Identificazione dei parametri meccanici del ponte metallico ferroviario a Pontelagoscuro attraverso un algoritmo di ottimizzazione di tipo evolutivo

Nel periodo storico compreso tra la seconda met�� dell���Ottocento ed il primo ventennio del Novecento, un���ondata di innovazioni tecnologiche e scientifiche, unitamente all���espansione dell���industria siderurgica e la conseguente diffusione del ferro come materiale da costruzione, portarono alla realizzazione di strutture metalliche grandiose. Ci�� fu reso possibile grazie ad una fervida attivit�� di ricerca che permise la risoluzione di problematiche tecniche di assoluto rilievo, come la progettazione di grandi coperture o di ponti destinati al traffico ferroviario in grado di coprire luci sempre maggiori. In questo contesto si svilupp�� il sistema della chiodatura come metodo di unione per il collegamento rigido e permanente dei vari elementi che compongono la struttura portante metallica. Ad oggi il sistema della chiodatura �� stato quasi completamente sostituito dalla bullonatura di acciaio ad alta resistenza e dalla saldatura, che garantendo gli stessi standard di affidabilit�� e sicurezza, offrono vantaggi in termini economici e di rapidit�� esecutiva. Tuttavia lo studio delle unioni chiodate continua a rivestire notevole importanza in tutti quei casi in cui il progettista debba occuparsi di restauro, manutenzione o adeguamento di strutture esistenti che in molti casi continuano ad assolvere le funzioni per le quali erano state progettate. La valutazione delle strutture esistenti, in particolare i ponti, ha assunto un���importanza sempre crescente. L���incremento della mobilit�� e del traffico sulle infrastrutture di trasporto ha portato ad un incremento contemporaneo di carichi e velocit�� sui ponti. In particolare nelle ferrovie, i ponti rappresentano una parte strategica della rete ferroviaria e in molti casi, essi hanno gi�� raggiunto i loro limiti di capacit�� di traffico, tanto �� vero che l���et�� media del sessanta percento dei ponti metallici ferroviari �� di un centinaio di anni. Pertanto i carichi di servizio, i cicli di sforzo accumulati a causa dei carichi da traffico e il conseguente invecchiamento delle strutture esistenti, inducono la necessit�� della valutazione della loro rimanente vita a fatica. In questo contesto, la valutazione delle condizioni del ponte e le conseguenti operazioni di manutenzione o sostituzione diventano indispensabili. Negli ultimi decenni sono state effettuate numerose iniziative di ricerca riguardo il comportamento a fatica dei ponti ferroviari chiodati, poich�� le passate esperienze hanno mostrato che tali connessioni sono suscettibili di rotture per fatica. Da uno studio dell���ASCE Committee on Fatigue and Fracture Reliability �� emerso che l���ottanta, novanta percento delle crisi nelle strutture metalliche �� da relazionarsi ai fenomeni di fatica e frattura. Il danno per fatica riportato dai ponti chiodati �� stato osservato principalmente sulle unioni tra elementi principali ed �� causato dagli sforzi secondari, che si possono sviluppare in diverse parti delle connessioni. In realt�� riguardo la valutazione della fatica sui ponti metallici chiodati, si �� scoperto che giocano un ruolo importante molti fattori, anzitutto i ponti ferroviari sono soggetti a grandi variazioni delle tensioni indotte da carichi permanenti e accidentali, cos�� come imperfezioni geometriche e inclinazioni o deviazioni di elementi strutturali comportano sforzi secondari che solitamente non vengono considerati nella valutazione del fenomeno della fatica. Vibrazioni, forze orizzontali trasversali, vincoli interni, difetti localizzati o diffusi come danni per la corrosione, rappresentano cause che concorrono al danneggiamento per fatica della struttura. Per questo motivo si studiano dei modelli agli elementi finiti (FE) che riguardino i particolari delle connessioni e che devono poi essere inseriti all���interno di un modello globale del ponte. L���identificazione degli elementi critici a fatica viene infatti solitamente svolta empiricamente, quindi �� necessario che i modelli numerici di cui si dispone per analizzare la struttura nei particolari delle connessioni, cos�� come nella sua totalit��, siano il pi�� corrispondenti possibile alla situazione reale. Ci�� che ci si propone di sviluppare in questa tesi �� un procedimento che consenta di affinare i modelli numerici in modo da ottenere un comportamento dinamico analogo a quello del sistema fisico reale. Si �� presa in esame la seguente struttura, un ponte metallico ferroviario a binario unico sulla linea Bologna ��� Padova, che attraversa il fiume Po tra le localit�� di Pontelagoscuro ed Occhiobello in provincia di Ferrara. Questo ponte fu realizzato intorno agli anni che vanno dal 1945 al 1949 e tra il 2002 e il 2006 ha subito interventi di innalzamento, ampliamento ed adeguamento nel contesto delle operazioni di potenziamento della linea ferroviaria, che hanno portato tra l���altro all���affiancamento di un nuovo ponte, anch���esso a singolo binario, per i convogli diretti nella direzione opposta. Le travate metalliche del ponte ferroviario sono costituite da travi principali a traliccio a gabbia chiusa, con uno schema statico di travi semplicemente appoggiate; tutte le aste delle travi reticolari sono formate da profilati metallici in composizione chiodata. In particolare si �� rivolta l���attenzione verso una delle travate centrali, della quale si intende affrontare un���analisi numerica con caratterizzazione dinamica del modello agli Elementi Finiti (FEM), in modo da conoscerne lo specifico comportamento strutturale. Ad oggi infatti l���analisi strutturale si basa prevalentemente sulla previsione del comportamento delle strutture tramite modelli matematici basati su procedimenti risolutivi generali, primo fra tutti il Metodo agli Elementi Finiti. Tuttavia i risultati derivanti dal modello numerico possono discostarsi dal reale comportamento della struttura, proprio a causa delle ipotesi poste alla base della modellazione. Difficilmente infatti si ha la possibilit�� di riscontrare se le ipotesi assunte nel calcolo della struttura corrispondano effettivamente alla situazione reale, tanto pi�� se come nella struttura in esame si tratta di una costruzione datata e della quale si hanno poche informazioni circa i dettagli relativi alla costruzione, considerando inoltre che, come gi�� anticipato, sforzi secondari e altri fattori vengono trascurati nella valutazione del fenomeno della fatica. Nel seguito si prenderanno in esame le ipotesi su masse strutturali, rigidezze dei vincoli e momento d���inerzia delle aste di parete, grandezze che caratterizzano in particolare il comportamento dinamico della struttura; per questo sarebbe ancora pi�� difficilmente verificabile se tali ipotesi corrispondano effettivamente alla costruzione reale. Da queste problematiche nasce l���esigenza di affinare il modello numerico agli Elementi Finiti, identificando a posteriori quei parametri meccanici ritenuti significativi per il comportamento dinamico della struttura in esame. In specifico si andr�� a porre il problema di identificazione come un problema di ottimizzazione, dove i valori dei parametri meccanici vengono valutati in modo che le caratteristiche dinamiche del modello, siano il pi�� simili possibile ai risultati ottenuti da elaborazioni sperimentali sulla struttura reale. La funzione costo �� definita come la distanza tra frequenze proprie e deformate modali ottenute dalla struttura reale e dal modello matematico; questa funzione pu�� presentare pi�� minimi locali, ma la soluzione esatta del problema �� rappresentata solo dal minimo globale. Quindi il successo del processo di ottimizzazione dipende proprio dalla definizione della funzione costo e dalla capacit�� dell���algoritmo di trovare il minimo globale. Per questo motivo �� stato preso in considerazione per la risoluzione del problema, l���algoritmo di tipo evolutivo DE (Differential Evolution Algorithm), perch�� gli algoritmi genetici ed evolutivi vengono segnalati per robustezza ed efficienza, tra i metodi di ricerca globale caratterizzati dall���obiettivo di evitare la convergenza in minimi locali della funzione costo. Obiettivo della tesi infatti �� l���utilizzo dell���algoritmo DE modificato con approssimazione quadratica (DE-Q), per affinare il modello numerico e quindi ottenere l���identificazione dei parametri meccanici che influenzano il comportamento dinamico di una struttura reale, il ponte ferroviario metallico a Pontelagoscuro.

