Skeletal abnormalities in humpback whales Megaptera novaeangliae stranded in the Brazilian breeding ground

Skeletal tissues of 49 humpback whales Megaptera novaeangliae that stranded between 2002 and 2011 along the Abrolhos Bank seashore and its adjacent waters in Brazil were studied. Twelve (24.5%) animals presented pathological changes in one or more bones. Degenerative changes and developmental malformations were most frequent (10.2% each), followed by inflammatory/infectious and traumatic lesions (8.2% each). Infectious diseases led to severe lesions of the caudal vertebrae of 2 whales. In one of these individuals, the lesions involved 6 caudal vertebrae, leading to ankylosis of 3 vertebrae. Degenerative changes were observed in the vertebral columns of 3 animals, involving the joints of 13 ribs of 1 individual, and in the humerus of 1 whale. Traumatic lesions, such as osseous callus in the ribs, were observed in 4 animals. In 1 whale, the rib showed severe osteomyelitis, possibly resulting from the infection of multiple fractures. Developmental abnormalities such as spina bifida on 3 cervical vertebrae of 1 whale, fusion of spinal processes on thoracic vertebrae of 1 individual and fusion of the first 2 ribs unilaterally or bilaterally in 4 animals were found. Chronic infectious conditions found in the axial skeleton may have restrained spinal mobility and had detrimental effects on the general health of the animals, contributing to stranding and death. To our knowledge, this is the first systematic study on skeletal lesions in stranded humpback whales.

Assessment of Stent Strut Endothelialization in Iliac Arteries of Rabbits

Background: Fast post-implantation stent endothelialization is desirable for theoretically reducing the possibility of stent thrombosis. Objective: To evaluate the extent of sirolimus-eluting stent strut endothelialization (delivered from the luminal and abluminal aspects or abluminal aspect only) in the iliac arteries of rabbits. Methods: The iliac arteries of 10 rabbits were implanted with four sirolimus-eluting stents in the luminal and abluminal aspects, three sirolimus-eluting stents in the abluminal aspect, six polymer-coated stents, and four uncoated stents. After four weeks, the rabbits were euthanized and scanning electron microscopy was performed to quantify the area of exposed stent strut as well as the percentage of endothelialization. Results: The area (mean +/- SD) (mm(2)) of exposed uncoated stent struts, polymer-coated stents, sirulimus-eluting stent in the abluminal and luminal aspects and sirolimus-eluting stent in the abluminal aspect was 0.12 +/- 0.08, 0.09 +/- 0.12, 0.60 +/- 0.67 and 0.05 +/- 0.04, respectively (p = 0.120). The percentage of endothelialization (mean +/- SD) (%) of uncoated stents, polymer-coated stents, sirolimus-eluting stents in the luminal and abluminal aspects and sirolimus-eluting stents in the abluminal aspect was 99 +/- 01, 99 +/- 0. 97 +/- 03 and 99 +/- 0, respectively (p = 0.133). Conclusion: After four weeks of implantation in the iliac arteries of rabbits, both the sirolimus-eluting stents in the luminal plus abluminal aspects and those in the abluminal aspect only showed stent strut endothelialization rates similar to those of the other types of non-drug eluting stents. (Arq Bras Cardiol 2012;99(6):1123-1128)

Qualitative study of young, adult, and aged wistar rats temporomandibular synovial membrane employing light, scanning, and transmission electron microscopy

The aim of this study was to analyze the rat temporomandibular joint (TMJ) synovial membrane at different ages using light, scanning, and transmission electron microscopy. Under light microscopic analysis, the TMJ structures were observed such as condyle, capsule, disk, the synovial membrane collagen type, and cells distribution. In the scanning electron microscopy, the synovial membrane surface exhibited a smooth aspect in young animals and there was an increase with ageing in the number of folds. The transmission electron microscopic analysis showed more synoviocytes in the synovial layer in the young group and still a great number of vesicles and cisterns dilation of rough endoplasmic reticulum in the aged group. In the three groups, a dense layer of collagen fibers in the synovial layer and cytoplasmic extensions were clearly seen. It was possible to conclude that synovial membrane structures in aged group showed alterations contributing to the decrease in joint lubrication and in the sliding between disk and joint surfaces. These characteristic will reflect in biomechanics of chewing, and may cause the TMJ disorders, currently observed in clinical processes. Microsc. Res. Tech. (c) 2012 Wiley Periodicals, Inc.

