Stima dell'impatto ambientale delle tecnologie dell'informazione e della comunicazione

Nel nuovo secolo l’uomo sta cercando di affrontare le problematiche del cambiamento climatico, che purtroppo sta già provocando fenomeni di frequenza ed intensità mai visti. Fra i diversi metodi per provare a mitigare le emissioni di gas serra vi è quello di sfruttare il settore delle Informations and Communications Technologies (ICT). Complessivamente si stima che le ICT consumino l’8-10% di elettricità in Europa e che siano responsabili del 4% delle emissioni di carbonio del continente. Questo lavoro analizza la letteratura scientifica che si è occupata degli studi relativi ai consumi ed alle emissioni legate alle ICT. L’analisi dell’impatto ambientale viene svolta tramite il metodo Life Cycle Assessment (LCA). Nella prima parte di questa tesi si analizzano le impronte di carbonio di diversi prodotti o servizi degni di nota fino ad arrivare in generale a tutto il settore delle ICT. Nella seconda, si valutano gli impatti ambientali di sistemi implementati con le ICT comparati con altri considerati tradizionali. In questo studio, vengono analizzati i benefici e le criticità del metodo di valutazione LCA usato per studiare le ICT. Gli studi con questa tecnica sono basati sempre e solo su un modello matematico, per cui dipendono dalle ipotesi dello studio e sono associati ad una sostanziale incertezza che va considerata nell’analisi finale. Per questo motivo, applicando questo metodo al singolo prodotto, i risultati possono essere utili per fornire una base di dati per futuri studi, considerando, tuttavia, che non si può definire in maniera rigida l’impatto per ogni prodotto. Piuttosto, l’LCA è risultata più efficace per fare una comparazione tra scenari ICT e non ICT per valutare come si possa usare la tecnologia per mitigare l’impatto ambientale. Le ICT sono il presente ed il futuro della società ed è proprio per questo che è necessario monitorarle e svilupparle consapevolmente, perché per quanto l’impatto ambientale di esse possa sembrare basso, non è mai nullo.

Innovazioni in diagnostica endoscopica: nuove tecnologie e loro gestione

Il seguente lavoro ha l’obiettivo di mettere in evidenza le varie metodiche che vengono utilizzate per la diagnosi di tutte le malattie che riguardano l’apparato digerente, esaminando le varie tecnologie, la loro manutenzione e il ruolo che l’ingegnere clinico assume in questa tecnologia. In particolare, ho approfondito la video capsula endoscopica, l’ultima tecnologia all’avanguardia verso la quale si stanno concentrando gli studi. La tematica affrontata riguarda la strumentazione utilizzata nell’Endoscopia Digestiva, che utilizza attualmente endoscopi flessibili per visualizzare il sistema digerente. Gli endoscopi fanno parte dell’area diagnostica per bioimmagini, utilizzano quindi apparecchiature biomediche per catturare immagini delle strutture biologiche, potendo così valutare le diverse patologie o le condizioni degli organi stessi. Grazie agli studi e al progredire della scienza, è oggi possibile catturare immagini dinamiche e radiologiche, non più solo statiche e unicamente anatomiche. Alcune di queste tecnologie, così come gli endoscopi e gli ecografi, oltre alla capacità diagnostica, hanno sviluppato la possibilità di intervenire direttamente durante l’esame endoscopico, aiutando la terapia di alcune patologie. Per quanto riguarda la video capsula endoscopica, la possibilità di eseguire biopsie si sta sviluppando, e sono già presenti modelli concreti per il raggiungimento di questo obiettivo. Col passare del tempo si è ridotta notevolmente anche l’invasività dell’esame, che ha portato ad un aumento del numero di prestazioni, dotazione di endoscopi e di tutte le altre attrezzature ad esso associate. Lo sviluppo di queste tecnologie ha portato benefici anche alla qualità della prevenzione e del trattamento di queste patologie. Attualmente queste tecnologie sono indispensabili all’interno di un complesso ospedaliero, ed è per questo che è diventata necessaria anche una loro manutenzione continua, che comporta fattori organizzativi e gestionali.