Centro integrato socioculturale e religioso a Toscanella di Dozza

Il progetto per la cittadina di Toscanella, nasce dalla volont�� di dare risposta ad un���esigenza locale di crescita e riqualificazione del centro storico. L'area in oggetto riguarda gran parte della cittadina di Toscanella. Uno degli obiettivi principali �� quello di rivalutare ed integrare tale sito alla luce dell'espansione demografica degli ultimi decenni, integrandolo con servizi attualmente mancanti. Punti programmatici del progetto sono: - La realizzazione di un parco fluviale che permetta il recupero e la riqualificazione del tratto di riva del rio Sabbioso compreso tra via Nenni e via Caduti del lavoro; - Un nuovo centro religioso con locali parrocchiali, chiesa e casa canonica, richiesti per inadeguatezza degli attuali; - nuovo centro polifunzionale che comprenda spazi per lo spettacolo e le arti in generale, spazi per l'attivit�� fisica e ricettivit�� minori (bar, spazi comuni...).

Asta medio inferiore del fiume Po: modello matematico per la valutazione delle condizioni di pericolosit�� idraulica delle aree di pianura

La presente dissertazione illustra lo studio, svolto in ambito di Tesi di Laurea Specialistica, della difesa delle aree di pianura prospicienti il tratto medio inferiore del Fiume Po dalle cosiddette piene al limite della prevedibilit��, ovvero quelle aventi intensit�� al di sopra della quale le procedure di stima statistica perdono di significato a causa della mancanza di eventi osservati confrontabili (Majone, Tomirotti, 2006). In questo contesto si �� definito come evento di piena al limite della prevedibilt�� un evento con tempo di ritorno pari a cinquecento anni. Lo studio ha necessariamente preso in considerazione e riprodotto attraverso una schematizzazione concettuale le esondazioni all'esterno delle arginature maestre che si verificherebbero in conseguenza ad un evento estremo, quale quello preso in esame, nei comparti idraulici prospicienti l'asta fluviale. Detti comparti sono costituiti dalle zone di pianura latistanti l���asta fluviale, classificate dall'Autorit�� di Bacino come Fascia C e suddivise in base alla presenza degli affluenti principali del fiume Po e delle principali infrastrutture viarie e ferroviarie situate in tale fascia. Il presente studio persegue l���obiettivo di analizzare alcune politiche di intervento per la mitigazione del rischio alluvionale alternative al sovralzo e ringrosso arginale e ricade all'interno delle linee strategiche individuate dall' AdB-Po per la mitigazione del rischio residuale, ossia quello che permane anche in presenza di opere di difesa progettate e verificate con riferimento ad un ben preciso tempo di ritorno (nel caso in esame Trit = 200 anni). Questa linea di intervento si traduce praticamente individuando sul territorio aree meno "sensibili", in virt�� del minor valore o dell'inferiore vulnerabilit�� dei beni in esse presenti, e dunque adatte ad accogliere i volumi di piena esondabili in occasione di quegli eventi di piena incompatibili con i presidi idraulici preesistenti, le sopra richiamate piene al limite della prevedibilit��. L'esondazione controllata dei volumi di piena in tali aree avrebbe infatti il fine di tutelare le aree di maggior pregio, interessate da centri abitati, infrastrutture e beni di vario tipo; tale controllo �� da considerarsi auspicabile in quanto sedici milioni di persone abitano la zona del bacino del Po e qui sono concentrati il 55% del patrimonio zootecnico italiano, il 35% della produzione agricola e il 37% delle industrie le quali per�� sostengono il 46% dei posti di lavoro (fonte AdB-Po). Per questi motivi il Po e il suo bacino sono da considerare come zone nevralgiche per l���intera economia italiana e una delle aree europee con la pi�� alta concentrazione di popolazione, industrie e attivit�� commerciali. Dal punto di vista economico, l���area �� strategica per il Paese garantendo un PIL che copre il 40% di quello nazionale, grazie alla presenza di grandi industrie e di una quota rilevante di piccole e medie imprese, nonch�� d���attivit�� agricole e zootecniche diffuse. Il punto di partenza �� stato il modello numerico quasi-bidimensionale precedentemente sviluppato dal DISTART nel 2008 con il software HEC-RAS, la cui schematizzazione geometrica copriva unicamente l'alveo del Fiume (Fasce A e B secondo la denominazione adottata dall'AdB-Po) e le cui condizioni iniziali e al contorno rispecchiavano un evento con tempo di ritorno pari a duecento anni. Si �� proceduto dunque alla definizione di nuove sollecitazioni di progetto, volte a riprodurre nelle sezioni strumentate del Po gli idrogrammi sintetici con tempo di ritorno di cinquecento anni messi a punto dal D.I.I.A.R. (Dipartimento di Ingegneria Idraulica, Ambientale e del Rilevamento, DIIAR, 2001) del Politecnico di Milano. Il modello stesso �� stato poi aggiornato e considerevolmente modificato. Il risultato consiste in un nuovo modello matematico idraulico di tipo quasi-bidimensionale che, attraverso una schematizzazione concettuale, riproduce il comportamento idraulico in occasione di eventi di piena al limite della prevedibilit�� per tutte e tre le Fasce Fluviali considerate nel Piano stralcio per l���Assetto Idrogeologico redatto dall'AdB-Po (Fasce A, B C, v. PAI, 1999). I diversi comparti idraulici in cui pu�� essere suddivisa la Fascia C sono stati inseriti nel modello e geometricamente descritti in termini di curve di riempimento, ricavate a partire dal DTM del Bacino del Po attraverso opportune elaborazioni in ambiente GIS (Geographic Information System). Una volta predisposto il modello sono state condotte due tipologie di simulazioni. Una prima serie �� stata volta alla definizione in maniera iterativa dei punti critici degli argini maestri, ovvero quelli nei quali si prevedeva avvenisse la tracimazione, e alla modellazione in essi della formazione di brecce, decisive per una corretta riproduzione del fenomeno di esondazione all'esterno delle arginature maestre nell'attuale configurazione; bisogna infatti considerare che le arginature maestre vengono comunemente progettate con il solo fine di contenere le portate di piena in alveo, e che dunque un���eventuale tracimazione induce fenomeni erosivi che solitamente portano all'apertura di una breccia nel manufatto (rotta arginale). Un'ulteriore simulazione ha permesso di valutare l'evoluzione del fenomeno sotto l'ipotesi di un intervento di consolidamento degli argini maestri nei tratti critici (interessati dai sormonti) e quindi di rotta arginale impedita. Il confronto dei risultati ottenuti ha evidenziato i benefici associati ad una laminazione controllata dell'evento di piena all'esterno delle arginature. In questo contesto il termine "controllata" �� esclusivamente associato al fenomeno di rotta arginale, come detto inibita per lo scenario ipotetico. I benefici di tale controllo si hanno in termini di volumi, di portate esondate e di tiranti attesi nei comparti idraulici. Lo strumento modellistico predisposto nell���ambito della Tesi di Laurea Specialistica si presta ad essere utilizzato a supporto dell���identificazione su ampia scala delle zone della Fascia C meno ���sensibili���, in quanto meno vulnerabili ai fenomeni di allagamento. Questo ulteriore passaggio costituisce il punto di partenza per delineare le strategie ottimali di laminazione controllata in Fascia C degli eventi al limite della prevedibilit�� al fine della riduzione del rischio idraulico nelle aree di pianura prospicienti il Po, aspetto che verr�� affrontato in sviluppi successivi del presente lavoro.

Ravenna e la Darsena di citt�� Progetto per un museo e centro di ricerca di scienze ambientali

