Desarrollo de las infraestructuras portuarias y su implicación en el esfuerzo pesquero para La Palma (Canarias)

Máster en Gestión Sostenible de los Recursos Pesqueros

Decadal changes in the structure of Cymodocea nodosa seagrass meadows: natural vs. human influences

[EN] Seagrass meadows are deteriorating worldwide. However, numerous declines are still unreported, which avoid accurate evaluations of seagrass global trends. This is particularly relevant for the western African coast and nearby oceanic archipelagos in the eastern Atlantic. The seagrass Cymodocea nodosa is an ecological engineer on shallow soft bottoms of the Canary Islands. A comparative decadal study was conducted in 21 C. nodosa seagrass meadows at Gran Canaria Island to compare the structure (shoot density, leaf length and cover) between 2003 and 2012. Overall, 11 meadows exhibited a severe regression, while 10 remained relatively stable. During this period, natural influences (sea surface temperature, Chlorophyll-a concentration and PAR light, as well as the number of storm episodes detaching seagrasses) had a low predictive power on temporal patterns in seagrass structure. In contrast, proximity from a range of human-mediated influences (e.g. the number of outfalls and ports) seem to be related to the loss of seagrass; the rate of seagrass erosion between 2003 and 2012 was significantly predicted by the number of human-mediated impacts around each meadow. This result highlights promoting management actions to conserve meadows of C. nodosa at the study region through efficient management of local impacts

Cabo Verde, "Pousada" nos Caminhos do Atlântico. Interinluências culturais num arquipélago miscigenado

[POR] Descoberto entre 1460 e 1462, o Arquipélago de Cabo Verde, situado no Oceano Atlântico, constituiu ao longo de vários séculos, escala obrigatória dos navios que faziam as ligações atlânticas entre os portos das Américas, da Europa e da África Graças a sua situação privilegiada, o espaço cabo-verdiano não foi um mero ponto de reabastecimento, mas também um importante ponto de cruzamento de culturas e de raças. Pretende-se, neste texto, abordar o papel que Cabo Verde teve no Atlântico incidindo, particularmente, na dimensão cultural resultante do contacto entre povos e culturas provenientes de diferentes paragens que se fixaram no arquipélago ou que por aqui passaram. Procurar-se-á evidenciar não só a importância que Cabo Verde teve enquanto ponto de passagem obrigatória mas, sobretudo, as contribuições que mais marcadamente se denunciaram, isto é, os apports culturais que mais se acentuaram em Cabo Verde, como processos recebidos dos estrangeiros que por estas ilhas se cruzaram.

