L'evoluzione biologica: dalle idee del Settecento alle ultime scoperte

Dopo più di due secoli dalla nascita di Darwin e più di centocinquant’anni dalla pubblicazione della sua opera più importante, l’Origine delle specie, tenuta in debita considerazione l’importanza del concetto di evoluzione biologica come chiave esplicativa per tutta la Biologia, diviene fondamentale ripercorrere brevemente, per così dire, l’evoluzione dell’evoluzionismo. Il 12 febbraio del 1809 nasceva Charles Robert Darwin, mentre il 24 novembre 1859 veniva pubblicata la sua opera più importante l’Origine delle specie. Nonostante le conoscenze biologiche di duecento anni fa fossero inadeguate a fornire il sostrato adeguato per spiegare come effettivamente si ereditassero i caratteri dei genitori, le esplorazioni dei Paesi extraeuropei, con il corollario di importanti reperti biologici che affluivano in Europa, nonché l’accumulo di fatti e scoperte, coadiuvati dall’emergere di una nuova borghesia avida di conoscenza, rendevano sempre più problematica l’accettazione delle spiegazioni metafisiche dei fenomeni naturali. Ovviamente, il cambio di paradigma non è stato indolore: le gerarchie ecclesiastiche ed il potere politico non accettarono facilmente (e non lo fanno neanche adesso!) di vedere messo in discussione lo status quo. Mi torna in mente la frase che il Primo Ministro Britannico Disraeli disse, commentando l’uscita dell’Origine delle specie: “Il Signor Darwin discenderà dalle scimmie, ma io discendo dagli angeli”. A prescindere da ciò, attualmente gli strepitosi successi della Biologia, uniti alla necessità, sempre più impellente, di salvaguardare la diversità biologica, impongono di conoscere, almeno per sommi capi, l’evoluzionismo ed il suo sviluppo poiché, come affermato da Dobzhansky: “Nulla ha senso in Biologia, se non alla luce dell’Evoluzione”. Infatti, Con lo sviluppo della biologia moderna, e delle altre scienze ad essa collegate, si è profondamente modificato il concetto stesso del mondo naturale. Si è inserita una visione storica della natura. Di più, l’uomo è sceso da quel piedistallo su cui credeva di essere nel sistema naturale. Per questo Sigmund Freud ha definito l’Origine delle specie di Darwin, il “colpo biologico” alla presunzione umana. Il concetto di evoluzione ha anche contribuito allo sviluppo di una visione laica della realtà.

Monitoraggio delle risorse ittiche e della pesca: indagine sugli spostamenti di specie marine di interesse commerciale e conservazionistico

Il monitoraggio degli spostamenti degli organismi marini è un importante strumento per la comprensione della biologia delle specie ma anche per la conservazione e la tutela degli stock intesi come risorsa. Nel caso dell'applicazione su specie che vivono all'interno di Aree Marine Protette, queste tecniche consentono di verificare l'efficacia della protezione. Questo studio riporta l'applicazione di tecniche di telemetria ultrasonica all'aragosta comune (P. elephas) nell'AMP di Isola delle Femmine. Gli individui catturati all'interno dell'AMP ed ivi rilasciati hanno mostrato uno spiccato homing ed un buon livello di fedeltà al sito. Lo studio inoltre è servito a denunciare lo stato attuale di scarsa protezione e suggerisce una riperimetrazione dei confini dell'AMP.