Modifica al capitolato anas per la salvaguardia degli impatti ambientali delle strade

L’economia e l’ambiente sono da sempre considerati come i due elementi di una relazione inevitabile quanto difficile: il mercato, con i meccanismi concorrenziali ad esso connaturati, è visto come nemico dell’ambiente in quanto per le imprese, gli interessi puramente economici e di profitto prevalgono sulla tutela ambientale; l’ambiente invece frena il progresso tecnologico, pone vincoli allo sfruttamento delle risorse ambientali e condiziona lo sviluppo economico, il quale vuole aiutare a migliorare il tenore di vita della collettività. Pertanto tale tesi ha lo scopo di proporre modifiche all’attuale capitolato prestazionale dell’ANAS, tenendo conto delle politiche di “green economy” che orientano ad una nuova economia fatta di alleanza tra soggetti sociali ed istituzionali, di innovazione in ricerca, processi di produzione più sostenibili e di identità territoriale, tale da saper creare occupazione, rafforzare la comunità locale e dialogare nei mercati globali. È chiaro che, per quanto tali proposte possano delineare nuovi scenari comunitari in materia di appalti, si ha che la rivoluzione culturale nella visione e gestione del territorio potrà continuare a migliorare il rapporto tra qualità della vita e dell’ambiente. Quindi voglia essere, questa tesi, uno sprono anche alle nuove generazioni, le quali dovranno essere educate a considerare la “risorsa” come un bene da tutelare, da conservare e da utilizzare con oculatezza e ad integrare il “principio di responsabilità” verso l’ambiente con quello della “libertà” di godere delle risorse dell’ambiente stesso.

Progettazione di un sistema di taratura per dispositivi di misura delle tensioni residue mediante hole-drilling

Nel seguente elaborato è stato sviluppato un metodo di validazione per dispositivi di misura delle tensioni residue mediante la tecnica dell'hole drilling. Esso si basa sul confronto tra tensioni residue ottenute per via teorica e sperimentale su un provino soggetto a carico imposto. Inizialmente si è proceduto attraverso lo studio della normativa di riferimento ASTM E837-20. In essa viene definito il metodo sperimentale di esecuzione dei test di hole drilling e di calcolo delle tensioni residue. In seguito è stata progettata un'attrezzatura di prova in grado di indurre un gradiente di tensione noto nello spessore del provino sollecitato. L'attrezzatura di prova in questione è stata verificata sia mediante calcoli numerici, che mediante software di simulazione agli elementi finiti. La fase di prototipazione seguente ha consentito di realizzare l'attrezzatura necessaria per l'esecuzione dei test sperimentali. Le forature sono state effettuate prima su provini scarichi, al solo scopo di scongiurare la presenza di tensioni residue e, in seguito, su provini soggetti a momento flettente noto. Le deformazioni ottenute tramite le letture degli estensimetri sono state impiegate per il calcolo delle tensioni secondo normativa ASTM E837-20. infine è stato possibile valutare l'efficacia del metodo paragonando tali risultati con quelli teorici.

ALBARUS. Il recupero di un nucleo rurale abbandonato all'interno di un programma di riqualificazione e valorizzazione del Parco Storico di Monte Sole.

La tesi si incentra sulla grande varietà di tipologie edilizie dell’insediamento appenninico che in passato non sono state coinvolte nelle dinamiche e nelle strategie politiche di sviluppo ma sono state protagoniste di avvenimenti bellici e di stragi che le hanno trasformate in veri e propri luoghi di memoria. Tale riflessione prende in considerazione il Parco Storico di Monte Sole, cuore dell’Appennino bolognese. Infatti, i manufatti edilizi di queste aree sono testimonianze che l’epoca ha tramandato senza interrogarsi sulla loro utilizzazione futura e che, ad oggi, risultano avulse dal loro valore originario. La tesi propone di rivitalizzare e rifunzionalizzare questi luoghi, per trasformali in nuovi poli attrattori del territorio. Dopo una prima parte di introduzione e di analisi sull’area del Parco, per contribuire a far crescere una più matura consapevolezza del valore culturale degli antichi edifici, viene realizzato un abaco di tutti i beni culturali presenti all’interno dell’area di studio. Nella parte di progetto, sono state individuate alcune priorità progettuali suddivise in maniera tematica, in relazione alle modalità di intervento per la gestione del territorio e la sua tutela. Questi lineamenti strategici sono stati poi applicati ad un ambito di intervento che ha favorito la comprensione della direzione verso cui è necessario impostare la pianificazione operativa. Viene poi preso in considerazione come caso studio specifico il nucleo rurale di Albereda, un insediamento abbandonato caratterizzato da un’antica casa-torre, che viene approfondito con un’ipotesi progettuale volta alla sua riqualificazione e valorizzazione, attraverso l’inserimento e l’innesto di nuovi volumi. Tenendo conto dell’ambito fluviale in cui si inserisce, viene inoltre pianificato un ponte ciclopedonale per mettere in collegamento le sponde opposte del fiume Reno. La rappresentazione è affidata a piante architettoniche, sezioni, viste assonometriche e viste prospettiche.

