Consumo energetico dei forni elettrici ad uso domestico: rassegna dei modelli matematici

Un forno è un oggetto costituito da una camera vuota, definita cavità, che espone in maniera controllata i materiali posti al suo interno ad un ambiente caldo. Esistono diversi tipi di forni (a gas, elettrici, a microonde, a legna) e sono utilizzati con diversi scopi a seconda delle dimensioni e di come generano il calore. Il prodotto alimentare viene cotto in forno attraverso la trasmissione di calore per irraggiamento, per convezione o per una combinazione di entrambi. Questo processo di riscaldamento richiede un elevato dispendio di energia, di cui solo il 20-25% è utilizzato per riscaldare il cibo in preparazione. I forni nello specifico sono responsabili di circa il 10-12% dell’impatto ambientale complessivo degli edifici civili, collocandosi tra i peggiori elettrodomestici in termini di efficienza energetica. A ragione di ciò, l’industria dei forni è stimolata a sviluppare tecnologie sempre più efficienti, attraverso la ricerca di un miglior controllo della temperatura interna del forno. Sono state redatte due normative europee, EN 60350 e EN 50304, che stabiliscono procedure di raccolta dati e calcolo dell’efficienza energetica di un forno per guidare i costruttori verso una progettazione a minor impatto energetico, che permetta loro di restare competitivi sul mercato. L’obiettivo del seguente lavoro bibliografico è stato quello di descrivere in maniera dettagliata le normative inerenti la determinazione dell’efficienza energetica dei forni domestici. Inoltre, è stata redatta una rassegna sistematica degli studi scientifici riguardanti la valutazione del consumo energico mediante modelli matematici.

Modelli matematici applicati alle epidemie

Il mio elaborato di tesi è basato sull'analisi generale dei modelli matematici alla base delle epidemie e lo studio dei punti di equilibrio dei sistemi che descrivono tali modelli. Il primo capitolo fornisce una descrizione degli elementi di base per lo studio che verrà poi affrontato nei capitoli successivi; nel capitolo in questione ci si riduce a introdurre nomenclatura, parametri e assunzioni di base. Nei capitoli secondo e terzo vengono esposti due tipi di modelli SIR diversi (epidemico e endemico), modelli alla base dell'epidemiologia che spiegano, sotto determinate ipotesi, il comportamento degli individui all'esplodere di una epidemia e il loro cambiamento di compartimento (suscettibile, infetto o rimosso) nel tempo. Di essi viene costruito il sistema di equazioni differenziali e analizzato il comportamento asintotico, per poi studiare i punti di equilibrio e la loro stabilità. Nel capitolo quarto viene analizzato allo stesso modo il modello SEIR, interessante perché fornisce una visione leggermente più sofisticata e vicina alla realtà, poiché tra i compartimenti possibili si suppone esistere anche un compartimento degli esposti, cioè di coloro che sono stati infettati ma che ancora non sono in grado di trasmettere la malattia. L'appendice finale illustra l'apparato matematico utile allo studio di questi modelli: le Equazioni Differenziali infatti sono uno strumento necessario per la descrizione dei fenomeni naturali e per lo studio della stabilità dei punti di equilibrio.

Modelli informativi per la valutazione BIM del livello di reversibilità e circolarità di componenti edilizi: il Design for Disassembly

La Tesi presenta un metodo per valutare il livello di reversibilità e circolarità dei componenti edili. Il concetto cardine dello studio è il Design for Disassembly (DfD), definibile come un approccio alla progettazione di organismi edilizi secondo criteri costruttivi volti a facilitare successivi cambiamenti e smantellamenti (completi o parziali), consentendo il riutilizzo dei componenti, al fine di ridurre l’impatto ambientale degli interventi. Attualmente, diverse ricerche in ambito scientifico si dedicano all’approfondimento di questa tematica, correlandola ad altri concetti come la metodologia del Building Information Modeling (BIM), che consente di digitalizzare il processo progettuale, la sua realizzazione e la sua gestione attraverso modelli. Dopo l’analisi dello stato dell’arte, il lavoro è giunto alla definizione di un insieme di parametri idonei per essere introdotti in un modello informativo, in grado di rappresentare la circolarità del componente in termini di DfD. Per ogni elemento del componente analizzato viene assegnato un valore numerico (variabile da 0,1 a 1) a ogni parametro. Tramite l’utilizzo di una formula elaborata nell’ambito di precedenti ricerche svolte dal Dipartimento di Architettura dell'Università di Bologna, opportunamente modificata, si ottiene un indice sintetico finale denominato “Express Building Circularity Indicators” (EBCI). Il metodo di analisi proposto come strumento a supporto del processo progettuale è stato validato tramite l’applicazione a diverse soluzioni di facciata per l’efficientamento energetico di un fabbricato selezionato come caso di studio italiano dal progetto Europeo Horizon 2020 "DRIVE 0 – Driving decarbonization of the EU building stock by enhancing a consumer centred and locally based circular renovation process". I risultati ottenuti hanno consentito di verificare la replicabilità del processo digitalizzato a diverse soluzioni costruttive e l’affidabilità del metodo di valutazione del grado di circolarità.