Teoria e applicazioni sul tema della logistica urbana

Il tema della Logistica Urbana è un argomento complesso che coinvolge diverse discipline. Infatti, non è possibile affrontare la distribuzione delle merci da un solo punto di vista. Da un lato, infatti, manifesta l’esigenza della città e della società in generale di migliorare la qualità della vita anche attraverso azioni di contenimento del traffico, dell’inquinamento e degli sprechi energetici. A questo riguardo, è utile ricordare che il trasporto merci su gomma costituisce uno dei maggiori fattori di impatto su ambiente, sicurezza stradale e congestione della viabilità urbana. Dall’altro lato vi sono le esigenze di sviluppo economico e di crescita del territorio dalle quali non è possibile prescindere. In questa chiave, le applicazioni inerenti la logistica urbana si rivolgono alla ricerca di soluzioni bilanciate che possano arrecare benefici sociali ed economici al territorio anche attraverso progetti concertati tra i diversi attori coinvolti. Alla base di tali proposte di pratiche e progetti, si pone il concetto di esternalità inteso come l’insieme dei costi esterni sostenuti dalla società imputabili al trasporto, in particolare al trasporto merci su gomma. La valutazione di questi costi, che rappresentano spesso una misurazione qualitativa, è un argomento delicato in quanto, come è facile immaginare, non può essere frutto di misure dirette, ma deve essere dedotto attraverso meccanismi inferenziali. Tuttavia una corretta definizione delle esternalità definisce un importante punto di partenza per qualsiasi approccio al problema della Logistica Urbana. Tra gli altri fattori determinanti che sono stati esplorati con maggiore dettaglio nel testo integrale della tesi, va qui accennata l’importanza assunta dal cosiddetto Supply Chain Management nell’attuale assetto organizzativo industriale. Da esso dipendono approvvigionamenti di materie prime e consegne dei prodotti finiti, ma non solo. Il sistema stesso della distribuzione fa oggi parte di quei servizi che si integrano con la qualità del prodotto e dell’immagine della Azienda. L’importanza di questo settore è accentuata dal fatto che le evoluzioni del commercio e l’appiattimento dei differenziali tra i sistemi di produzione hanno portato agli estremi la competizione. In questa ottica, minimi vantaggi in termini di servizio e di qualità si traducono in enormi vantaggi in termini di competitività e di acquisizione di mercato. A questo si aggiunge una nuova logica di taglio dei costi che porta a ridurre le giacenze di magazzino accorciando la pipeline di produzione ai minimi termini in tutte le fasi di filiera. Naturalmente questo si traduce, al punto vendita in una quasi totale assenza di magazzino. Tecnicamente, il nuovo modello di approvvigionamento viene chiamato just-in-time. La ricerca che è stata sviluppata in questi tre anni di Dottorato, sotto la supervisione del Prof. Piero Secondini, ha portato ad un approfondimento di questi aspetti in una chiave di lettura ad ampio spettro. La ricerca si è quindi articolata in 5 fasi: 1. Ricognizione della letteratura italiana e straniera in materia di logistica e di logistica urbana; 2. Studio delle pratiche nazionali ed europee 3. Analisi delle esperienze realizzate e delle problematiche operative legate ai progetti sostenuti dalla Regione Emilia Romagna 4. Il caso di studio di Reggio Emilia e redazione di più proposte progettuali 5. Valutazione dei risultati e conclusioni Come prima cosa si è quindi studiata la letteratura in materia di Logistica Urbana a livello nazionale. Data la relativamente recente datazione dei primi approcci nazionali ed europei al problema, non erano presenti molti testi in lingua italiana. Per contro, la letteratura straniera si riferisce generalmente a sistemi urbani di dimensione e configurazione non confrontabili con le realtà nazionali. Ad esempio, una delle nazioni che hanno affrontato per prime tale tematica e sviluppato un certo numero di soluzioni è stata il Giappone. Naturalmente, città come Tokyo e Kyoto sono notevolmente diverse dalle città europee ed hanno necessità ed esigenze assai diverse. Pertanto, soluzioni tecnologiche e organizzative applicate in questi contesti sono per la maggior parte inattuabili nei contesti del vecchio continente. Le fonti che hanno costituito maggiore riferimento per lo sviluppo del costrutto teorico della tesi, quindi, sono state i saggi che la Regione Emilia Romagna ha prodotto in occasione dello sviluppo del progetto City Ports di cui la Regione stessa era coordinatore di numerosi partners nazionali ed europei. In ragione di questo progetto di ricerca internazionale, l’Emilia Romagna ha incluso il trattamento della logistica delle merci negli “Accordi di Programma per il miglioramento della qualità dell’aria” con le province ed i capoluoghi. In Questo modo si è posta l’attenzione sulla sensibilizzazione delle Pubbliche Amministrazioni locali verso la mobilità sostenibile anche nell’ambito di distribuzione urbana delle merci. Si noti infatti che l’impatto sulle esternalità dei veicoli leggeri per il trasporto merci, quelli cioè che si occupano del cosiddetto “ultimo miglio” sono di due ordini di grandezza superiori rispetto a quelli dei