Il mio lavoro di tesi �� partito da uno studio approfondito del contesto in cui si trova la Darsena di Ravenna, la mia area di progetto. Tutta la storia dell���evoluzione di Ravenna �� legata soprattutto a due fattori principali: la necessit�� di difendersi dalle incursioni esterne e il continuo adattarsi alle trasformazioni del territorio soprattutto per quanto riguarda la linea di costa e il corso dei due fiumi che la circondano, il Ronco e il Montone. Questi due fattori hanno fatto si che Ravenna sia apparsa, sin dai primi secoli d. C., una citt�� cinta da grandi mura, circondate da fiumi. Il Ronco e il Montone, sono poi diventati, a met�� del XVI sec. i protagonisti principali della storia di Ravenna. I diversi progetti che si sono susseguiti nel tempo per cercare di deviarli e allontanarli dalla citt��, dato che ormai rappresentavano solo un grosso pericolo di alluvione, hanno determinato l���abbandono del primo porto della citt��, voluto dall���imperatore Augusto e la nascita dell���attuale canale Candiano. Fin dall���inizio il nuovo porto di Ravenna ha presentato una serie di problemi legati alla scarsa profondit�� del fondale e ai costi di manutenzione, a tal punto che le attivit�� del porto sono sempre state molto limitate. Oggi la Darsena di citt�� �� caratterizzata da una moltitudine di edifici di archeologia industriale, risalenti al boom economico degli anni ���50, che risultano per la maggior parte, in uno stato di degrado e abbandono, incominciato con la crisi petrolifera degli anni ���70. A partire dal P.R.G. del 1993, si sono messi in atto una serie di iniziative atte a rivitalizzare e reintegrare quest���area all���interno della citt�� storica, in modo che non sembri pi�� un���entit�� separata ma che possa diventare un grande potenziale di sviluppo per la citt�� stessa. La politica di riqualificazione del waterfront non riguarda solo Ravenna, ma �� una strategia che molte citt�� del modo hanno adottato negli ultimi decenni per ridare lustro alla citt�� stessa e, allo stesso tempo recuperare zone spesso lasciate al loro destino. Fra queste citt�� ho scelto di approfondirne cinque, Baltimora, Barcellona, Genova, Amburgo e Bilbao, evidenziando le diverse situazioni ma soprattutto le diverse motivazioni che le hanno spinte a raggiungere la medesima conclusione, quella che l���area portuale rappresenta un grande fattore di sviluppo. La mia attenzione poi si �� spostata su quale attivit�� potesse essere pi�� adatta ad assolvere questo obiettivo. Ho pensato di progettare un museo e una serie di edifici ad esso collegati, come un centro di ricerca con residenze annesse e una torre belvedere, che dessero all���area la possibilit�� di essere vissuta in tutto l���arco della giornata e per tutto l���anno. Prima di affrontare direttamente la parte progettuale ho cercato di capire quale fosse la tipologia di museo e quali fossero i principali elementi indispensabili che caratterizzano questi edifici. Durante lo studio di questi casi ho classificato i musei secondo 5 categorie diverse, la galleria, la rotonda, la corte, la spirale e la pianta libera, che rispecchiano anche lo sviluppo storico di questa particolare tipologia architettonica. In base a tutte queste considerazioni ho affrontato il mio progetto. L���area presa in esame �� caratterizzata da un���ampia superficie su cui insistono tre imponenti edifici di archeologia industriale molto degradati e utilizzati come magazzini dalla societ�� proprietaria dell���area. Due di questi presentano un orientamento parallelo alla tessitura dei campi, il terzo invece segue un orientamento proprio. Oltre a queste due trame nell���area se ne pu�� rilevare una terza legata all���andamento del canale. Queste grandi cattedrali del lavoro mi hanno fatto subito pensare di poterle utilizzare come spazi espositivi per mostre permanenti e temporanee, mantenendo intatta la loro struttura portante. Ho deciso di immergere l���edificio pi�� imponente dei tre, che si trova in asse con la strada veicolare di accesso dalla citt��, in una grande corte verde delimitata ai lati da due nuovi edifici a L adibiti a veri e propri musei. Se da una parte questi musei costituiscono i limiti della corte, dall���altra rappresentano le quinte sceniche di aree completamenti differenti. Il museo adiacente al canale si affaccia su una grande piazza pavimentata dove troneggia l���edificio di archeologia industriale pi�� simile ad una basilica e che accoglie i visitatori che arrivano tramite la navetta costiera; l���altro invece guarda verso il centro di ricerca e le residenze universitarie legati tra loro da un grande campo lungo completamente verde. A concludere la composizione ho pensato ad una torre belvedere dalla pianta circolare che potesse assorbire tutte le diverse direzioni e che si trova proprio in asse con il terzo edificio di archeologia industriale e a contatto con l���acqua. Per quanto riguarda l���organizzazione interna dei musei ho scelto di proporre due sezioni dello stesso museo con caratteristiche ben distinte. Il primo museo riguarda la storia della civilt�� marinara di Ravenna ed �� caratterizzato da ambienti conclusi lungo un percorso prestabilito che segue un criterio cronologico, il secondo invece presenta una pianta abbastanza libera dove i visitatori possono scegliere come e su cosa indirizzare la propria visita. Questa decisione �� nata dalla volont�� di soddisfare le esigenze di tutta l���utenza, pensando soprattutto alla necessit�� di coinvolgere persone giovani e bambini. Il centro di ricerca �� organizzato planimetrica mente come una grande C, dove le due ali pi�� lunghe ospitano i laboratori mentre l���ala pi�� corta rappresenta l���ingresso sottolineato da un portico aggettante sulla corte. Simmetricamente si trovano i sette volumi delle residenze. Ognuno di questi pu�� alloggiare sei studenti in altrettanti monolocali con servizi annessi, e presenta al piano terra aree di relax e sale lettura comuni. La torre belvedere invece riveste un ruolo pi�� commerciale ospitando negozi, uffici per le varie associazioni legate al mare e un ristorante su pi�� livelli, fino ad arrivare alla lanterna, che, come il faro per le navi, diventa un vero segno di riconoscimento e di orientamento dell���area sia dal mare che dalla citt��.