Avaliação da endotelização de hastes de stents em artérias ilíacas de coelhos

FUNDAMENTO: A rápida endotelização pós-implante de stent é ocorrência desejável por teoricamente reduzir a possibilidade de trombose do stent. OBJETIVO: Avaliar a extensão da endotelização de hastes de stents eluidores de sirolimus (liberados da face luminal e abluminal e abluminal exclusivamente) em artérias ilíacas de coelhos. MÉTODOS: Foram implantados em artérias ilíacas de 10 coelhos quatro stents eluidores de sirolimus na face luminal e abluminal, três stents eluidores de sirolimus na face abluminal, seis stents recobertos com polímero e quatro stents sem recobrimento. Após quatro semanas, foi realizada eutanásia e utilizou-se microscopia eletrônica de varredura para quantificação da área de hastes de stent exposta e da porcentagem de endotelização. RESULTADOS: A área (média ± DP) (mm²) de hastes expostas de stent sem recobrimento, stent recoberto com polímero, stent eluidor de sirolimus na face luminal e abluminal e stent eluidor de sirolimus na face abluminal foi de 0,12 ± 0,08; 0,09 ± 0,12; 0,60 ± 0,67 e 0,05 ± 0,04 respectivamente (p = 0,120). A porcentagem de endotelização (média ± DP) (%) de stent sem recobrimento, stent recoberto com polímero, stent eluidor de sirolimus na face luminal e abluminal e stent eluidor de sirolimus na face abluminal foi de 99 ± 01; 99 ± 0; 97 ± 03 e 99 ± 0 respectivamente (p = 0,133). CONCLUSÃO: Após quatro semanas de implante em artérias ilíacas de coelhos, os stents com liberação de sirolimus tanto da face luminal e abluminal quanto da face abluminal exclusivamente apresentaram taxas de endotelização de hastes de stent semelhantes aos apresentados nos demais tipos de stents sem eluição de medicamento.

Rins de Baleia Minke (Baleanoptera acutorostrata): arquitetura e estrutura

Entre os mamíferos marinhos, a baleia é um dos animais que mais desperta atenção, especialmente no atinente ao seu sistema urinário. Este sistema segue o padrão entre os mamíferos quanto a sua constituição, entretanto, difere na morfologia renal, em número de lobos, que por sua vez, forma renículos completos, aglutinados às centenas. Esta estrutura é sustentada por tecido conjuntivo fibroso, mas altamente capaz de manter o equilíbrio hidroeletrolítico. Foram dissecados 6 pares de rins de baleia Minke (Balaenoptera acutorostrata), colhidos em 1982, Cabedelo, Estado da Paraíba, Brasil, na última pesca autorizada. Estes rins estavam conservados em formol 10% e apresentaram uma camada histológica de colágeno muito grande circundando a parede medular. O duto coletor urinário forma cálices papilares, desembocando num único centro coletor que desemboca no ureter. Verificou-se que o rim da baleia Minke apresenta característica lobulada possuindo em média 700 renículos, cada renículo possui características anatômicas e funcionais de um rim unipiramidal, com uma camada interna (medula), e uma camada externa (córtex), e irrigação independente, com formação das artérias arqueadas individualmente, como observadas em mamíferos terrestres unipiramidais. Entretanto, o conjunto destes renículos constitui ao final um rim multilobular e polipiramidal, contrariando a morfologia da maioria dos mamíferos terrestres. Não foi possível distinguir ao nível de microscopia de luz as estruturas do córtex renicular da baleia Minke. Na microscopia eletrônica de varredura foi possível visualizar uma camada cortical que fica localizada entre duas cápsulas fibrosas. Esta junção por sua vez é feita por tecido conjuntivo o qual juntamente com uma camada de colágeno e fibras elásticas, separa o córtex da medula , foram visualizados os glomérulos renais, completamente tomados pelos vasos glomerulares e dispostos em várias camadas. Percebe-se que a cavidade glomerular é praticamente um espaço virtual para onde o filtrado glomerular é drenado, não apresentando o formato globular. A vascularização intensifica-se ao chegar à região medular. A diferença entre rins de mamíferos terrestres e marinhos está na disposição dos componentes morfológicos, favorecendo a fisiologia do órgão.

