Characterisation and calibration of optical counters for airborne particulate matter

Gli aerosol, sospensione colloidale in aria di particelle solide o liquide, sono parte integrante dell’atmosfera. Essi interagiscono con la radiazione solare influenzando il clima (effetto primario e secondario) e la visibilità atmosferica. Gli aerosol hanno effetti sulla salute umana con patologie degli apparati cardiovascolare e circolatorio. La presente tesi affronta alcuni aspetti critici dei contatori ottici di particelle (OPC), utilizzati per caratterizzare l’aerosol ambientale. Gli OPC si basano sullo scattering luminoso per fornire la concentrazione in numero e la distribuzione dimensionale degli aerosol in tempo reale. Gli obiettivi di questa tesi sono: 1)caratterizzare e migliorare le prestazioni di un OPC di nuova concezione (CompactOPC N1, Alphasense; in seguito COPC) rispetto a un OPC standard commerciale (Grimm 1.108; in seguito GRM); 2)realizzare un banco di prova per la calibrazione di un OPC utilizzato in camere bianche e ambienti sanitari (Laser Particle Sensor 3715-00, Kanomax; in seguito LPS). Per questa attività ha mostrato interesse un’azienda locale (Pollution Clean Air Systems S.p.A.; Budrio, BO). Le prove sperimentali sono state effettuate con aerosol indoor e con particelle monodisperse di latex polistirene (PSL) di dimensioni differenti campionando in parallelo con i diversi OPC e su filtro per osservazioni al microscopio elettronico a scansione (SEM). In questo modo si è ottenuto un valore assoluto di riferimento per la concentrazione di aerosol. I risultati ottenuti indicano un buon accordo tra le concentrazioni di particelle fornite dal GRM e quelle ottenute al SEM. Il lavoro ha inoltre permesso di migliorare le prestazioni del COPC modificando la versione di base. Inoltre, è stata effettuata la calibrazione del LPS tramite il banco di prova realizzato nella tesi. Il lavoro sperimentale è stato svolto presso il Laboratorio di Aerosol e Fisica delle Nubi dell’Istituto di Scienze dell’Atmosfera e del Clima (ISAC) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) a Bologna.

Determinazione empirica delle variazioni dimensionali in fase di calibratura di componenti prodotti per metallurgia delle polveri

La tecnologia MdP odierna risente di grosse limitazioni a causa di una inadeguata divulgazione, soprattutto a livello universitario, delle conoscenze sulle teorie dei processi e della progettazione di impianti ad essa legati. La conseguenza è l’accentramento del know-how all’interno delle aziende del settore (progettazione presse e impianti di sinterizzazione, sviluppo materie prime, progettazione stampi e cicli produttivi…) le quali, nel tempo, hanno creato al loro interno tecnici specializzati, laboratori di ricerca e sofisticati reparti R&D. Nonostante il risultato evidente oggi in Europa sia una buona preparazione tecnica da parte delle aziende operanti nel settore, la scarsa diffusione di conoscenze anche negli altri ambiti dell’ingegneria e della progettazione meccanica rende spesso difficile l’incontro tra due realtà che potrebbero invece aprire nuovi settori di produzione e/o il miglioramento di progetti noti. Questo lavoro è fondato sulla base di tali considerazioni e svolto interamente all’interno di una delle più importanti realtà industriali nazionali in questo campo: Sinteris S.p.A. (Bologna). Dopo una descrizione del processo classico, si passerà ad analizzare, tramite prove in laboratorio, il processo di calibratura di rotori pompa per circuiti lubrificanti in campo automotiv. Lo studio riguarda il rilievo e il confronto delle variazioni dimensionali ottenute a diverse percentuali di calibratura su rotori di diverse altezze (entro e oltre i limiti progettuali fino ad oggi realizzati in Sinteris) allo scopo di far luce sulle deformazioni plastiche che condizionano la conformità dei pezzi sinterizzati sottoposti a calibratura entro stampi rigidi di dimensioni note. Lo scopo ideale di questa ricerca è trovare una legge su base empirica che consenta all’Engineering di progettare stampi di calibratura e percentuali di schiacciamento che garantiscano, ad ogni montaggio, la conformità dimensionale di attuali e futuri progetti di pompe a lobi.