Studio di macromolecole associate alla calcificazione in organismi marini

Lo studio riportato in questa tesi ha come scopo l���osservazione e la comprensione dei processi molecolari associati alla deposizione di CaCO3 nei polimorfi di calcite e aragonite nel mollusco gasteropode Haliotis rufescens. In particolare l���attenzione si �� focalizzata sullo strato glicoproteico (green layer) che si trova inserito all���interno dell���ipostraco o strato madreperlaceo. Studi precedenti suggeriscono l���ipotesi che il green layer sia una struttura polifunzionale che svolge un ruolo attivo nell���induzione di crescita dei cristalli di carbonato di calcio nella conchiglia. All���analisi microscopica il green layer si presenta come un foglietto trilaminato. Sugli strati esterni �� depositata aragonite nella forma prismatica da una parte e sferulitica dall���altra. All���interno �� racchiuso un core proteico, formato da glicoproteine e ricco di chitina. Questa struttura tripartita conferisce al guscio calcareo nuove propriet�� meccaniche, come la resistenza alle fratture molto maggiore rispetto al minerale naturale. Il green layer �� stato trattato in ambiente alcalino, l���unico in grado di solubilizzarlo. �� stato ottenuto del materiale proteico che �� stato caratterizzato utilizzando SDS-PAGE, colorato con Blu Comassie e all���argento per visualizzarne la componente peptidica. Il green layer �� fluorescente, sono state quindi eseguite analisi spettroscopiche sull���estratto peptidico per determinarne le propriet�� chimo fisiche (dipendenza dal pH dell���intensit�� di fluorescenza). Sono stati eseguiti esperimenti di crescita dei cristalli di CaCO3 in ambiente saturo di CaCl2 in assenza e presenza del peptide e in assenza e presenza di Mg++. I cristalli sono stati osservati al microscopio elettronico a scansione (SEM) e al microscopio confocale. Da un punto di vista spettroscopico si osserva che, eccitando l���estratto alcalino del green layer a 280 nm e 295 nm, lunghezze d���onda caratteristiche degli aminoacidi aromatici, si ottiene uno spettro di emissione che presenta una forte banda centrata a 440 nm e una spalla a circa 350 nm, quest���ultima da ascrivere all���emissione tipica di aminoacidi aromatici. L���emissione di fluorescenza dell���estratto dal green layer dipende dal pH per tutte le bande di emissione; tale effetto �� particolarmente visibile per lo spettro di emissione a 440 nm, la cui lunghezza d���onda di emissione e l���intensit�� dipendono dalla ionizzazione di aminoacidi acidi (pKa = 4) e dell���istidina (pKa = 6.5 L���emissione a 440 nm proviene invece da un���eccitazione il cui massimo di eccitazione �� centrato a 350 nm, tipica di una struttura policiclica aromatica. Poich�� nessun colorante estrinseco viene isolato dalla matrice del green layer a seguito dei vari trattamenti, tale emissione potrebbe derivare da una modificazione posttraduzionale di aminoacidi le cui propriet�� spettrali suggeriscono la formazione di un prodotto di dimerizzazione della tirosina: la ditirosina. Questa struttura potrebbe essere la causa del cross-link che rende resistente il green layer alla degradazione da parte di agenti chimici ed enzimatici. La formazione di ditirosina come fenomeno post-traduzionale �� stato recentemente acquisito come un fenomeno di origine perossidativa attraverso la formazione di un radicale Tyr ed �� stato osservato anche in altri organismi caratterizzati da esoscheletro di tipo chitinoso, come gli insetti del genere Manduca sexta. Gli esperimenti di cristallizzazione in presenza di estratto di green layer ne hanno provato l���influenza sulla nucleazione dei cristalli. In presenza di CaCl2 avviene la precipitazione di CaCO3 nella fase calcitica, ma la conformazione romboedrica tipica della calcite viene modificata dalla presenza del peptide. Inoltre aumenta la densit�� dei cristalli che si aggregano a formare strutture sferiche di cristalli incastrati tra loro. Aumentando la concentrazione di peptide, le sfere a loro volta si uniscono tra loro a formare strutture geometriche sovrapposte. In presenza di Mg++, la deposizione di CaCO3 avviene in forma aragonitica. Anche in questo caso la morfologia e la densit�� dei cristalli dipendono dalla concentrazione dello ione e dalla presenza del peptide. �� interessante osservare che, in tutti i casi nei quali si sono ottenute strutture cristalline in presenza dell���estratto alcalino del green layer, i cristalli sono fluorescenti, a significare che il peptide �� incluso nella struttura cristallina e ne induce la modificazione strutturale come discusso in precedenza. Si osserva inoltre che le propriet�� spettroscopiche del peptide in cristallo ed in soluzione sono molto diverse. In cristallo non si ha assorbimento alla pi�� corta delle lunghezze d���onda disponibili in microscopia confocale (405 nm) bens�� a 488 nm, con emissione estesa addirittura sino al rosso. Questa �� un���indicazione, anche se preliminare, del fatto che la sua struttura in soluzione e in cristallo �� diversa da quella in soluzione. In soluzione, per un peptide il cui peso molecolare �� stimato tra 3500D (cut-off della membrana da dialisi) e 6500 D, la struttura ��, presumibilmente, totalmente random-coil. In cristallo, attraverso l���interazione con gli ioni Ca++, Mg++ e CO3 -- la sua conformazione pu�� cambiare portando, per esempio, ad una sovrapposizione delle strutture aromatiche, in modo da formare sistemi coniugati non covalenti (ring stacking) in grado di assorbire ed emettere luce ad energia pi�� bassa (red shift).