Stato dell'arte di scaffold ottenuti mediante tecnologie additive ed elettrofilatura per la rigenerazione del tessuto muscolo-scheletrico

Il sistema muscolo scheletrico è costituito dall’insieme di ossa, cartilagini e tessuti molli come muscoli, tendini e legamenti, che presentano una diversa struttura e differenti proprietà meccaniche tra loro. La sua principale funzione è quella di fornire supporto, forma e garantire il movimento fisiologico del corpo. Per questa ragione, il sistema muscolo scheletrico e continuamente sollecitato e di conseguenza molto soggetto a traumi o infortuni. Un’alternativa all’approccio chirurgico tradizionale è l’ingegneria tissutale che permette di creare scaffold in grado di promuovere la rigenerazione dei tessuti naturali. Negli ultimi decenni si è riscontrato un forte incremento dell’utilizzo della stampa 3D e dell’elettrofilatura come tecniche di fabbricazione di questi scaffold grazie ai loro diversi vantaggi. La stampa 3D presenta diversi benefici, tra cui la possibilità di creare costrutti personalizzati in grado di riprodurre similmente la geometria del tessuto nativo con efficienza dei costi e tempi di produzione ridotti rispetto alle tecniche tradizionali. Tuttavia, questa tecnica presenta ancora una limitata risoluzione sufficiente, ad esempio, per riprodurre la struttura e le proprietà del tessuto osseo, ma non idonea al raggiungimento della scala nanometrica, tipica dei tessuti fibrosi muscolo scheletrici. Al contrario, l’elettrofilatura è in grado di produrre fibre nanometriche che riescono a mimare la matrice extracellulare di questi tessuti. Tuttavia, si riscontrano ancora alcune difficoltà nel controllare la struttura tridimensionale e le proprietà meccaniche di questi scaffold nella scala micro e macrometrica. Lo scopo di questa tesi è quello di analizzare gli studi che utilizzano un approccio combinato tra stampa 3D ed elettrofilatura per la produzione di scaffold per la rigenerazione del tessuto muscolo scheletrico, definendo lo stato dell’arte dei vari processi di produzione e le possibili prospettive future.

I ruderi dell'antico borgo di Caprara. Il recupero di un nucleo rurale abbandonato all'interno di un programma di riqualificazione e valorizzazione del Parco Storico di Monte Sole.

La tesi prende in considerazione un grande patrimonio edilizio spesso, a torto, considerato “minore”, ovvero quello rappresentato dalle abitazioni rurali del territorio collinare e montano della provincia di Bologna. Nella vastità dell’edificato montano la riflessione concerne un territorio rappresentativo della natura e della memoria: il Parco Storico di Monte Sole. Quest’area appenninica fu teatro d’orrore durante la Seconda Guerra che ha determinato un pressoché totale abbandono della zona, ad oggi, disseminata di antichi edifici rurali fatiscenti. La tesi propone una valorizzazione delle preesistenze architettoniche e della viabilità tramite una loro rifunzionalizzazione e messa a sistema, attraverso un confronto che non vuole occultare il passato, operando una frattura con esso, ma che possa evidenziare l’entità di questo luogo simbolico, emblematico di un paesaggio storico eccezionale. Dopo una prima parte di ricerca e analisi, viene proposta una catalogazione di tutte le tipologie edilizie, all’interno del Parco Storico di Monte Sole, con interesse storico-testimoniale. Segue la definizione di lineamenti strategici (relativi al: sistema vegetale e agricolo, viario ed escursionistico, contesto architettonico e sistema insediativo) applicabili sull’intera estensione del territorio e la loro relativa applicazione su un ambito di intervento più circoscritto al fine di poterne evidenziare in modo chiaro e funzionale gli aspetti progettuali. Successivamente, viene preso in considerazione come caso studio l’antico borgo di Caprara, ad oggi, un complesso di ruderi relativo al contesto montano che sarà approfondito con un’ipotesi progettuale volta alla sua riqualificazione e valorizzazione. E’ all’innesto che viene affidato il compito di dialogare con le rovine attraverso una molteplicità di linguaggi e relazioni. Questa situazione puntuale viene rappresentata tramite l’utilizzo di piante, sezioni, viste assonometriche e viste prospettiche renderizzate.