Sviluppo ed implementazione di modelli di danno da alluvione per le colture pluriennali

A fronte delle politiche di gestione e mitigazione del rischio alluvionale definite dalla Direttiva Alluvioni (Direttiva 2007/60/CE), risulta necessario sviluppare modelli che riescano a quantificare le conseguenze economiche causate da eventi alluvionali a diversi settori, tra cui il settore agricolo. In questo lavoro di tesi si è posto l’obiettivo di estendere un modello disponibile in letteratura per la stima del danno subito alle colture più diffuse (i.e., seminativi; AGRIDE-c, Molinari et al., 2019) ad altre colture pluriennali, i frutteti, in particolar modo pereti e meleti. Il modello è stato sviluppato a scala regionale, facendo quindi riferimento ai valori di resa, prezzo e costi delle operazioni caratteristici delle pratiche agricole dell’Emilia-Romagna. L’applicazione è stata effettuata su cinque Aree a Potenziale Rischio Significativo (APSFR) del Distretto del fiume Po' e ricadenti all’interno del medesimo territorio regionale (Panaro, Secchia, Reno, Enza, Parma-Baganza). Il modello rappresenta uno strumento utilizzabile dalle Autorità competenti sia ex-post, per la stima speditiva del danno economico subìto dagli agricoltori colpiti dall’alluvione e il loro eventuale risarcimento, che ex-ante, ovvero come strumento di supporto decisionale per le attività di tipo Cost-Benefit Analysis (CBA) nell’ambito dei piani di gestione e mitigazione del rischio.

Sviluppo di modelli dinamici per la simulazione del volo di aerei leggeri elettrici

Il presente lavoro di tesi si pone come obiettivo l’individuazione di modelli matematici che possano essere utilizzati per la configurazione di simulatori di volo aerei elettrici dell’aviazione generale. In particolare, sono state trovate in letteratura delle formule da utlizzare per modellare eliche, motori elettrici di varie tipologie e batterie. Per meglio comprendere l’impatto dell’adozione dei motori elettrici sui velivoli dell’aviazione generale sono stati effettuati dei confronti di dati, in cui si è preso come riferimento il motore a combustione interna Continental O-300 montato sui Cessna C172. Successivamente, sono stati implementati i modelli dinamici in Simulink di motori elettrici che potrebbero sostituire il motore a combustione interna sopra citato. Sono, poi, state eseguite alcune comparazioni tra i risultati ottenuti in termini di spinte ottenibili, potenze e autonomie, e numero di giri di rotazione dell’elica per diversi motori elettrici. Per effettuare le simulazioni è stato utilizzato il software Simulink: ambiente in cui sono stati sviluppati modelli dinamici di propulsione sia tradizionale che elettrica. Nella parte conclusiva della tesi, sono riportate alcune considerazioni volte a stimare l'autonomia di un velivolo simile al Cessna C172, in cui si sotituisce il motore a combustione interna con un motore elettrico a parità di peso massimo al decollo e l’andamento di quest'ultimo in funzione dell’autonomia per un velivolo elettrico. I risultati ottenuti da queste ultime simulazioni suggeriscono che la conversione ad elettrico è attualmente critica in quanto la ridotta densità di energia delle batterie porta ad un significativo decadimento dell'autonomia generale.

The Putative Leishmania Telomerase Rna (leishter) Undergoes Trans-splicing And Contains A Conserved Template Sequence.

Telomerase RNAs (TERs) are highly divergent between species, varying in size and sequence composition. Here, we identify a candidate for the telomerase RNA component of Leishmania genus, which includes species that cause leishmaniasis, a neglected tropical disease. Merging a thorough computational screening combined with RNA-seq evidence, we mapped a non-coding RNA gene localized in a syntenic locus on chromosome 25 of five Leishmania species that shares partial synteny with both Trypanosoma brucei TER locus and a putative TER candidate-containing locus of Crithidia fasciculata. Using target-driven molecular biology approaches, we detected a ∼2,100 nt transcript (LeishTER) that contains a 5' spliced leader (SL) cap, a putative 3' polyA tail and a predicted C/D box snoRNA domain. LeishTER is expressed at similar levels in the logarithmic and stationary growth phases of promastigote forms. A 5'SL capped LeishTER co-immunoprecipitated and co-localized with the telomerase protein component (TERT) in a cell cycle-dependent manner. Prediction of its secondary structure strongly suggests the existence of a bona fide single-stranded template sequence and a conserved C[U/C]GUCA motif-containing helix II, representing the template boundary element. This study paves the way for further investigations on the biogenesis of parasite TERT ribonucleoproteins (RNPs) and its role in parasite telomere biology.