La gestione di sorgenti multiple di disturbo in AMP: il caso delle Isole Tremiti

La gestione di sorgenti multiple di disturbo in AMP: il caso delle Isole Tremiti Il seguente lavoro di tesi valuta l���efficacia di protezione di un���area marina protetta (AMP) sui popolamenti di differenti habitat compresi in zone a diverso regime di tutela. Questo tema �� molto sentito sia dal punto di vista scientifico, poich�� le AMP rappresentano uno esperimento di esclusione delle attivit�� antropiche ad ampia scala, sia dal punto di vista socio-economico per l���interesse che sono in grado di generare nelle comunit�� locali. Tuttavia, ad oggi, gli studi che abbiano dimostrato l���efficacia di protezione delle AMP sono pochi e sono per lo pi�� diretti sulle specie di maggior interesse commerciale. In generale, c����� un���evidente mancanza di protezione in molte AMP del Mediterraneo e di aree extra-mediterranee che pu�� essere attribuita a diversi fattori, tra cui le caratteristiche fisiche dei siti dove sono state istituite, le modalit�� di gestione e le numerose attivit�� illegali che vengono svolte all���interno dei loro confini. Inoltre, nelle aree protette, spesso, anche le attivit�� lecite non sono adeguatamente regolamentate, limitando ulteriormente il perseguimento degli obiettivi istitutivi e la tutela della biodiversit�� marina. Testare le ipotesi sull���efficacia di protezione delle AMP ��, quindi, di fondamentale importanza per capire quali tipi di impatti sono maggiormente presenti e per poter fornire agli Enti gestori informazioni utili per migliorare l���amministrazione delle AMP. In particolare, l���AMP dell���arcipelago delle Isole Tremiti, istituita da oltre venti anni, �� un���area protetta che presenta molte criticit��, come dimostrato in precedenti campagne di monitoraggio condotte dal Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Scienze del Mare (CoNISMa). In questo contesto, la presente tesi �� stata sviluppata con lo scopo di quantificare l���effetto della regolamentazione di diverse attivit�� umane sui popolamenti del subtidale, della frangia e delle praterie di Posidonia oceanica nell���AMP delle Isole Tremiti a diverse scale spaziali per un periodo di circa dieci anni. Questo lavoro, inoltre, rientra in un progetto finanziato dal Ministero dell���Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare al CoNISMa volto ad impostare un���attivit�� di monitoraggio sperimentale e di mitigazione in questa AMP. I campionamenti sono stati condotti tra Giugno e Settembre 2010 e i dati raccolti sono stati integrati a quelli ottenuti nei precedenti monitoraggi svolti nelle Isole Tremiti. I risultati hanno mostrato che: 1) ci sono differenze significative consistenti nel tempo tra il subtidale dell���isola di Pianosa e quello delle altre isole dell���arcipelago; 2) i popolamenti nella frangia di Pianosa, di San Domino e di Caprara non presentano differenze significative; 3) c����� un���elevata variabilit�� a scala di sito nelle praterie di Posidonia oceanica, ma non si osserva una differenza tra localit�� protette ed impattate. La differenza riscontrata nel subtidale tra zona a protezione integrale (Pianosa) e le altre isole dell���arcipelago (controlli) non �� per�� attribuibile ad un effetto della protezione. Infatti, il subtidale di Pianosa �� caratterizzato da un barren molto esteso con elevate percentuali di spugne rosse incrostanti, di alghe rodoficee incrostanti e di ricci di mare, mentre nelle isole di San Domino e di Caprara c����� una maggiore diversit�� data da alghe corallinacee articolate, alghe erette, idrozoi, ascidiacei e numerose spugne. Diversi fattori possono aver agito nel determinare questo risultato, ma molto probabilmente la cospicua attivit�� di pesca illegale che viene praticata a Pianosa combinata all���attivit�� di grazing degli erbivori, non controllati dai predatori, limita il recupero dei popolamenti. Al contrario, l���assenza di differenze nei popolamenti della frangia delle tre isole campionate fa ipotizzare la mancanza di impatti diretti (principalmente il calpestio) su questo habitat. Per quanto riguarda la Posidonia oceanica i risultati suggeriscono che si stia verificando un ancoraggio indiscriminato su tutte le praterie delle Isole Tremiti e che molto probabilmente si tratta di praterie in forte regressione, come indicano anche le ricerche condotte dall���Universit�� di Bari. C����� bisogno, tuttavia, di ulteriori studi che aiutino a comprendere meglio la variabilit�� nella riposta dei popolamenti in relazione alle diverse condizioni ambientali e al diverso sforzo di gestione. In conclusione, dai risultati ottenuti, emerge chiaramente come anche nell���AMP delle Isole Tremiti, ci sia una scarsa efficacia di protezione, cos�� come �� stato rilevato per la maggior parte delle AMP italiane. Per risolvere le costanti conflittualit�� che perdurano nelle Isole Tremiti e che non permettono il raggiungimento degli obiettivi istitutivi dell���AMP, �� assolutamente necessario, oltre che far rispettare la regolamentazione vigente incrementando il numero di guardacoste sull���isola durante tutto l���anno, procedere, eventualmente, ad una rizonizzazione dell���AMP e sviluppare un piano di gestione in accordo con la popolazione locale adeguatamente sensibilizzata. Solo in questo modo sar�� possibile ridurre le numerose attivit�� illegali all���interno dell���AMP, e, allo stesso tempo, rendere gli stessi cittadini una componente imprescindibile della conservazione di questo arcipelago.