veicoli passeggeri. Nella seconda fase, la partecipazione a convegni di ambito regionale e nazionale ha permesso di arricchire le conoscenze delle best-practice attuate in Italia per lo sviluppo di strumenti finalizzati ad condividere i costi esterni della mobilità delle merci con gli operatori logistici. In questi contesti è stato possibile verificare la disponibilità di tre linee di azione sulle quali, all’interno del testo della tesi si farà riferimento molto spesso: - linea tecnologica; - linea amministrativa; - linea economico/finanziaria. Nel discutere di questa tematica, all’interno di questi contesti misti in cui partecipavano esponenti della cultura accademica, delle pubbliche amministrazioni e degli operatori, ci si è potuti confrontare con la complessità che il tema assume. La terza fase ha costituito la preparazione fondamentale allo studio del caso di studio. Come detto sopra, la Regione Emilia Romagna, all’interno degli Accordi di Programma con le Province, ha deliberato lo stanziamento di co-finanziamenti per lo sviluppo di progetti, integrati con le pratiche della mobilità, inerenti la distribuzione delle merci in città. Inizialmente, per tutti i capoluoghi di provincia, la misura 5.2 degli A.d.P. prevedeva la costruzione di un Centro di Distribuzione Urbana e l’individuazione di un gestore dei servizi resi dallo stesso. Successive considerazioni hanno poi portato a modifiche della misura lasciando una maggiore elasticità alle amministrazioni locali. Tramite una esperienza di ricerca parallela e compatibile con quella del Dottorato finanziata da un assegno di ricerca sostenuto dall’Azienda Consorziale Trasporti di Reggio Emilia, si è potuto partecipare a riunioni e seminari presentati dalla Regione Emilia Romagna in cui si è potuto prendere conoscenza delle proposte progettuali di tutte le province. L’esperienza di Reggio Emilia costituisce il caso di studio della tesi di Dottorato. Le molteplici problematiche che si sono affrontate si sono protratte per tempi lunghi che hanno visto anche modifiche consistenti nell’assetto della giunta e del consiglio comunali. Il fatto ha evidenziato l’ennesimo aspetto problematico legato al mantenimento del patrimonio conoscitivo acquisito, delle metodiche adottate e di mantenimento della coerenza dell’impostazione – in termini di finalità ed obiettivi – da parte dell’Amministrazione Pubblica. Essendo numerosi gli attori coinvolti, in un progetto di logistica urbana è determinante per la realizzazione e la riuscita del progetto che ogni fattore sia allineato e ben informato dell’evoluzione del progetto. In termini di programmazione economica e di pianificazione degli interventi, inoltre, la pubblica amministrazione deve essere estremamente coordinata internamente. Naturalmente, questi sono fattori determinanti per ogni progetto che riguarda le trasformazioni urbane e lo sviluppo delle città. In particolare, i diversi settori (assessorati) coinvolti su questa tematica, fanno o possno fare entrare in situazioni critiche e rischiose la solidità politica dello schieramento di maggioranza. Basti pensare che la distribuzione delle merci in città coinvolge gli assessorati della mobilità, del commercio, del centro storico, dell’ambiente, delle attività produttive. In funzione poi delle filiere che si ritiene di coinvolgere, anche la salute e la sicurezza posso partecipare al tavolo in quanto coinvolte rispettivamente nella distribuzione delle categorie merceologiche dei farmaci e nella security dei valori e della safety dei trasporti. L’esperienza di Reggio Emilia è stata una opportunità preziosissima da molteplici punti di vista. Innanzitutto ha dato modo di affrontare in termini pratici il problema, di constatare le difficoltà obiettive, ad esempio nella concertazione tra gli attori coinvolti, di verificare gli aspetti convergenti su questo tema. Non ultimo in termini di importanza, la relazione tra la sostenibilità economica del progetto in relazione alle esigenze degli operatori commerciali e produttivi che ne configurano gli spazi di azione. Le conclusioni del lavoro sono molteplici. Da quelle già accennate relative alla individuazione delle criticità e dei rischi a quelle dei punti di forza delle diverse soluzioni. Si sono affrontate, all’interno del testo, le problematiche più evidenti cercando di darne una lettura costruttiva. Si sono evidenziate anche le situazioni da evitare nel percorso di concertazione e si è proposto, in tal proposito, un assetto organizzativo efficiente. Si è presentato inoltre un modello di costruzione del progetto sulla base anche di una valutazione economica dei risultati per quanto riguarda il Business Plan del gestore in rapporto con gli investimenti della P.A.. Si sono descritti diversi modelli di ordinanza comunale per la regolamentazione della circolazione dei mezzi leggeri per la distribuzione delle merci in centro storico con una valutazione comparativa di meriti ed impatti negativi delle stesse. Sono inoltre state valutate alcune combinazioni di rapporto tra il risparmio in termini di costi esterni ed i possibili interventi economico finanziario. Infine si è analizzato il metodo City Ports evidenziando punti di forza e di debolezza emersi nelle esperienze applicative studiate.