An insight into the populations of blainville's and curvier's beaked whales off El Hierro (Canary Islands)

Trabajo realizado por: Reyes, C., Schiavi, A., Aguilar del Soto,

Studio e caratterizzazione del colore rosso dell'epicarpo nella pera Max Red Bartlett, mutante della cv William

Durante il secolo scorso sono state individuate alcune mutazioni per il colore della buccia della varietà William che invece di essere giallo arriva a maturazione con diverse tonalità di colore rosso. L’intensità e la tipologia del fenotipo dovuto a questa mutazione mostra una variabilità all’interno dei diversi cloni rossi di questa cultivar: Max Red Bartlett, Rosired e Sensation. Questa mutazione è ereditabile e usando come genitore uno dei sopra-citati mutanti per il rosso sono state prodotte altre cultivar caratterizzate da buccia rossa come Cascade. Max Red Bartlett presenta una intensa colorazione rossa nelle prime fasi di maturazione per poi striarsi perdendo di lucentezza e non ricoprendo totalmente la superficie del frutto. Max Red Bartlett ha inoltre il problema di regressione del colore. Questa mutazione infatti non è stabile e dopo qualche anno può regredire e presentare il fenotipo di William. Diverso è invece lo sviluppo per esempio di Rosired che durante le prime fasi di accrescimento del frutto è identica a Williams (di colore verde con la parte del frutto rivolta verso il sole leggermente rossastra) per poi virare e mantenere un vivo colore rosso su tutta la superficie del frutto. Questa tesi si è proposta di caratterizzare questa mutazione che coinvolge in qualche modo la via biosintetica per la sintesi del colore. In particolare si è cercato di investigare sui probabili geni della via degli antociani coinvolti e in quale modo vengono espressi durante la maturazione del frutto, inoltre si è cercato di trovare quali specifiche molecole venissero diversamente sintetizzate. Le cultivar utilizzate sono state William e Max Red Bartlett. Di quest’ultima era già disponibile una mappa molecolare, ottenuta sulla popolazione di’incrocio di Abate Fetel (gialla) x MRB (rossa) con AFLP e SSR, quest’ultimi hanno permesso di denominare i diversi linkage group grazie alla sintenia con le altre mappe di pero e di melo. I semenzali appartenenti a questa popolazione, oltre a dimostrare l’ereditarietà del carattere, erano per il 50% gialli e 50% rossi. Questo ha permesso il mappaggio di questo carattere/mutazione che si è posizionato nel linkage group 4. Una ricerca in banca dati eseguita in parallelo ha permesso di trovare sequenze di melo dei geni coinvolti nella via biosintetica degli antociani (CHS, CHI, F3H, DFR, ANS e UFGT), sulle quali è stato possibile disegnare primer degenerati che amplificassero su DNA genomico di pero. Le amplificazioni hanno dato frammenti di lunghezza diversa. Infatti nel caso di F3H e DFR l’altissima omologia tra melo e pero ha permesso l’amplificazione quasi totale del gene, negli altri casi invece è stato necessario utilizzare primer sempre più vicini in modo da facilitare l’amplificazione. I frammenti ottenuti sono stati clonati sequenziati per confermare la specificità degli amplificati. Non sono stati evidenziati polimorfismi di sequenza in nessuna delle sei sequenze tra William e Max Red Bartlett e nessun polimorfismo con Abate, per questo motivo non è stato possibile mapparli e vedere se qualcuno di questi geni era localizzato nella medesima posizione in cui era stato mappato il “colore/mutazione”. Sulle le sequenze ottenute è stato possibile disegnare altri primer, questa volta specifici, sia per analisi d’espressione. Inizialmente è stato sintetizzato il cDNA dei geni suddetti per retrotrascrizione da RNA estratto sia da bucce sia da foglie appena