L'artivismo di Giacomo Verde: come l'arte in video può cambiare le prospettive individuali e sociali

Ho deciso di approfondire la figura di Giacomo Verde. Nel primo capitolo s’intende inquadrare il periodo storico nel quale Verde si è inserito e le correnti storiche che ha attraversato. Il secondo capitolo è dedicato all’arte ludica e in particolare, all’invenzione del Teleracconto (1989) per il gruppo Giallo Mare Minimal Teatro. Dalla Storia di Hansel e Gretel a Bit il burattino ai racconti illustrati con gli ologrammi, ad altri progetti in video, Verde sposta l’attenzione dell’arte dall’oggetto al soggetto. Nel terzo capitolo, si farà riferimento a ciò che ha segnato nel profondo la sua carriera: l’Artivismo. Il suo significato e come viene applicato alla vita pratica. Con questo percorso si ha l’auspicio che la voglia di battersi per un valore, per un cambiamento sociale non sia solo simbolico. Concretizzare può essere un atto difficile da perseguire ed è per questo che ci vengono incontro gli strumenti e le persone; con l’arte in video si scatena un po' lo stesso meccanismo: arte fatta di dispositivi tecnologi che coniugano più aspetti della vita umana: primo fra tutti quello emozionale. Alla luce di queste premesse e per concludere l’excursus su un artista poliedrico, ho deciso di somministrare un sondaggio a campione parziale. Ispirata dalle esperienze passate e dalla prefazione di Antonio Caronia in Artivismo tecnologico. Scritti e interviste su arte, politica, teatro e tecnologie (2007), mi sono chiesta cosa ne pensassero gli altri circa il rapporto tra arte e politica, quanto questi si sentano influenzati da una società che comunica quasi esclusivamente attraverso le immagini. Verde, in fondo, con la sua poetica, insegna che l’arte, per essere incline alla condivisione e accessibile a tutti, deve essere anche fatta dalle persone.

Configurazioni geometriche e funzionali dei dispositivi elettronici di confinamento del plasma nei reattori a fusione a geometria tokamak

Il continuo aumento del consumo energetico e l’aggravarsi delle condizioni climatiche hanno incrementato la necessità di una produzione più intensa e meno inquinante. Tra le numerose alternative energetiche che si possono annoverare, quella di particolare interesse `e la fusione nucleare. Nello specifico si analizzerà una ben determinata tipologia di prototipi di reattori, la configurazione Tokamak a confinamento elettromagnetico del plasma.

Caratterizzazione e miglioramento del sistema isolante per macchine elettriche per autotrazione

La forte espansione del mercato della mobilità elettrica degli ultimi anni ha portato sotto i riflettori nuove esigenze, tecnologie e problematiche per il Power Train di questi veicoli. L’attenzione all’affidabilità del motore elettrico è ormai al pari di quella verso prestazioni, efficienza e costi. Al fine di garantire una vita utile al motore congrua con quella del veicolo, che si attesta tra mediamente tra i 5 e i 10 anni, è necessario conoscere attentamente quali sono le criticità del sistema isolante (EIS) della macchina. All’interno di questo ambito, questa tesi si è concentrata sull’analisi dei diversi componenti che costituiscono l’EIS dello statore di un motore elettrico impiegato in una super car ibrida. Il primo passo è stato caratterizzare i sottocomponenti dello statore, a partire dai fili (Litz Wires) con cui sono realizzati i suoi avvolgimenti. I tempi di endurance dei fili sotto attività di scarica parziale (PD) nell'ordine dei minuti hanno dimostrato la necessità di operare in assenza di scariche. Per questo motivo è stato studiato l'andamento del PDIV sotto diverse forme d'onda e per provini invecchiati termicamente. Lo studio è stato poi esteso allo statore completo, sottoponendo l’EIS a cicli di invecchiamento, al fine di diagnosticare, attraverso prove elettriche, se le sue prestazioni restano accettabili per l’interezza della vita prevista dall’applicazione. In conclusione, sono state trattate le problematiche della qualifica dell’EIS completo di un motore elettrico. È stata proposta una soluzione per realizzare un sistema idoneo a sottoporre lo statore da invecchiare a stress elettrico e termico contemporaneamente. Gli studi effettuati in merito hanno dimostrato la fattibilità ed i benefici di questo sistema, permettendo di rispecchiare al meglio le condizioni di servizio della macchina, con l’obiettivo di perfezionare le attuali procedure di qualifica.