Il teorema di Borsuk-Ulam

Il teorema di Borsuk-Ulam asserisce che, data una funzione continua f da S^n in R^n, esiste una coppia di punti antipodali sulla sfera che vengono mandati da f nello stesso punto. In questa tesi si vede l'equivalenza di sei diverse formulazioni del teorema e se ne dà una dimostrazione nel caso 2-dimensionale, utilizzando spazi di orbite, gruppo fondamentale e rivestimenti. Si studiano alcune sue dirette conseguenze come generalizzazioni di risultati preliminari sulla suddivisione di regioni piane, dandone anche un’interpretazione fisica e si vede come tutto questo si applica al “Ham Sandwich Theorem” in R^3.

Varietà algebriche affini

In questa tesi introdurremo la topologia di Zariski sullo spazio affine n-dimensionale. Ne mostreremo alcune proprietà e arriveremo a dimostrare che ogni insieme algebrico è esprimibile come unione finita di varietà.

Wie und wann werden Rapid-Technologien in der Medizintechnik wirtschaftlich?

Die Dentalindustrie heutzutage steht vor einem grundlegendem Wechsel der Herstellverfahren vom handgefertigten Objekt durch den Zahntechniker zur Mass Customization mittels Rapid-Technologien. Durch fortwährende Entwicklungen im Bereich bildgebender Verfahren stehen sowohl dem Mediziner als auch für die nachfolgenden Prozeßketten in steigendem Maße 3 dimensionale Datensätze zur Verfügung.

Mikro- versus Makroperspektive der retributiven Gerechtigkeit, Strafziele und die Forderung nach Strafe

Wie Personen auf Straftaten reagieren und welche Strafziele sie dabei verfolgen, war bisher kaum Gegenstand psychologischer Forschung. In der vorliegenden Arbeit wird die dimensionale Struktur der Präferenz von Strafzielen untersucht. In zwei Befragungen wurden juristischen Laien Fallgeschichten zur Beurteilung vorgelegt (Raubüberfall, Körperverletzung, Betrug, Vergewaltigung). Die multivariaten Auswertungen weisen eine hohe Übereinstimmung auf: Strafziele lassen sich durch die zwei voneinander unabhängigen Dimensionen Strafhärte und Mikro- versus Makroperspektive klassifizieren. Wird eine Makroperspektive eingenommen, so ist dies mit einer stärkeren Gewichtung von Gesellschaftsinteressen verbunden sowie mit der Präferenz für das Strafziel der positiven Generalprävention. Die Mikroperspektive ist hingegen mit der Überzeugung verbunden, dass Gerechtigkeit insbesondere aus der Perspektive der konkret Beteiligten herzustellen ist. Je nach geforderter Strafhärte geht die Mikroperspektive mit einem Bias entweder für das Opfer und das Strafziel der Vergeltung oder aber für den Täter und das Strafziel der Resozialisierung einher.

Wirksamkeit kognitiver Remediationstherapie bei schizophren Erkrankten mit ausgeprägter Negativsymptomatik