Dall’America all’Asia: Salvia divinorum e Mitragyna speciosa

Il numero di nuove sostanze psicoattive (NSP) acquistabile in internet e le informazioni relative alla loro modalità di assunzione a scopi curativi, ricreazionali e spirituali, stanno aumentando costantemente. Nomi come “legal highs”, “herbal highs” e “etno-drugs”, inducono i consumatori a credere che questi prodotti siano sicuri e naturali, sottostimandone o volutamente trascurandone le loro potenzialità farmaco-tossicologiche. Oltre a questo, l’impiego di sostanze naturali tradizionalmente impiegate all’interno di un rituale ben definito in etnie specifiche, in nuovi contesti ricreativi, porta spesso all’abuso delle stesse sostanze (Marti, 2013; 2015). Infatti, mentre l’uso tradizionale/etnico di queste sostanze naturali, non sembra essere associato a dipendenza, intossicazioni o problemi legati alla salute, una volta raggiunto il mercato mondiale, si assiste invece ad una escalation di problematiche ed intossicazioni. Queste derivano soprattutto dal fatto che uscendo da un contesto tradizionale per accedere in uno prettamente ricreazionale, cambiano numerosi fattori fondamentali tra cui: la via di somministrazione, la quantità assunta, l’assunzione di sostanze pure e la co-somministrazione con altre sostanze psicoattive.

Analisi critica del People Mover di Bologna: dallo studio della domanda alle analisi swot.

Lo scopo della tesi è analizzare gli aspetti principali del progetto People Mover di Bologna, toccando gli aspetti costruttivi, ambientali e trasportistici, esaminando lo studio della domanda di trasporto e svolgendo infine un analisi swot dei punti di forza o debolezza. Il People Mover di Bologna è un sistema innovativo di trasporto pubblico che collegherà in 7 minuti la stazione ferroviaria all’aeroporto Marconi, effettuando una sola fermata intermedia presso il Lazzaretto, un’area destinata ad ospitare un nuovo insediamento abitativo nonché nuovi spazi per l’Università di Bologna. Il People Mover è un sistema di trasporto pubblico che offre: certezza sui tempi di percorrenza, mobilità silenziosa, zero emissioni (trazione elettrica), sicurezza di esercizio, costi ridotti rispetto ad una metropolitana. Dopo aver valutato in sede di analisi swot, i pro e contro di tale opera è giusto fare un confronto tra il People Mover e il Servizio Ferroviario Metropolitano. In passato il confronto fra i sostenitori del People mover e del Sistema ferroviario metropolitano è stato in parte ideologico, in parte politico e solo limitatamente tecnico. La tesi analizza le differenze tecniche dei due sistemi di trasporto. Voler far convivere sulla stessa infrastruttura due utenze molto diverse (quella aeroportuale e quella pendolare) è difficile e porterebbe alla non soddisfazione di entrambe. Se l’utenza aeroportuale chiede rapidità e spazio per i bagagli, i pendolari chiedono maggiori posti a sedere e maggiore intensità del servizio. In conclusione lo scopo di questa tesi non è porre dei dubbi sul progetto dell’opera stessa, peraltro già in fase di cantierizzazione, ma fornire un analisi più completa sul progetto.

Analisi delle caratteristiche e delle performance di membrane polimeriche a microporosità intrinseca (PIM) per la cattura di CO2

In questo lavoro viene condotta un’analisi critica delle caratteristiche materiali e delle performance di una classe di polimeri recentemente sviluppata, i “Polimeri a Microporosità Intrinseca”, di grande interesse per lo sviluppo di membrane per la separazione di gas, specialmente nella Carbon Capture. Partendo dall’analisi del meccanismo di separazione di gas in membrane polimeriche dense si fornisce una overview sulle tecnologie assodate e innovative per la separazione di gas e per la CC. Le caratteristiche e le proprietà strutturali di rilievo dei polimeri vetrosi sono poi brevemente illustrate e le correlazioni empiriche note tra le suddette e le proprietà di trasporto di materia. Vengono quindi descritti i PIMs analizzando in primis la loro tipica struttura chimica, i processi di sintesi e le caratteristiche principali. Per il PIM-1, capostipite della categoria, il trasporto di gas viene approfondito con lo studio della variabilità delle proprietà quali la permeabilità, la diffusività e la solubilità di penetranti gassosi con i parametri operativi (p, T, composizione dei feed), considerando anche fenomeni tipici dei polimeri vetrosi quali l’aging e l’effetto dei solventi. Sono poi analizzate le proprietà di trasporto nei diversi PIMs, e confrontate con quelle di polimeri di comune utilizzo nelle separazioni in esame. La rielaborazione dei dati raccolti permette di confrontare le performance di una varietà di polimeri nella separazione di gas. In particolare l’analisi critica dei diagrammi permeabilità/selettività induce ad una valutazione approssimativa ma significativa delle possibili soluzioni tra cui optare per una data separazione di gas, considerando anche i parametri operativi tipici della stessa. Infine, vengono riportati e commentati dati di permeazione di miscele gassose in due diversi PIMs e nel polimero PTMSP, ponendo l’attenzione sulle reali condizioni operative con cui la tecnologia a membrane si deve confrontare in applicazioni reali.