Valutazione degli stock di alici (Engraulis encrasicolus) e sardine (Sardina pilchardus) con metodi di dinamica di popolazione

Il presente studio si occupa di indagare lo stato delle popolazioni di alici, Engraulis encrasicolus, e sardine, Sardina pilchardus, presenti nel Mar Adriatico Centrale e Settentrionale attraverso l���utilizzo di metodi di dinamica di popolazione. L���attenzione per queste specie �� dovuta alla loro importanza commerciale; sono, infatti, specie ���target��� della flotta peschereccia italiana, in particolare nell���area adriatica. I metodi di dinamica di popolazione sono uno degli aspetti pi�� importanti delle scienze della pesca. Attraverso lo stock assessment si possono acquisire informazioni sull���abbondanza in mare delle risorse nel tempo e nello spazio, nonch�� sulla mortalit�� dovuta all���attivit�� di pesca, che sono di primaria importanza per l���adozione di misure gestionali. I metodi di dinamica di popolazione esaminati e confrontati in questa tesi sono stati due: Virtual Population Analysis (VPA) e Integrated Catch-at-Age Analysis (ICA). Prima, per��, �� stato necessario esaminare le modalit�� con cui ottenere i dati di ���input���, quali: tassi di crescita delle specie, mortalit�� naturale, sforzo di pesca, dati di cattura. Infine, �� stato possibile ricostruire nel tempo la storia dello stock in questione e il suo stato attuale, dando indicazioni per lo sfruttamento futuro in un���ottica di conservazione dello stock stesso. Attraverso la determinazione della curva di crescita si sono potuti ottenere i parametri di crescita delle specie in esame, necessari per definire i tassi di mortalit�� naturale. L���abbondanza di questi stock �� stata valutata con i programmi Age Length Key (ALK) e Iterative Age Length Key (IALK). Nei programmi di stock assessment utilizzati si �� preferito utilizzare la stima di abbondanza calcolata con il primo metodo, in quanto pi�� rappresentativo dello stock in esame. Un parametro di fondamentale importanza e di difficile stima �� la mortalit��; in particolare, in questo studio ci siamo occupati di determinare la mortalit�� naturale. Questa �� stata determinata utilizzando due programmi: ProdBiom (Abella et al., 1998) e il sistema ideato da Gislason et al. (2008). Nonostante l���approccio conservativo suggerisca l���utilizzo dei valori ricavati da ProdBiom, in quanto pi�� bassi, si �� preferito utilizzare i tassi di mortalit�� naturale ricavati dalla seconda procedura. Questa preferenza �� stata determinata dal fatto che il programma ProdBiom consegna indici di mortalit�� naturale troppo bassi, se confrontati con quelli presentati in letteratura per le specie in esame. Inoltre, bench�� nessuno dei due programmi sia stato costruito appositamente per le specie pelagiche, �� comunque preferibile la metodologia ideata da Gislason et al. (2008), in quanto ottenuta da un esame di 367 pubblicazioni, in alcune delle quali erano presenti dati per queste specie. Per quanto riguarda i dati di cattura utilizzati in questo lavoro per il calcolo della Catch Per Unit Effort (CPUE, cio�� le catture per unit�� di sforzo), si sono utilizzati quelli della marineria di Porto Garibaldi, in quanto questa vanta una lunga serie temporale di dati, dal 1975 ad oggi. Inoltre, in questa marineria si �� sempre pescato senza imposizione di quote e con quantitativi elevati. Determinati questi dati �� stato possibile applicare i programmi di valutazione degli stock ittici: VPA e ICA. L���ICA risulta essere pi�� attendibile, soprattutto per gli anni recenti, in quanto prevede un periodo nel quale la selettivit�� �� mantenuta costante, riducendo i calcoli da fare e, di conseguenza, diminuendo gli errori. In particolare, l���ICA effettua i suoi calcoli considerando che i dati di cattura e gli indici di ���tuning��� possono contenere degli errori. Nonostante le varie differenze dei programmi e le loro caratteristiche, entrambi concordano sullo stato degli stock in mare. Per quanto riguarda l���alice, lo stock di questa specie nel Mar Adriatico Settentrionale e Centrale, altamente sfruttato in passato, oggi risulta moderatamente sfruttato in quanto il livello di sfruttamento viene ottenuto con un basso livello di sforzo di pesca. Si raccomanda, comunque, di non incrementare lo sforzo di pesca, in modo da non determinare nuove drastiche diminuzioni dello stock con pesanti conseguenze per l���attivit�� di pesca. Le sardine, invece, presentano un trend diverso: dalla met�� degli anni ottanta lo stock di Sardina pilchardus ha conosciuto un continuo e progressivo declino, che solo nell���ultimo decennio mostra un���inversione di tendenza. Questo, per��, non deve incoraggiare ad aumentare lo pressione di pesca, anzi bisogna cercare di mantenere costante lo sforzo di pesca al livello attuale in modo da permettere il completo ristabilimento dello stock (le catture della flotta italiana sono, infatti, ancora relativamente basse). Questo lavoro, nonostante i vari aspetti da implementare (quali: il campionamento, le metodologie utilizzate, l���introduzione di aspetti non considerati, come ad es. gli scarti,��� etc.) e le difficolt�� incontrate nel suo svolgimento, ha fornito un contributo di approfondimento sugli spinosi aspetti della definizione del tasso di mortalit�� naturale, individuando una procedura pi�� adatta per stimare questo parametro. Inoltre, ha presentato l���innovativo aspetto del confronto tra i programmi ICA e VPA, mostrando una buon accordo dei risultati ottenuti. E��� necessario, comunque, continuare ad approfondire questi aspetti per ottenere valutazioni sempre pi�� precise e affidabili, per raggiungere una corretta gestione dell���attivit�� di pesca e ai fini della preservazione degli stock stessi.