Einleitung Die Behandlung von Negativsymptomen ist bei schizophren Erkrankten bis heute wenig erfolgsversprechend. Wenige Studien zeigen inkonsistente Befunde und berichten ausschliesslich über eine dimensionale Reduktion von Negativsymptomen, jedoch nicht über Remissionsraten bei ausgeprägter Negativsymptomatik. Gegenwärtig wird der mögliche Nutzen Kognitiver Remediationstherapie zur Behandlung von Negativsymptomen diskutiert. Die von unserer Arbeitsgruppe entwickelte Integrierte Neurokognitive Therapie (INT) stellt einen Kognitiven Remediationsansatz im Gruppensetting dar und vereint Interventionen zu allen kognitiven MATRICS-Dimensionen in einem einheitlichen Therapiekonzept. Methode In einer internationalen multizentrischen RCT mit 138 ambulanten schizophrenen Patienten (DSM IV-TR) wurde die INT mit einer Standardbehandlung (TAU) verglichen. In Anlehnung an die vorgeschlagenen PANSS-Kriterien der „Remission in Schizophrenia Working Group“ (RSWG) wurden aus der Stichprobe eine Gruppe mit ausgeprägten Negativsymtomen (GN) während der Baselineerhebung definiert (n=53). Als Referenz diente eine Gruppe mit persistierenden Positivsymptomen ohne Negativsymptome (GP, n=31) sowie eine remittierte Gruppe (RG, n=54) ohne Symptome. Eine Testbatterie zu kognitiven und sozialen Funktionen sowie ein PANSS-Interview wurden vor und nach der Therapiephase von 15 Wochen sowie nach einer Einjahreskatamnese erhoben, um die Wirksamkeit von INT bei Patienten mit ausgeprägter Negativsymptomatik zu quantifizieren. Ergebnisse 1) Symptomreduktion: in der Zielgruppe GN zeigten signifikant mehr INT-Patienten (55%) als TAU-Patienten (26%) während der Therapiephase eine Remission der Negativsymptomatik. Auch nach der Katamnese erzielte INT (82%) signifiaknt höhere Remissionsraten als TAU (50%). Dagegen waren in GP keine signifikanten Symptomreduktionen gegenüber TAU nachweisbar. In RG waren signifikant geringere Rückfallraten (Symptomanstieg) bei INT (13%) gegenüber TAU (50%) nach der Therapie feststellbar. 2) Kognitive Funktionen: signifiante Effekte in GN und in RG zu Gunsten von INT konnten bezüglich der Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung und der Aufmerksamkeit gegenüber TAU nachgewiesen werden. 3) Soziale Funktionen: INT erzielte in GN und in RG eine signifikante Überlegenheit im psychsozialen Funktionsniveau (Generalisierungeffekt). Kognitive Remediationstherapie reduziert ausgeprägte Negativsymptome, unterstützt die Rückfallprophylaxe und verbessert kognitive und soziale Funktionen auch bei Patienten mit Negativsymptomen.

Ornstein-Uhlenbeck operator in convex domains of Banach spaces

Studiamo l'operatore di Ornstein-Uhlenbeck e il semigruppo di Ornstein-Uhlenbeck in un sottoinsieme aperto convesso $\Omega$ di uno spazio di Banach separabile $X$ dotato di una misura Gaussiana centrata non degnere $\gamma$. In particolare dimostriamo la disuguaglianza di Sobolev logaritmica e la disuguaglianza di Poincaré, e grazie a queste disuguaglianze deduciamo le proprietà spettrali dell'operatore di Ornstein-Uhlenbeck. Inoltre studiamo l'equazione ellittica $\lambdau+L^{\Omega}u=f$ in $\Omega$, dove $L^\Omega$ è l'operatore di Ornstein-Uhlenbeck. Dimostriamo che per $\lambda>0$ e $f\in L^2(\Omega,\gamma)$ la soluzione debole $u$ appartiene allo spazio di Sobolev $W^{2,2}(\Omega,\gamma)$. Inoltre dimostriamo che $u$ soddisfa la condizione di Neumann nel senso di tracce al bordo di $\Omega$. Questo viene fatto finita approssimazione dimensionale.