Coating bioattivi su zirconia per applicazioni in campo biomedicale: stato dell'arte e prospettive

I materiali bioceramici, in base alla loro capacità d’interazione con l’osso e i tessuti del corpo umano, possono essere classificati in bioinerti e bioattivi. I materiali bioinerti, una volta impiantati, formano uno strato fibroso, non aderente, all’interfaccia con l’osso. Tale strato è una forma naturale di protezione che l’organismo adotta per isolare il materiale che viene, inizialmente, percepito come estraneo. Al contrario, i materiali bioattivi, una volta impiantati, mostrano una risposta biologica immediata, creando un legame attivo con l’osso e i tessuti nel quale vengono impiantati, favorendo e velocizzando la guarigione. La zirconia è un materiale ceramico altamente biocompatibile, definito come bioinerte per la sua scarsa capacità d’integrazione con l’osso ed i tessuti dell’organismo umano. Questa sua particolarità può, nel lungo termine, comprometterne la funzione fino ad arrivare, in alcuni casi, al totale malfunzionamento dell’impianto. Negli ultimi anni, diversi studi sono stati condotti con lo scopo di aumentare la capacità di biointegrazione della zirconia ed alcuni brevetti sono stati depositati. L’obiettivo del presente lavoro è quello di condurre un’analisi bibliografica ed una ricerca brevettuale sul tema dei coating bioattivi su zirconia per impianti dentali ed ortopedici. La necessità di condurre questo studio deriva dalla crescente richiesta di utilizzo della zirconia, in particolare, nel settore dentale. La zirconia rappresenta, infatti, ad oggi, il migliore candidato per la sostituzione dei metalli negli impianti dentali. Le buone proprietà meccaniche, l’eccellente biocompatibilità e l’aspetto estetico molto simile a quello dei denti naturali, rendono questo materiale particolarmente adatto a questo genere di applicazioni. La possibilità di rendere la sua superficie bioattiva rappresenta un importante miglioramento delle prestazioni in termini di biointegrazione, durabilità, sicurezza ed affidabilità.

Tecnologie per l'implementazione dell'iniezione diretta di benzina in motori ad accensione comandata

In questo elaborato sono stati analizzati i vantaggi di un motore benzina GDI rispetto ad un motore PFI, studiando in particolar modo le tecnologie per la formazione della miscela omogenea e stratificata, le configurazioni spray-guided, wall-guided e air-guided della camera di combustione, i principali iniettori utilizzati e le loro caratteristiche. Inoltre è stato eseguito un approfondimento sui parametri che influenzano maggiormente l'emissione di inquinanti come la fasatura delle valvole, la posizione dell'iniettore e l'iniezione multipla, cercando di ottimizzarli in funzione delle nuove normative europee relative alle emissioni per i motori benzina. Infine è stata verificata l'efficienza dell'applicazione del filtro antiparticolato per motori benzina ad iniezione diretta (GPF).