germogliate (le quali presentano solo in questa fase una colorazione rossastra in MRB ma non in William). Al fine di osservare come varia l’espressione dei geni della via biosintetica delle antocianine durante la fase di maturazione dei frutti, sono stati fatti 4 campionamenti, il primo a 45gg dalla piena fioritura, poi a 60, 90, 120 giorni. Foglie e bucce sono state prelevate in campo e poste immediatamente in azoto liquido. Dai risultati con Real Time è emerso che vi è una maggiore espressione nelle prime fasi di sviluppo in Max Red Bartlett per poi calare enormemente in giugno. Si potrebbe ipotizzare che ci sia una reazione di feed back da parte della piante considerando che in questa fase il frutto non si accresce. I livelli di espressione poi aumentano verso la fase finale della maturazione del frutto. In agosto, con l’ultimo campionamento vi è una espressione assai maggiore in Max Red Bartlett per quei geni posti a valle della via biosintetica per la sintesi delle antocianine. Questo risultato è confermato anche dal livello di espressione che si riscontra nelle foglie. In cui i geni F3H, LDOX e UFGT hanno un livello di espressione nettamente maggiore in Max Red Bartlett rispetto a William. Recentemente Takos et al (2006) hanno pubblicato uno studio su un gene regolatore della famiglia Myb e ciò ha permesso di ampliare i nostri studi anche su questo gene. L’altissima omologia di sequenza, anche a livello di introni, non ha permesso di individuare polimorfismi tra le varietà Abate Fetel e Max Red Bartlett, per nessun gene ad eccezione proprio del gene regolatore Myb. I risultati ottenuti in questa tesi dimostrano che in pero l’espressione relativa del gene Myb codificante per una proteina regolatrice mostra una netta sovra-espressione nel primo stadio di maturazione del frutto, in Max Red Bartlett 25 volte maggiore che in William. All’interno della sequenza del gene un polimorfismo prodotto da un microsatellite ha permesso il mappaggio del gene nel linkage group 9 in Max Red Bartlett e in Abate Fetel. Confrontando questo dato di mappa con quello del carattere morfologico rosso, mappato nel linkage group 4, si deduce che la mutazione non agisce direttamente sulla sequenza di questo gene regolatore, benché sia espresso maggiormente in Max Red Bartlett rispetto a William ma agisca in un altro modo ancora da scoprire. Infine per entrambe le varietà (William e Max Red Bartlett) sono state effettuate analisi fenotipiche in diversi step. Innanzi tutto si è proceduto con una analisi preliminare in HPLC per osservare se vi fossero differenze nella produzione di composti con assorbenza specifica delle antocianine e dei flavonoidi in generale. Si è potuto quindi osservare la presenza di due picchi in Max Red Bartlett ma non in William. La mancanza di standard che coincidessero con i picchi rilevati dallo spettro non ha permesso in questa fase di fare alcuna ipotesi riguardo alla loro natura. Partendo da questo risultato l’investigazione è proceduta attraverso analisi di spettrometria di massa associate ad una cromatografia liquida identificando con una certa precisione due composti: la cianidina-3-0-glucoside e la quercitina-3-o-glucoside. In particolare la cianidina sembra essere la molecola responsabile della colorazione della buccia nei frutti di pero. Successive analisi sono state fatte sempre con lo spettrometro di massa ma collegato ad un gas cromatografo per verificare se vi fossero delle differenze anche nella produzione di zuccheri e più in generale di molecole volatili. L’assenza di variazioni significative ha dimostrato che la mutazione coinvolge solo il colore della buccia e non le caratteristiche gustative e organolettiche di William che restano inalterate nel mutante.