Particelle di cellulosa come nuclei di ghiacciamento in nube

La formazione del ghiaccio nelle nubi avviene prevalentemente per nucleazione eterogenea, grazie alla presenza di nuclei di ghiacciamento (Ice Nucleating Particles, INP), ovvero particelle di aerosol (prevalentemente polveri minerali) in grado di favorire la solidificazione di una gocciolina o il passaggio diretto dalla fase vapore alla fase ghiaccio. Recentemente, l'interesse si è esteso anche all'aerosol di tipo biologico (funghi, spore, etc.), in grado di agire come INP a temperature più elevate rispetto all'aerosol minerale. Il lavoro sperimentale di questa tesi, svolto presso il laboratorio del gruppo Nubi e Precipitazioni dell’ISAC-CNR di Bologna, ha avuto come obiettivo lo studio della capacità della cellulosa di agire come INP. Esso si inserisce in un’attività di ricerca internazionale dedicata allo studio degli INP (progetto Ice NUclei research unIT, INUIT, Germania). Il lavoro sperimentale ha riguardato la messa a punto di due diversi sistemi di generazione dell'aerosol di cellulosa, la caratterizzazione dimensionale delle particelle, la loro osservazione al microscopio elettronico e la preparazione dei filtri per le misure di INP. I risultati ottenuti hanno evidenziato che le proprietà nucleanti della cellulosa sono inferiori rispetto alle polveri minerali ma paragonabili ad altri materiali, come la cenere vulcania e l'aerosol marino. Quindi, in aree ricche di vegetazione o dove le polveri minerali non sono abbondanti, la cellulosa potrebbe costituire un importante materiale per la formazione del ghiaccio nelle nubi miste. Misure preliminari hanno evidenziato come le particelle di cellulosa con dimensioni inferiori a 0,5μm risultano meno attive nella nucleazione del ghiaccio rispetto a quelle di dimensioni maggiori. I risultati ottenuti sono stati presentati al Congresso PM2016 (Roma, 17-19 maggio 2016) e saranno presentati in un poster alla prossima European Aerosol Conference (Tours, Francia, 4-6 settembre 2016).

Molteplicità dell'intersezione di curve algebriche piane

La tesi si prefigge di definire la molteplicità dell’intersezione tra due curve algebriche piane. La trattazione sarà sviluppata in termini algebrici, per mezzo dello studio degli anelli locali. In seguito, saranno discusse alcune proprietà e sarà proposto qualche esempio di calcolo. Nel terzo capitolo, l’interesse volgerà all’intersezione tra una varietà e un’ipersuperficie di uno spazio proiettivo n-dimensionale. Verrà definita un’ulteriore di molteplicità dell’intersezione, che costituirà una generalizzazione di quella menzionata nei primi due capitoli. A partire da questa definizione, sarà possibile enunciare una versione estesa del Teorema di Bezout. L’ultimo capitolo focalizza l’attenzione nuovamente sulle curve piane, con l’intento di studiarne la topologia in un intorno di un punto singolare. Si introduce, in particolare, l’importante nozione di link di un punto singolare.

Impianti di depurazione delle acque: SBR

In questo elaborato è stato discusso il tema della depurazione delle acque reflue, in particolar modo il sistema SBR. L'SBR (Sequencing Batch Reactors) è un sistema di impianti di depurazione composto da una vasca di raccolta del liquame e una o più vasche in parallelo, i reattori, che consistono nel vero e proprio cure dell'impianto. Di fatto le fasi del processo depurativo restano immutate rispetto ad un impianto tradizionale, ma l'SBR introduce come nuovo parametro dimensionale il tempo. infatti, tutti i trattamenti depurativi sono svolti sequenzialmente nel reattore. Un programma gestisce le varie fasi del trattamento esclusivamente sulla base della loro durata (stabilita relativamente alla natura del refluo e quindi ai trattamenti da svolgere in maniera più o meno intensiva). Questa caratteristica rende l'intero impianto molto versatile nel caso di variazioni dei dati in ingresso. Per questo motivo gli impianti SBR sono ottimi per la piccola media impresa, in quanto sono facilmente adattabili alle variazioni stagionali di produzione. Sono inoltre possibili realizzazioni di impianti per il trattamento di ingenti portate, o elevate concentrazioni, ponendo più reattori in parallelo alimentati dalle stessa vasca di accumulo. In questo modo è possibile svolgere un maggiore numero di cicli depurativi al giorno e quindi rispettare i valori normativi in uscita dell'impianto. In conclusione questa tipologia d'impianto presenta notevoli vantaggi fra i quali anche quello di avere bassi costi operativi. La motivazione di ciò sta nel fatto che l'impianto lavora solo se ha effettivamente una portata, per cui se non vi è presenza di refluo il reattore non lavora e quindi non comporta costi.