A Metabolomic Protocol For Plant Systematics By Matrix-assisted Laser-desorption/ionization Time-of Flight Mass Spectrometry.

Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) has been widely used for the identification and classification of microorganisms based on their proteomic fingerprints. However, the use of MALDI-TOF MS in plant research has been very limited. In the present study, a first protocol is proposed for metabolic fingerprinting by MALDI-TOF MS using three different MALDI matrices with subsequent multivariate data analysis by in-house algorithms implemented in the R environment for the taxonomic classification of plants from different genera, families and orders. By merging the data acquired with different matrices, different ionization modes and using careful algorithms and parameter selection, we demonstrate that a close taxonomic classification can be achieved based on plant metabolic fingerprints, with 92% similarity to the taxonomic classifications found in literature. The present work therefore highlights the great potential of applying MALDI-TOF MS for the taxonomic classification of plants and, furthermore, provides a preliminary foundation for future research.

Estudo da imagem corporal da mulher : corpo (ir)real x corpo ideal

Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Educação Física

Gross anatomical features of the oropharyngeal cavity of the ostrich (Struthio camelus)

Most descriptions of the ostrich oropharynx and oesophagus are superficial and supply little meaningful morphological data. The aim of this investigation is describe the ostrich oropharingeal cavity, in order to supply the deficiency of macroscopic data about this important animal. Five heads of 12 to 14-month-old ostriches of either sex were anatomically dissected to expose the oropharynx. The ostrich oropharynx was "bell-shaped" composed by the maxillary and mandibular ramphoteca. The roof and floor presented two distinct regions different in colour of the mucosa. The rostral region was pale pink contrasting to creamy-pink coloured caudal region. The median longitudinal ridge extended rostrally from the apex of the choana to the tip of the beak in the roof and it is clearly more prominent and rigid than the homolog in the floor that appeared thin and stretched rostrally, continuing caudally surrounding the tongue and the laryngeal mound eventually merging with the oesophageal mucosa. The floor was formed by the interramal region, tongue and laryngeal mound containing shield-shaped glottis. It can be concluded that the present study, in addition to confirming the basic features of the oropharynx previously described for the ostrich, clarified the contradictory information presented in the literature and also provided new, unreported morphological data, some of which may be important when studying nutrition and health in these birds.

Fossil groups in the Millennium Simulation Evolution of the brightest galaxies

Aims. We create a catalogue of simulated fossil groups and study their properties, in particular the merging histories of their first-ranked galaxies. We compare the simulated fossil group properties with those of both simulated non-fossil and observed fossil groups. Methods. Using simulations and a mock galaxy catalogue, we searched for massive (>5 x 10(13) h(-1) M-circle dot) fossil groups in the Millennium Simulation Galaxy Catalogue. In addition, we attempted to identify observed fossil groups in the Sloan Digital Sky Survey Data Release 6 using identical selection criteria. Results. Our predictions on the basis of the simulation data are: (a) fossil groups comprise about 5.5% of the total population of groups/clusters with masses larger than 5 x 10(13) h(-1) M-circle dot. This fraction is consistent with the fraction of fossil groups identified in the SDSS, after all observational biases have been taken into account; (b) about 88% of the dominant central objects in fossil groups are elliptical galaxies that have a median R-band absolute magnitude of similar to-23.5-5 log h, which is typical of the observed fossil groups known in the literature; (c) first-ranked galaxies of systems with M > 5 x 10(13) h(-1) M-circle dot, regardless of whether they are either fossil or non-fossil, are mainly formed by gas-poor mergers; (d) although fossil groups, in general, assembled most of their virial masses at higher redshifts in comparison with non-fossil groups, first-ranked galaxies in fossil groups merged later, i.e. at lower redshifts, compared with their non-fossil-group counterparts. Conclusions. We therefore expect to observe a number of luminous galaxies in the centres of fossil groups that show signs of a recent major merger.