Central autonomic control in spontaneously hypertensive rats: a study on phasic phenomena during rapid-eye-movement sleep

The cardiovascular regulation undergoes wide changes in the different states of sleepwake cycle. In particular, the relationship between spontaneous fluctuations in heart period and arterial pressure clearly shows differences between the two sleep states. In non rapid-eye-movement sleep, heart rhythm is under prevalent baroreflex control, whereas in rapid-eye-movement sleep central autonomic commands prevail (Zoccoli et al., 2001). Moreover, during rapid-eye-movement sleep the cardiovascular variables show wide fluctuations around their mean value. In particular, during rapid-eyemovement sleep, the arterial pressure shows phasic hypertensive events which are superimposed upon the tonic level of arterial pressure. These phasic increases in arterial pressure are accompanied by an increase in heart rate (Sei & Morita, 1996; Silvani et al., 2005). Thus, rapid-eye-movement sleep may represent an “autonomic stress test” for the cardiovascular system, able to unmask pathological patterns of cardiovascular regulation (Verrier et al. 2005), but this hypothesis has never been tested experimentally. The aim of this study was to investigate whether rapid-eye-movement sleep may reveal derangements in central autonomic cardiovascular control in an experimental model of essential hypertension. The study was performed in Spontaneously Hypertensive Rats, which represent the most widely used model of essential hypertension, and allow full control of genetic and environmental confounding factors. In particular, we analyzed the cardiovascular, electroencephalogram, and electromyogram changes associated with phasic hypertensive events during rapid-eyemovement sleep in Spontaneously Hypertensive Rats and in their genetic Wistar Kyoto control strain. Moreover, we studied also a group of Spontaneously Hypertensive Rats made phenotypically normotensive by means of a chronic treatment with an angiotensin converting enzyme inhibitor, the Enalapril maleate, from the age of four weeks to the end of the experiment. All rats were implanted with electrodes for electroencephalographic and electromyographic recordings and with an arterial catheter for arterial pressure measurement. After six days for postoperative recovery, the rats were studied for five days, at an age of ten weeks.The study indicated that the peak of mean arterial pressure increase during the phasic hypertensive events in rapid-eye-movement sleep did not differ significantly between Spontaneously Hypertensive Rats and Wistar Kyoto rats, while on the other hand Spontaneously Hypertensive Rats showed a reduced increase in the frequency of theta rhythm and a reduced tachicardia with respect to Wistar Kyoto rats. The same pattern of changes in mean arterial pressure, heart period, and theta frequency was observed between Spontaneously Hypertensive Rats and Spontaneously Hypertensive Rats treated with Enalapril maleate. Spontaneously Hypertensive Rats do not differ from Wistar Kyoto rats only in terms of arterial hypertension, but also due to multiple unknown genetic differences. Spontaneously Hypertensive Rats were developed by selective breeding of Wistar Kyoto rats based only on the level of arterial pressure. However, in this process, multiple genes possibly unrelated to hypertension may have been selected together with the genetic determinants of hypertension (Carley et al., 2000). This study indicated that Spontaneously Hypertensive Rats differ from Wistar Kyoto rats, but not from Spontaneously Hypertensive Rats treated with Enalapril maleate, in terms of arterial pH and theta frequency. This feature may be due to genetic determinants unrelated to hypertension. In sharp contrast, the persistence of differences in the peak of heart period decrease and the peak of theta frequency increase during phasic hypertensive events between Spontaneously Hypertensive Rats and Spontaneously Hypertensive Rats treated with Enalapril maleate demonstrates that the observed reduction in central autonomic control of the cardiovascular system in Spontaneously Hypertensive Rats is not an irreversible consequence of inherited genetic determinants. Rather, the comparison between Spontaneously Hypertensive Rats and Spontaneously Hypertensive Rats treated with Enalapril maleate indicates that the observed differences in central autonomic control are the result of the hypertension per se. This work supports the view that the study of cardiovascular regulation in sleep provides fundamental insight on the pathophysiology of hypertension, and may thus contribute to the understanding of this disease, which is a major health problem in European countries (Wolf-Maier et al., 2003) with its burden of cardiac, vascular, and renal complications.