Il Moto Browniano Matematico

Nella tesi viene presentata la definizione assiomatica del moto browniano, che ha le sue basi nella teoria della probabilità, come risulta naturale, essendo il moto browniano l'immagine macroscopica che emerge dallo spostamento casuale di una particella che si muove in uno spazio d-dimensionale senza compiere salti eccessivamente grandi. Perciò preliminarmente si propone la descrizione dello spazio di probabilità in cui si lavora, in particolare si costruisce una misura di probabilità, detta misura di Wiener. Quindi si dà prova dell'effettiva esistenza del moto browniano attraverso due diverse argomentazioni, che fanno riferimento l’una a Paley e Wiener, l'altra a Lévy. Nel primo caso la costruzione del moto browniano è basata sull'utilizzo di variabili aleatorie complesse con distribuzione gaussiana e di serie convergenti in L^2 e adopera risultati della teoria delle serie di Fourier; nel secondo caso il moto browniano è costruito come limite uniforme di funzioni continue. Infine si analizzano le principali caratteristiche matematiche del moto browniano, in particolare le proprietà di continuità Holder, di non monotonia e di non differenziabilità.

L'evoluzione della normativa sull'agricoltura biologica europea ed analisi del nuovo reg.8482018

Il concetto di agricoltura biologica in Europa esisteva già da prima che la Comunità Europea promulgasse un regolamento in materia. Già nel 1946, infatti, seguendo le teorie di Steiner e l’operato della Soil Association, si diffuse l’idea di come una gestione alternativa al convenzionale utilizzo intensivo dei terreni, potesse garantire una produzione sostenibile, salvaguardando ambiente, fertilità del suolo e biodiversità. A seguito di ciò, infatti, nacque il primo disciplinare privato tra produttori afferenti l’associazione inglese. Successivamente, altri disciplinari privati si diffusero in tutta Europa, che vedrà anche nascere IFOAM, una organizzazione tesa a garantire l’armonizzazione dei principi e degli obiettivi della disciplina biologica adottata dai diversi disciplinari privati nei diversi Stati. La CE intervenne promulgando dapprima il Reg CE 2092/91, a cui è seguito l’attuale Reg. UE 834/07, un importante caposaldo legislativo nel quale si estende l’applicazione a produzioni prima esclusi e si allineano in modo mirato gli obbiettivi e gli scopi originari. Più recentemente, la costante evoluzione dimensionale del settore, l’entrata in vigore di piani di sostenibilità e le criticità riscontrate per alcuni aspetti nell’attuale regolamento aprirono di fatto la strada ad un iter di revisione e di lavori istituzionali sfociati, il 30/05/18, nell’entrata in vigore del nuovo Reg. 848/18 in applicazione a partire da gennaio 2022. Il presente lavoro si prefigge di analizzare l’evoluzione della normativa relativa all’agricoltura biologica ponendo in risalto le ragioni che hanno portato alle recenti modifiche ed illustrando alcune delle novità più importanti introdotte dal REG UE 848/18, fra i quali le eccezioni al disciplinare biologico, la certificazione di gruppo, il principio di conformità in materia di importazioni e soprattutto l’allargamento del campo d’applicazione a nuovi prodotti non più strettamente connessi al settore alimentare