Indicatori di rischio di scompenso cardiaco in pazienti con dispositivi impiantabili e in monitoraggio remoto

L'incidenza complessiva dell'insufficienza cardiaca a livello globale sta aumentando, sia a causa della crescente aspettativa di vita per i pazienti che ricevono una diagnosi, sia per un progressivo invecchiamento della popolazione. Nonostante i continui progressi clinici, questa patologia continua ad avere una alta mortalità e a causare una forte sintomatologia nei pazienti che ne sono affetti. Per questo motivo e per il forte peso che questa patologia ha sulla sanità si è reso necessario cercare di prevenire eventi di scompenso cardiaco o di peggioramento della condizione di insufficienza cardiaca. Questo elaborato si sofferma inizialmente sull'insufficienza cardiaca, sulla sua patologia, le sue classificazioni, la sua epidemiologia e sui dispostivi impiantabili utilizzati nel trattamento di quest'ultima. Successivamente sono stati analizzati cinque studi clinici longitudinali, di cui uno monoparametrico e gli altri multiparametrici, caratterizzati dal monitoraggio remoto di alcuni parametri vitali con l'obiettivo di individuare, e quindi prevenire, eventi avversi o un peggioramento della condizione di insufficienza cardiaca.

Analisi e nuove applicazioni delle Real-time Silent Speech BCIs

Il fatto che il pensiero sia più rapido della comunicazione verbale o scritta è un concetto ormai consolidato. Ricerche recenti, però, si stanno occupando di sviluppare nuove tecnologie in grado di tradurre l’attività neurale in parole o testi in tempo reale. È proprio questo il campo delle Real-time Silent Speech Brain-Computer Interfaces, ovvero sistemi di comunicazione alternativi, basati sulla registrazione e sull’interpretazione di segnali neurali, generati durante il tentativo di parlare o di scrivere. Queste innovazioni tecnologiche costituiscono un traguardo fondamentale per la vita delle persone con paralisi o con patologie neurologiche che determinano l’inabilità a comunicare. L’obiettivo di questo elaborato è quello di descrivere due applicazioni innovative nell’ambito delle Real-time Silent Speech-BCIs. I metodi di BCI confrontati nel presente elaborato sintetizzano il parlato attraverso la rilevazione invasiva o parzialmente invasiva dell’attività cerebrale. L’utilizzo di metodi invasivi per la registrazione dell’attività cerebrale è giustificato dal fatto che le performance di acquisizione del segnale ottenute sono tali da controbilanciare i rischi associati all’operazione chirurgica necessaria per l’impianto. Le tecniche descritte sfruttano delle Reti Neurali Ricorrenti (RNNs), che si sono dimostrate le più efficaci nel prevedere dati sequenziali. Gli studi presentati in questa tesi costituiscono un passaggio fondamentale nel progresso tecnologico per il ripristino della comunicazione in tempo reale e sono i primi a riportare prestazioni di sintesi paragonabili a quelle del linguaggio naturale.

Reti Generative Avversarie nel contesto di servizi di rete sociale: un caso di studio

L’intelligenza artificiale è senza dubbio uno degli argomenti attualmente più in voga nel mondo dell’informatica, sempre in costante evoluzione ed espansione in nuovi settori. In questa elaborato progettuale viene combinato l’argomento sopracitato con il mondo dei social network, che ormai sono parte integrante della quotidianità di tutti. Viene infatti analizzato lo stato dell’arte attuale delle reti neurali, in particolare delle reti generative avversarie, e vengono esaminate le principali tipologie di social network. Su questa base, infatti, verrà realizzato un sistema di rete sociale completo nel quale una GAN sarà proprio la protagonista, sfruttando le più interessanti tecnologie attualmente disponibili. Il sistema sarà disponibile sia come applicativo per dispositivi mobile che come sito web e introdurrà elementi di gamification per aumentare l’interazione con l’utente.