Smart structures: sperimentazione mediante attuatori e sensori innovativi

L’idea di base della seguente tesi, finora mai applicata o descritta in letteratura scientifica in base alle ricerche effettuate, è stata quella di creare un sistema di monitoraggio strutturale intelligente (Structural Health Monitoring, SHM) mediante dei sensori di deformazione a reticolo di Bragg (Fiber Bragg Grating, FBG), incollati su fili a memoria di forma inseriti a loro volta, bloccati con opportuni ancoraggi esterni, in sei travi di betoncino cementizio armato. L’obbiettivo della sperimentazione è stato quindi quello di creare delle travi intelligenti che, in condizioni di carico eccezionali e critiche (monitorate dal sensore a fibra ottica), sapessero “autoripararsi” mediante gli attuatori a memoria di forma con un processo di riscaldamento appositamente progettato.

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.

Analisi sulla sicurezza stradale nel comune di Casalecchio di Reno: messa in sicurezza di un attraversamento pedonale

Il lavoro svolto consiste inizialmente in una presentazione generale della situazione attuale della viabilità sul territorio casalecchiese. Su di esso si affronteranno un buon numero di problematiche che rendono le strade, presenti sul territorio, a rischio di incidentalità. Inerente a questo si è analizzato i dati degli incidenti dell’ultimo anno avvenuti sul territorio attraverso il lavoro di raccolta dati effettuato dall’Osservatorio dell’incidentalità stradale della Provincia di Bologna. Dai dati ottenuti e dai rilevamenti effettuati nell’arco di questi quattro mesi passati nell’Ufficio Traffico del comune di Casalecchio di Reno, sulle strade comunali si è riscontrato una serie di situazione a rischio che ho presentato in un capitolo apposito e si è discusso anche le relative soluzioni di intervento. Tali situazioni comprendono sia strade leggermente attempate che necessitano di interventi di sistemazione, sia intersezioni a raso di vario tipo che presentano un ampio ventaglio di problematiche per la sicurezza stradale, sia attraversamenti pedonali non a norma, con situazioni al limite della sicurezza che necessitano di immediati interventi di sistemazione e messa in sicurezza. In particolare si è approfondito lo studio degli attraversamenti pedonali, presentando tutti i possibili scenari che questa particolare situazione può avere, elencando tutti i possibili interventi che si possono adottare al fine di ottimizzare la sicurezza e ridurre al minimo i rischi, ovvero ridurre il più possibile la probabilità che un incidente accada e il danno subito dal pedone. Infine si è studiato nello specifico una situazione di pericolo, fra quelle presentate, che probabilmente rappresenta una delle situazioni più a rischio presenti sul territorio casalecchiese: un attraversamento pedonale sulla via Porrettana, nei pressi del parco Rodari, situato all’incirca a mezzavia fra l’incrocio tra via Porrettana e via Calzavecchio, e la rotonda Biagi. Tale attraversamento pedonale, in alcuni orari della giornata assai utilizzato dai residenti del limitrofo quartiere Calzavecchio che raggiungono il parco Rodari e nel giorno di mercoledì mattina il mercato rionale situato accanto al parco, presenta flussi pedonali abbastanza corposi ed è situato su una strada caratterizzata da un elevato flusso veicolare. Dopo aver presentato in maniera approfondita la situazione attuale di tale attraversamento pedonale, si sono infine proposte due diverse soluzione di intervento: una da poter essere attuata nell’immediato, l’altra subito dopo che si ottenga la declassazione di via Porrettana, cioè all’incirca fra cinque o sei anni. Si è allegato, infine, come appendice, la Normativa che si è utilizzata al fine di progettare tali soluzioni.