Crescita volumetrica dei miomi uterini: analisi dei fattori di rischio

I miomi uterini sono la neoplasia uterina più comune e colpiscono fino al 30% delle donne in età fertile. Nonostante l’elevata prevalenza, pochi studi in Letteratura hanno analizzato i fattori di rischio per la crescita dei miomi uterini, mostrando spesso dei risultati contrastanti. Nel nostro studio osservazionale prospettico sono state arruolate pazienti che rispettassero i criteri di inclusione e di esclusione, con diagnosi di miomi uterini evidenziati mediante ecografia eseguita presso i nostri ambulatori, a partire da giugno 2017. A partire da gennaio 2019, sono state ricercate mensilmente le pazienti precedentemente arruolate che erano tornate presso i nostri ambulatori per esecuzione di ulteriore ecografia, a distanza di 24 ± 5 mesi, fino a raggiungere il campione designato, cioè 450 pazienti totali. È stato, quindi, valutato il tasso di crescita annuo del mioma di maggiori dimensioni ed è stato utilizzato l'approccio polinomiale frazionario multivariabile per selezionare i fattori di rischio anamnestici ed ecografici legati all’incremento volumetrico. Circa la metà dei miomi uterini analizzati ha mostrato stabilità dimensionale nel corso del follow-up (crescita ≤10%), mentre la restante metà ha mostrato una crescita > 10%. Il solo fattore di rischio associato alla crescita volumetrica dei miomi uterini è risultato essere il volume del mioma durante l’ecografia di arruolamento (P = 0.001), quindi miomi di piccole dimensioni presentano un tasso di crescita maggiore rispetto ai miomi di grandi dimensioni. Lo studio ha raccolto la più ampia casistica in Letteratura nella valutazione del naturale andamento di modifica dimensionale dei miomi uterini. Sebbene siano necessari ulteriori studi con campione più ampio, questi dati possono fornire un utile supporto per eseguire un adeguato counselling con le pazienti nella pratica clinica quotidiana.

Qualificazione di conglomerati bituminosi di riciclo (RAP) come aggregati per calcestruzzi sostenibili

Per conglomerato bituminoso di riciclo (Recycled Asphalt Pavement, RAP) si intende il materiale rimosso dalle pavimentazioni stradali in seguito ad opere di manutenzione. Per sua natura, dunque, tale materiale è costituito da aggregati naturali ricoperti da bitume in superficie. Il riciclo del RAP per la produzione di nuovo conglomerato bituminoso è da tempo in uso; tuttavia, una grande quantità di RAP rimane stoccata in impianto o inviato in discarica. Di conseguenza, diversi studi scientifici hanno investigato l’impiego del RAP in sostituzione agli aggregati naturali per la produzione di calcestruzzo, ma ancora non ci sono ricerche specifiche che valutano le caratteristiche del RAP come aggregato e la durabilità sul calcestruzzo realizzato con RAP. Questa tesi si sviluppa nell’ambito di un progetto, finanziato dalla Fondazione Cariplo, sull’economia circolare per l’utilizzo dei RAP nei calcestruzzi (coordinatore del progetto: Politecnico di Milano, partners del progetto: Università di Bologna, UniBO/DICAM e Istituto per le Tecnologie della Costruzione – Consiglio Nazionale delle Ricerche, ITC-CNR). Gli obiettivi di questa tesi sono stati la caratterizzazione dei RAP provenienti da cinque siti di produzione differenti e l’analisi di calcestruzzi realizzati con diverse percentuali di RAP e tipi di cemento. Si è voluto studiare come l’impiego di questo materiale di riciclo influenzi le proprietà del calcestruzzo indurito. I risultati ottenuti sui diversi RAP hanno messo in luce differenze fra le diverse forniture e rispetto agli aggregati naturali comunemente utilizzati in miscele di calcestruzzo. Inoltre, lo strato bituminoso esterno influenza notevolmente le proprietà del RAP nei confronti dell’adesione con la matrice cementizia. Nei calcestruzzi contenenti RAP è stato riscontrato un generale aumento di porosità aperta e di macro-porosità rispetto ad un calcestruzzo ordinario, caratteristiche che possono influire sulla durabilità del prodotto.