Metodi di analisi dei dati relativi alla sostenibilità ed ai consumi energetici dell’ambiente costruito

Nell' elaborato vengono descritti gli studi conseguiti sia a livello internazionale che nazionale riguardanti la sostenibilità e i consumi energetici dell' ambiente costruito, passando dai problemi di occupazione, crescita economica e riduzione di emissioni di gas ad effetto serra, proseguendo poi con gli obiettivi da adottare in termini anche di circular economy e industria 4.0 per arrivare ad un unico grande scenario, ovvero quello della Riqualificazione Energetica degli Edifici.

MAGGnet: an international network to foster mitigation of agricultural greenhouse gases.

Research networks provide a framework for review, synthesis and systematic testing of theories by multiple scientists across international borders critical for addressing global-scale issues. In 2012, a GHG research network referred to as MAGGnet (Managing Agricultural Greenhouse Gases Network) was established within the Croplands Research Group of the Global Research Alliance on Agricultural Greenhouse Gases (GRA). With involvement from 46 alliance member countries, MAGGnet seeks to provide a platform for the inventory and analysis of agricultural GHG mitigation research throughout the world. To date, metadata from 315 experimental studies in 20 countries have been compiled using a standardized spreadsheet. Most studies were completed (74%) and conducted within a 1-3-year duration (68%). Soil carbon and nitrous oxide emissions were measured in over 80% of the studies. Among plant variables, grain yield was assessed across studies most frequently (56%), followed by stover (35%) and root (9%) biomass. MAGGnet has contributed to modeling efforts and has spurred other research groups in the GRA to collect experimental site metadata using an adapted spreadsheet. With continued growth and investment, MAGGnet will leverage limited-resource investments by any one country to produce an inclusive, globally shared meta-database focused on the science of GHG mitigation.

Terra e Sviluppo: impatti di genere delle acquisizioni di terra su larga scala in Africa

Secondo il Report IFAD sulla povertà rurale, nel 2008, circa due terzi della popolazione africana viveva nelle aree rurali ed era in qualche modo coinvolta in attività agricole commerciali o di sussistenza (IFAD, 2011). L’agricoltura rappresenta il più importante settore economico per la popolazione africana e le donne risultano cruciali per la produzione agricola: rappresentano infatti il 62,8 per cento della forza lavoro (FAO, 2014). Dopo la crisi alimentare del 2007-2008 si è andato intensificando il fenomeno delle acquisizione di terre su larga scala in paesi del Sud del mondo, in particolare nel continente africano, da parte di multinazionali, governi, aziende nazionali e singoli soggetti privati. Questo processo è stato denominato anche land grabbing dalle principali organizzazioni internazionali e della società civile e ha avuto grande impatto mediatico a livello internazionale. L'intensificarsi del fenomeno ha portato a una progressiva perdita di controllo e accesso ad ampie porzioni di territorio da parte delle comunità locali, che non possono più disporre delle risorse naturali collegate alla terra. La cessione di ampi terreni avviene in molti casi senza trasparenza informativa, con violazione dei diritti umani e senza il consenso delle comunità che vi abitano e che coltivano tali aree, e a cui viene imposto un cambio radicale di vita. La terra è una risorsa centrale per l'identità, il sostentamento e la sicurezza alimentare di una comunità, dunque le conseguenze sono molteplici a livello sociale, culturale, economico e politico. Gli impatti sulle relazioni di genere e in particolare sulle donne delle comunità rurali risultano essere cruciali nel discorso sullo sviluppo. L’obiettivo di questo lavoro è indagare come le relazioni di genere, a seguito delle trasformazioni nella gestione della terra, si modificano amplificando squilibri già esistenti e creando conseguenze sulle logiche di potere delle comunità rurali e sulle vite delle persone che ne fanno parte.