Studio preliminare sul comportamento acustico di Trichechus manatus in ambiente controllato presso Acquario di Genova

Il lamantino (Trichechus manatus) appartiene alla famiglia dei Trichechidae, vivono nel golfo del messico e lungo le coste Atlantiche dell���America centrale. Considerando i comportamenti abituali di questa specie in natura risulta essere difficoltoso investigare il comportamento sociale. Spesso gli individui che producono un suono non riescono ad essere identificati e quindi il contesto in cui un segnale viene prodotto rimane sconosciuto. L���osservazione ed il monitoraggio di individui in ambiente controllato pu�� portare un contributo considerevole nell���aumentare le conoscenze di questa specie. In questo studio abbiamo potuto osservare il comportamento di due giovani esemplari maschi mantenuti all���Acquario di Genova. In questo progetto di ricerca l���obbiettivo �� quello di caratterizzare i comportamenti giornalieri e quindi le abitudini dei due esemplari in esame; inoltre mediante l���analisi dei vocalizzi e dei contesti nei quali vengono prodotti i segnali, si �� cercato di individuare le abitudini acustiche di questi esemplari. Gli animali sono stati osservati per 8giorni per un totale di 192 ore di registrazioni acustiche e osservazioni comportamentali; i segnali sono stati registrati con l���ausilio di un idrofono su un PC, con un range di frequenza tra i 100Hz fino ai 22kHz. I segnali acustici cosi raccolti sono stati analizzati tramite Adobe Audition 3.0, che ha fornito le immagini dei vari spettri d���onda. Questi dati acustici e comportamentali hanno permesso di identificare 6 differenti pattern comportamentali e 10 tipologie di segnali acustici. L���analisi di questi dati hanno permesso di definire le abitudini comportamentali dei due esemplari le differenze e l���andamento della ���giornata tipo���. Confrontando i contesti comportamentali nei quali i segnali sono stati emessi si sono potuti evidenziare i momenti in cui i segnali vengono emessi e quindi quando avviene comunicazione tra questi due esemplari.

Progetto e valutazione di un protocollo MAC per reti wireless ad-hoc

Per dare supporto al traffico multimediale in una rete totalmente distribuita come le reti ad-hoc, il protocollo MAC deve fornire garanzie di QoS. L'IEEE ha sviluppato un standard per supportare le QoS chiamato 802.11e, facente parte della famiglia 802.11. Per dare supporto al QoS viene proposto un nuovo protocollo chiamato PAB che consiste in un accesso al canale preceduto da una serie di invii di burst, inviati alla stessa frequenza dei dati, che inibiscono la trasmissione di stazioni avente minore priorit��. Lo scopo di questo protocollo �� fornire servizi QoS, evitare starvation e fornire un accesso equo tra le stazioni.

Valutazione del rischio di incidente rilevante con contaminazione del suolo: il caso di un oleodotto.