Insights on the Milky Way bulge formation from the correlations between kinematics and metallicity

Context. Two main scenarios for the formation of the Galactic bulge are invoked, the first one through gravitational collapse or hierarchical merging of subclumps, the second through secular evolution of the Galactic disc. Aims. We aim to constrain the formation of the Galactic bulge through studies of the correlation between kinematics and metallicities in Baade's Window (l = 1 degrees, b = -4 degrees) and two other fields along the bulge minor axis (l = 0 degrees, b = -6 degrees and b = -12 degrees). Methods. We combine the radial velocity and the [Fe/H] measurements obtained with FLAMES/GIRAFFE at the VLT with a spectral resolution of R = 20 000, plus for the Baade's Window field the OGLE-II proper motions, and compare these with published N-body simulations of the Galactic bulge. Results. We confirm the presence of two distinct populations in Baade's Window found in Hill et al. (2010, A&A, submitted): the metal-rich population presents bar-like kinematics while the metal-poor population shows kinematics corresponding to an old spheroid or a thick disc. In this context the metallicity gradient along the bulge minor axis observed by Zoccali et al. (2008, A&A, 486, 177), visible also in the kinematics, can be related to a varying mix of these two populations as one moves away from the Galactic plane, alleviating the apparent contradiction between the kinematic evidence of a bar and the existence of a metallicity gradient. Conclusions. We show evidence that the two main scenarios for the bulge formation co-exist within the Milky Way bulge.

Characterization of subgraph relationships and distribution in complex networks

A network can be analyzed at different topological scales, ranging from single nodes to motifs, communities, up to the complete structure. We propose a novel approach which extends from single nodes to the whole network level by considering non-overlapping subgraphs (i.e. connected components) and their interrelationships and distribution through the network. Though such subgraphs can be completely general, our methodology focuses on the cases in which the nodes of these subgraphs share some special feature, such as being critical for the proper operation of the network. The methodology of subgraph characterization involves two main aspects: (i) the generation of histograms of subgraph sizes and distances between subgraphs and (ii) a merging algorithm, developed to assess the relevance of nodes outside subgraphs by progressively merging subgraphs until the whole network is covered. The latter procedure complements the histograms by taking into account the nodes lying between subgraphs, as well as the relevance of these nodes to the overall subgraph interconnectivity. Experiments were carried out using four types of network models and five instances of real-world networks, in order to illustrate how subgraph characterization can help complementing complex network-based studies.

Logarithmic contribution to the electrical resistivity in (Ru(1-x)Ir(x))Sr(2)GdCu(2)O(8) compounds

A systematic study of magnetoresistance and dc magnetization was conducted in polycrystalline (Ru(1-x)Ir(x))Sr(2)GdCu(2)O(8) [(Ru,Ir)-1212] compounds, for 0 <= x <= 0.15. We found that a deviation from linearity in the normal-state electrical resistivity (rho) curves for temperatures below the magnetic transition temperature T(M) < 130 K can be properly described by a logarithmic term. The prefactor C(x, H) of this anomalous ln T contribution to rho(T) increases linearly with the Ir concentration, and diminishes rapidly with increasing applied magnetic field up to H approximate to 4 T, merging with the C(0,H) curve at higher magnetic fields. Correlation with magnetic susceptibility measurements supports a scenario of local perturbations in the orientation of Ru moments induced in the neighborhood of the Ir ions, therefore acting as scattering centers. The linear dependence of the prefactor C(x,H=0) and the superconducting transition temperature T(SC) on x points to a common source for the resistivity anomaly and the reduction in T(SC), suggesting that the CuO(2) and RuO(2) layers are not decoupled.

Understanding the ""Antikick"" in the Merger of Binary Black Holes

The generation of a large recoil velocity from the inspiral and merger of binary black holes represents one of the most exciting results of numerical-relativity calculations. While many aspects of this process have been investigated and explained, the ""antikick,"" namely, the sudden deceleration after the merger, has not yet found a simple explanation. We show that the antikick can be understood in terms of the radiation from a deformed black hole where the anisotropic curvature distribution on the horizon correlates with the direction and intensity of the recoil. Our analysis is focused on Robinson-Trautman spacetimes and allows us to measure both the energies and momenta radiated in a gauge-invariant manner. At the same time, this simpler setup provides the qualitative and quantitative features of merging black holes, opening the way to a deeper understanding of the nonlinear dynamics of black-hole spacetimes.

On the use of Gram matrix in observability analysis

This letter presents some notes on the use of the Gram matrix in observability analysis. This matrix is constructed considering the rows of the measurement Jacobian matrix as vectors, and it can be employed in observability analysis and restoration methods. The determination of nonredundant pseudo-measurements (normally injections pseudo-measurements) for merging observable islands into an observable (single) system is carried out analyzing the pivots of the Gram matrix. The Gram matrix can also be used to verify local redundancy, which is important in measurement system planning. Some numerical examples` are used to illustrate these features. Others features of the Gram matrix are under study.