Modellistica di accensione per candele ad arco elettrico in motori a combustione interna alternativi

Nel panorama mondiale di contenimento delle emissioni inquinanti in atmosfera é divenuto sempre più importante limitare la parte derivante dai motori a combustione interna: l'utilizzo di motori GDI a carica stratificata e di ricircolo dei gas di scarico (EGR) sono esempi di tecnologie pensate proprio in tale ottica. Sia la presenza di un ambiente magro che di EGR nel cilindro, come anche l'aumento della pressione nel cilindro per l'incremento della pressione di sovralimentazione o del rapporto di compressione, hanno lo svantaggio di limitare la velocità di combustione e rendere più sfavorevoli le condizioni di accensione della miscela; in questo scenario diviene di fondamentale importanza il miglioramento dei sistemi di accensione, la creazione di modelli volti a simularli e la comprensione dei fenomeni che ne stanno alla base. Il seguente lavoro di tesi si inserisce proprio in questo contesto, indagando le varie fasi di cui si compone il fenomeno dell'accensione e le relazioni che legano le variabili di interesse fisico, verificate sulla base di evidenze sperimentali. Successivamente vengono analizzati i principali modelli d'accensione che sono stati proposti e implementati in codici computazionali fluidodinamici; l'analisi mette in luce le differenze, i punti di forza e le semplificazioni introdotte in ognuno di essi, in modo da poterli valutare criticamente. La suddetta analisi é anche utile per introdurre il modello frutto del lavoro del gruppo di ricerca dell'Università di Bologna; ci si concentra particolarmente su quest'ultimo poiché un obiettivo di questo lavoro di tesi é stato proprio l'implementazione e l'utilizzo del modello in un codice fluidodinamico tridimensionale quale CONVERGE CFD. L'implementazione é stata poi validata attraverso simulazioni su una geometria reale di un motore a combustione interna ad elevate prestazioni, confrontando i risultati ottenuti con il nuovo modello rispetto ai dati sperimentali sulla combustione.

Dalla generazione di modelli 3D densi mediante TLS e fotogrammetria alla modellazione BIM

La tesi tratta la ricerca di procedure che permettano di rilevare oggetti utilizzando il maggior numero di informazioni geometriche ottenibili da una nuvola di punti densa generata da un rilievo fotogrammetrico o da TLS realizzando un modello 3D importabile in ambiente FEM. Il primo test si è eseguito su una piccola struttura, 1.2x0.5x0.2m, in modo da definire delle procedure di analisi ripetibili; la prima consente di passare dalla nuvola di punti “Cloud” all’oggetto solido “Solid” al modello agli elementi finiti “Fem” e per questo motivo è stata chiamata “metodo CSF”, mentre la seconda, che prevede di realizzare il modello della struttura con un software BIM è stata chiamata semplicemente “metodo BIM”. Una volta dimostrata la fattibilità della procedura la si è validata adottando come oggetto di studio un monumento storico di grandi dimensioni, l’Arco di Augusto di Rimini, confrontando i risultati ottenuti con quelli di altre tesi sulla medesima struttura, in particolare si è fatto riferimento a modelli FEM 2D e a modelli ottenuti da una nuvola di punti con i metodi CAD e con un software scientifico sviluppato al DICAM Cloud2FEM. Sull’arco sono state eseguite due tipi di analisi, una lineare sotto peso proprio e una modale ottenendo risultati compatibili tra i vari metodi sia dal punto di vista degli spostamenti, 0.1-0.2mm, che delle frequenze naturali ma si osserva che le frequenze naturali del modello BIM sono più simili a quelle dei modelli generati da cloud rispetto al modello CAD. Il quarto modo di vibrare invece presenta differenze maggiori. Il confronto con le frequenze naturali del modello FEM ha restituito differenze percentuali maggiori dovute alla natura 2D del modello e all’assenza della muratura limitrofa. Si sono confrontate le tensioni normali dei modelli CSF e BIM con quelle ottenute dal modello FEM ottenendo differenze inferiori a 1.28 kg/cm2 per le tensioni normali verticali e sull’ordine 10-2 kg/cm2 per quelle orizzontali.