Il settore Energy & Utilities: un modello di business per il recupero dell'efficienza nella gestione del Cliente

Il Lavoro si inserisce nel quadro complesso del settore Energy & Utilities e si propone l’obiettivo di analizzare l’attuale mercato dell’energia per individuarne i driver al cambiamento e presentare un innovativo modello di business per le aziende di vendita di energia, con lo scopo di recuperare efficienza nella gestione del Cliente finale, cercando di quantificarne i vantaggi potenziali. L’attività di studio e progettuale è stata svolta nell’ambito di un periodo di tirocinio formativo della durata di sei mesi, effettuato presso Engineering Ingegneria Informatica S.p.A., in particolare nella sede di viale Masini di Bologna, a seguito della candidatura autonoma dello studente e del suo immediato inserimento nei processi di business della divisione Utilities dell’azienda. Il Lavoro si suddivide in 9 capitoli: dopo una breve introduzione sul settore Energy&Utilities, nei primi quattro capitoli sono descritte le filiere produttive dei principali servizi, i principali attori del mercato e gli aspetti normativi e tariffari che caratterizzano l’intero settore, valutando in particolare la formazione del prezzo del gas e dell’energia elettrica. I capitoli cinque e sei descrivono invece le principali tendenze, le strategie competitive in atto nel mercato delle Utilities e l’importanza del Cliente, in un’ottica di CRM che segue i dettami del modello “Customer Centric”. Gli ultimi capitoli mostrano invece, dopo una breve presentazione dell’azienda in cui lo studente ha svolto l’attività, l’intero lavoro di analisi realizzato, input del modello di business a chiusura del Lavoro, volto a quantificare gli impatti del processo di liberalizzazione che ha radicalmente modificato il settore delle Utilities negli ultimi anni, valutando a proposito la profittabilità per un cliente medio in base ad un’opportuna pre-analisi di segmentazione. Il modello di business che occupa l’ultimo capitolo costituisce una soluzione originale e innovativa per incrementare tale profittabilità.

Application of numerical methods to earthquake stability assessment of slopes

Questo documento descrive gran parte del lavoro svolto durante un periodo di studio di sei mesi all’International Centre for Geohazards (ICG) di Oslo. Seguendo la linea guida dettata nel titolo, sono stati affrontati diversi aspetti riguardanti la modellazione numerica dei pendii quali l’influenza delle condizioni al contorno e delle proporzioni del modello, la back-analysis di eventi di scivolamento e l’applicazione delle analisi di stabilità monodimensionali. La realizzazione di semplici modelli con il programma agli elementi finiti PLAXIS (Brinkgreve et al., 2008) ha consentito di analizzare le prestazioni dei modelli numerici riguardo all’influenza delle condizioni al contorno confrontandoli con un calcolo teorico del fattore di amplificazione. Questa serie di test ha consentito di stabilire alcune linee guida per la realizzazione di test con un buon livello di affidabilità. Alcuni case-history, in particolare quello di Las Colinas (El Salvador), sono stati modellati allo scopo di applicare e verificare i risultati ottenuti con i semplici modelli sopracitati. Inoltre sono state svolte analisi di sensitività alla dimensione della mesh e ai parametri di smorzamento e di elasticità. I risultati hanno evidenziato una forte dipendenza dei risultati dai parametri di smorzamento, rilevando l’importanza di una corretta valutazione di questa grandezza. In ultima battuta ci si è occupati dell’accuratezza e dell’applicabilità dei modelli monodimensionali. I risultati di alcuni modelli monodimensionali realizzati con il software Quiver (Kaynia, 2009) sono stati confrontati con quelli ottenuti da modelli bidimensionali. Dal confronto è risultato un buon grado di approssimazione accompagnato da un margine di sicurezza costante. Le analisi monodimensionali sono poi state utilizzate per la verifica di sensitività. I risultati di questo lavoro sono qui presentati e accompagnati da suggerimenti qualitativi e quantitativi per la realizzazione di modelli bidimensionali affidabili. Inoltre si descrive la possibilità di utilizzare modelli monodimensionali in caso d’incertezze sui parametri. Dai risultati osservati emerge la possibilità di ottenere un risparmio di tempo nella realizzazione di importanti indagini di sensitività.