Conversione e ri-funzionalizzazione del Mercato Coperto di Rimini

La città di Rimini negli anni della Ricostruzione, a causa delle ampie distruzioni e alla crescita del turismo, è stata sottoposta ad un processo di compromissione dell’identità storica e d’impoverimento del patrimonio architettonico esistente. La tesi verte nell’elaborazione di una proposta progettuale di conversione e rifunzionalizzazione del Mercato Coperto di Rimini, appartenente al centro storico della città, in cui diverse stratificazioni del palinsesto architettonico sono parzialmente sopravvissute all’opera di speculazione edilizia. Col fine di comprendere le diverse stratificazioni presenti all’interno dell’area d’intervento, si è svolta un’analisi storica, individuando come la frammentazione dell’attuale contesto sia debitrice alla mancanza di un piano organico di ricostruzione. Indentificando l’edificio del Mercato Coperto come il fabbricato con le maggiori problematiche all’interno dell’area, si è quindi proceduto ad analizzare il tema architettonico del mercato coperto, approfondendo lo sviluppo dei diversi modelli storici ed analizzando come lo scenario attuale sia in parte debitore al processo di specializzazione che ha coinvolto questo tipo di spazi. La proposta progettuale verte sul superamento dell’attuale modello di riferimento adottato dal Mercato Coperto, che rifiuta il dialogo con il contesto circostante, acuendo le problematiche intrinseche di esso. Gli spazi interni sono stati convertiti grazie all’inserimento di nuovi volumi, capaci di ospitare un mercato coperto, una biblioteca e una piazza coperta, rielaborando in ottica moderna la coesistenza di funzioni sociali e commerciali tipiche dei modelli di riferimento più antichi. All’esterno l’edificio è stato dotato di spazi di mediazione con il contesto grazie alla trasformazione dell’involucro edilizio e all’inserimento velari mobili che definiscono una nuova piazza a disposizione della comunità e un nuovo ingresso, capace di risolvere la tensione con il patrimonio storico preesistente.

Analisi dello stato dell’arte di scaffold biomimetici mediante l'utilizzo di tecnologie additive per la rigenerazione del tessuto osseo

Ogni giorno, nel mondo, si verificano migliaia di fratture ossee e la maggior parte di esse, con il passare del tempo, riescono a rimarginarsi in modo autonomo. In casi più importanti, le fratture ossee necessitano di interventi chirurgici. Per queste motivazioni, affianco ad autoinnesti, alloinnesti e xenoinnesti, negli ultimi anni si è iniziato a parlare in modo sempre più frequente di ingegneria tissutale. In questo tipo di ingegneria, vengono sviluppate delle impalcature in grado di emulare il tessuto osseo naturale. Lo scopo di questa tesi è analizzare le varie tipologie di produzione di scaffold ossei che si ottengono attraverso la tecnologia della stampa 3D. Nella parte introduttiva dell’elaborato, viene inserita una descrizione del tessuto osseo visto sia dal punto di vista cellulare e della composizione, sia dal punto di vista delle proprietà meccaniche. Successivamente, parlando di medicina rigenerativa, vengono descritti i mezzi di osteosintesi, gli innesti e le impalcature, o scaffold, da impiantare nel sito di interesse. Per quanto riguarda gli scaffold, devono soddisfare diversi requisiti, tra cui la biomimetica, la compatibilità con l’attività cellulare, requisiti di progettazione e proprietà meccaniche adeguate. Tali scaffold possono essere realizzati attraverso diverse geometrie interne. Nella seconda parte dell’elaborato, vengono analizzate le geometrie a cubo semplice, a cubo a faccia centrata/a diamante, a cubo a corpo centrato, a dodecaedro rombico, a traliccio di ottetto, a cubo troncato, modellate attraverso il metodo delle superfici minime triplamente periodiche e con tassellatura di Voronoi. Per i vari articoli analizzati sono stati investigati i metodi di produzione e i risultati ottenuti confrontando vantaggi e svantaggi fra le differenti geometrie.