base viene applicata numericamente mediante l’utilizzo di un programma di calcolo in linguaggio Matlab nel sesto capitolo. La procedura viene applicata a sistemi a tre e a cinque gradi di libertà. Inoltre si effettua il controllo degli spostamenti alla base sollecitando la struttura con il sisma di El Centro e il sisma di Northridge. I risultati hanno mostrato che la procedura di calcolo è efficace e inoltre gli spostamenti alla base sono contenuti entro il limite posto dalla normativa. Giova rilevare che il sistema di isolamento riduce sensibilmente le grandezze che interessano la sovrastruttura, la quale si comporta come un corpo rigido al di sopra dell’isolatore. In futuro si potrà studiare il comportamento di strutture isolate considerando diverse tipologie di isolatori alla base e non solo dispositivi elastomerici. Si potrà, inoltre, modellare l’isolatore alla base con un modello isteretico bilineare ed effettuare un confronto con i risultati già ottenuti per il modello lineare.