Analisi tridimensionale priva di contatto delle ulcere cutanee laser assistita

La valutazione progressiva e il monitoraggio di una ferita difficile impongono misurazioni periodiche per valutare in modo qualitativo e quantitativo l'esistenza e l'entita della riepitelizzazione in rapporto alle pratiche terapeutiche effettuate. L'entità della guarigione nei primi 1530 giorni di trattamento, intesa come riduzione di area percentuale, nelle lesioni ulcerative di origine venosa permette secondo alcuni autori della letteratura scientifica, di avere delle informazioni prognostiche di guarigione completa a sei mesi. Altri autori invece mostrano casistiche analoghe indicando come nelle ulcere venose non si possa predire con facilità la guarigione a sei mesi.Le metodiche di misurazione delle ferite possono essere suddivise in bidimensionali e tridimensionali: nel primo gruppo troviamo la misurazione semplice, le metodiche di tracciamento, planimetria, analisi fotografica analogica e digitale. Queste metodiche misurano i diametri, il perimetro e l'area delle ferite. Nel secondo gruppo si collocano l'uso di righello Kundin, le metodiche di riempimento con alginato o con soluzione fisiologica, le metodiche stereofotogrammetriche e l'uso di strumenti laser. Queste metodiche permettono di calcolare con varie approssimazioni anche il volume delle ferite studiate. La tesi ha preso in esame un gruppo di 17 pazienti affetti da ulcere venose croniche effettuando misurazioni con lo strumento più accurato e preciso disponibile (minolta Vivid 900 laser + sensore) e acquisendo i dati con il software Derma. I pazienti sono stati misurati al primo accesso in ambulatorio, dopo 15 giorni e dopo sei mesi. Sono stati acquisiti i dati di area, perimetro, volume, profondità e guarigione a 6 mesi. L'analisi statistica condotta con modalità non parametriche di analisi dei ranghi non ha associato nessuno di questi valori ne' valori derivati ( delta V /delta A; Delta V/ Delta P) alla guarigione a 6 mesi. Secondo le analisi da noi effettuate, sebbene con l'incertezza derivata da un gruppo ridotto di pazienti, la guarigione delle lesioni ulcerative venose non è predicibile a 6 mesi utilizzando sistemi di misurazione di dimensioni, area e volume.

Studio di fattibilità di un impianto di condizionamento tramite sistema geotermico: il caso ospedale nuovo di Imola

L’obiettivo dell’elaborato è analizzare la fattibilità tecnica ed economica di un impianto di prelievo d’acqua da falda artesiana per lo scambio termico nell’impianto frigorifero centralizzato dell’ospedale civile nuovo di Imola. Esso provvede a fornire acqua refrigerata a tutte le unità di trattamento aria (u.t.a.) del complesso ospedaliero ed è finalizzato a garantire per ogni locale le specifiche condizioni igrometriche , nonchè il benessere degli operatori e dei pazienti della struttura. Il lavoro di progettazione ha riguardato il dimensionamento di componenti e reti idrauliche con l’ausilio del software “EPANET” (programma per la simulazione di reti idrauliche). L’idea che ha guidato il presente elaborato è stata la creazione di un “ciclo” dell’acqua tale per cui l’acqua di scarto delle torri evaporative viene utilizzata per l’irrigazione degli orti nei pressi dei quale sorge il pozzo e successivamente, va ad alimentare la falda stessa. Le scelte progettuali hanno quindi dovuto considerare questo importante vincolo e sono state tese alla minimizzazione dei consumi d’acqua e , quindi, alla sostenibilità ambientale dell’intero impianto. In generale, infatti non è detto che la soluzione economicamente più vantaggiosa lo sia anche dal punto di vista ambientale. La soluzione adottata con rilancio dell’acqua agli orti limita il prelievo medio giornaliero d’acqua di falda di 20 m3/gg durante il periodo estivo. E’stato dimostrato come il progetto sia tecnicamente fattibile e generi valore per l’impresa con indice di rendimento IR(VAN/Capitale investito) pari a 1,29 per i primi 20 anni e pari a 2,06 per n anni di funzionamento dell’impianto con un tempo di recupero del capitale investito pari a sei anni.