Il presente lavoro di tesi si colloca nell���ambito della valutazione del rischio di incidente rilevante. Ai sensi della normativa europea (direttive Seveso) e del loro recepimento nella legislazione nazionale (D.Lgs. 334/99 e s.m.i.) un incidente rilevante �� costituito da un evento incidentale connesso al rilascio di sostanze pericolose in grado di causare rilevanti danni all���uomo e/o all���ambiente. Ora, se da un lato esistono indici di rischio quantitativi per il bersaglio ���uomo��� da tempo definiti e universalmente adottati nonch�� metodologie standardizzate e condivise per il loro calcolo, dall���altro non vi sono analoghi indici di rischio per il bersaglio ���ambiente��� comunemente accettati n��, conseguentemente, procedure per il loro calcolo. Mancano pertanto anche definizioni e metodologie di calcolo di indici di rischio complessivo, che tengano conto di entrambi i bersagli citati dalla normativa. Al fine di colmare questa lacuna metodologica, che di fatto non consente di dare pieno adempimento alle stesse disposizioni legislative, �� stata sviluppata all���interno del Dipartimento di Ingegneria Chimica, Mineraria e delle Tecnologie Ambientali dell���Universit�� degli Studi di Bologna una ricerca che ha portato alla definizione di indici di rischio per il bersaglio ���ambiente��� e alla messa a punto di una procedura per la loro stima. L���attenzione �� stata rivolta in modo specifico al comparto ambientale del suolo e delle acque sotterranee (falda freatica) ed ai rilasci accidentali da condotte di sostanze idrocarburiche immiscibili e pi�� leggere dell���acqua, ovvero alle sostanze cosiddette NAPL ��� Non Acqueous Phase Liquid, con propriet�� di infiammabilit�� e tossicit��. Nello specifico si sono definiti per il bersaglio ���ambiente��� un indice di rischio ambientale locale rappresentato, punto per punto lungo il percorso della condotta, dai volumi di suolo e di acqua contaminata, nonch�� indici di rischio ambientale sociale rappresentati da curve F/Vsuolo e F/Sacque, essendo F la frequenza con cui si hanno incidenti in grado di provocare contaminazioni di volumi di suolo e di superfici di falda uguali o superiori a Vsuolo e Sacque. Tramite i costi unitari di decontaminazione del suolo e delle acque gli indici di rischio ambientale sociale possono essere trasformati in indici di rischio ambientale sociale monetizzato, ovvero in curve F/Msuolo e F/Macque, essendo F la frequenza con cui si hanno incidenti in grado di provocare inquinamento di suolo e di acque la cui decontaminazione ha costi uguali o superiori a Msuolo ed Macque. Dalla combinazione delle curve F/Msuolo e F/Macque �� possibile ottenere la curva F/Mambiente, che esprime la frequenza degli eventi incidentali in grado di causare un danno ambientale di costo uguale o superiore a Mambiente. Dalla curva di rischio sociale per l���uomo ovvero dalla curva F/Nmorti, essendo F la frequenza con cui si verificano incidenti in grado di determinare un numero di morti maggiore o uguale ad Nmorti, tramite il costo unitario della vita umana VSL (Value of a Statistical Life), �� possibile ottenete la curva F/Mmorti, essendo F la frequenza con cui si verificano incidenti in grado di determinare un danno monetizzato all���uomo uguale o superiore ad Mmorti. Dalla combinazione delle curve F/Mambiente ed F/Mmorti �� possibile ottenere un indice di rischio sociale complessivo F/Mtotale, essendo F la frequenza con cui si verifica un danno economico complessivo uguale o superiore ad Mtotale. La procedura ora descritta �� stata implementata in un apposito software ad interfaccia GIS denominato TRAT-GIS 4.1, al fine di facilitare gli onerosi calcoli richiesti nella fase di ricomposizione degli indici di rischio. La metodologia �� stata fino ad ora applicata ad alcuni semplici casi di studio fittizi di modeste dimensioni e, limitatamente al calcolo del rischio per il bersaglio ���ambiente���, ad un solo caso reale comunque descritto in modo semplificato. Il presente lavoro di tesi rappresenta la sua prima applicazione ad un caso di studio reale, per il quale sono stati calcolati gli indici di rischio per l���uomo, per l���ambiente e complessivi. Tale caso di studio �� costituito dalla condotta che si estende, su un tracciato di 124 km, da Porto Marghera (VE) a Mantova e che trasporta greggi petroliferi. La prima parte del lavoro di tesi �� consistita nella raccolta e sistematizzazione dei dati necessari alla stima delle frequenze di accadimento e delle conseguenze per l���uomo e per l���ambiente degli eventi dannosi che dalla condotta possono avere origine. In una seconda fase si �� proceduto al calcolo di tali frequenze e conseguenze. I dati reperiti hanno riguardato innanzitutto il sistema ���condotta���, del quale sono stati reperiti da un lato dati costruttivi (quali il diametro, la profondit�� di interramento, la posizione delle valvole sezionamento) e operativi (quali la portata, il profilo di pressione, le caratteristiche del greggio), dall���altro informazioni relative alle misure di emergenza automatiche e procedurali in caso di rilascio, al fine di stimare le frequenze di accadimento ed i termini ���sorgente��� (ovvero le portate di rilascio) in caso di rotture accidentali per ogni punto della condotta. In considerazione delle particolarit�� della condotta in esame �� stata sviluppata una procedura specifica per il calcolo dei termini sorgente, fortemente dipendenti dai tempi degli interventi di emergenza in caso di rilascio. Una ulteriore fase di raccolta e sistematizzazione dei dati ha riguardato le informazioni relative all���ambiente nel quale �� posta la condotta. Ai fini del calcolo del rischio per il bersaglio ���uomo��� si sono elaborati i dati di densit�� abitativa nei 41 comuni attraversati dall���oleodotto. Il calcolo dell���estensione degli scenari incidentali dannosi per l���uomo �� stato poi effettuato tramite il software commerciale PHAST. Allo scopo della stima del rischio per il bersaglio ���ambiente��� �� stata invece effettuata la caratterizzazione tessiturale dei suoli sui quali corre l���oleodotto (tramite l���individuazione di 5 categorie di terreno caratterizzate da diversi parametri podologici) e la determinazione della profondit�� della falda freatica, al fine di poter calcolare l���estensione della contaminazione punto per punto lungo la condotta, effettuando in tal modo l���analisi delle conseguenze per gli scenari incidentali dannosi per l���ambiente. Tale calcolo �� stato effettuato con il software HSSM - Hydrocarbon Spill Screening Model gratuitamente distribuito da US-EPA. La ricomposizione del rischio, basata sui risultati ottenuti con i software PHAST e HSSM, ha occupato la terza ed ultima fase del lavoro di tesi; essa �� stata effettuata tramite il software TRAT-GIS 4.1, ottenendo in forma sia grafica che alfanumerica gli indici di rischio precedentemente definiti. L���applicazione della procedura di valutazione del rischio al caso dell���oleodotto ha dimostrato come sia possibile un���analisi quantificata del rischio per l���uomo, per l���ambiente e complessivo anche per complessi casi reali di grandi dimensioni. Gli indici rischio ottenuti consentono infatti di individuare i punti pi�� critici della condotta e la procedura messa a punto per il loro calcolo permette di testare l���efficacia di misure preventive e protettive adottabili per la riduzione del rischio stesso, fornendo al tempo gli elementi per un���analisi costi/benefici connessa all���implementazione di tali misure. Lo studio effettuato per la condotta esaminata ha inoltre fornito suggerimenti per introdurre in alcuni punti della metodologia delle modifiche migliorative, nonch�� per facilitare l���analisi tramite il software TRAT-GIS 4.1 di casi di studio di grandi dimensioni.