Nonlinear/electromagnetic co-simulation of microwaves and millimeter-waves links

The Ph.D. thesis describes the simulations of different microwave links from the transmitter to the receiver intermediate-frequency ports, by means of a rigorous circuit-level nonlinear analysis approach coupled with the electromagnetic characterization of the transmitter and receiver front ends. This includes a full electromagnetic computation of the radiated far field which is used to establish the connection between transmitter and receiver. Digitally modulated radio-frequency drive is treated by a modulation-oriented harmonic-balance method based on Krylov-subspace model-order reduction to allow the handling of large-size front ends. Different examples of links have been presented: an End-to-End link simulated by making use of an artificial neural network model; the latter allows a fast computation of the link itself when driven by long sequences of the order of millions of samples. In this way a meaningful evaluation of such link performance aspects as the bit error rate becomes possible at the circuit level. Subsequently, a work focused on the co-simulation an entire link including a realistic simulation of the radio channel has been presented. The channel has been characterized by means of a deterministic approach, such as Ray Tracing technique. Then, a 2x2 multiple-input multiple-output antenna link has been simulated; in this work near-field and far-field coupling between radiating elements, as well as the environment factors, has been rigorously taken into account. Finally, within the scope to simulate an entire ultra-wideband link, the transmitting side of an ultrawideband link has been designed, and an interesting Front-End co-design technique application has been setup.

Controllo ottico automatizzato di circuiti fotonici integrati: Progettazione, realizzazione e valutazione

In this report a new automated optical test for next generation of photonic integrated circuits (PICs) is provided by the test-bed design and assessment. After a briefly analysis of critical problems of actual optical tests, the main test features are defined: automation and flexibility, relaxed alignment procedure, speed up of entire test and data reliability. After studying varied solutions, the test-bed components are defined to be lens array, photo-detector array, and software controller. Each device is studied and calibrated, the spatial resolution, and reliability against interference at the photo-detector array are studied. The software is programmed in order to manage both PIC input, and photo-detector array output as well as data analysis. The test is validated by analysing state-of-art 16 ports PIC: the waveguide location, current versus power, and time-spatial power distribution are measured as well as the optical continuity of an entire path of PIC. Complexity, alignment tolerance, time of measurement are also discussed.

La riforma dell'ordinamento portuale

Il presente elaborato si prefigge l’obiettivo di verificare la reale e concreta applicazione delle disposizioni derivanti dall’ordinamento comunitario, all’interno della realtà portuale italiana, che, consapevole del fatto che i porti costituiscono forti infrastrutture nonché fonte di ricchezza per il paese, avverte l’esigenza di modificare fermamente il regime amministrativo dei propri porti. Le profonde innovazioni introdotte nel sistema portuale italiano a seguito della riforma del 1994, attraverso l’introduzione di assetti istituzionali ed organizzativi, hanno favorito la crescita dei traffici marittimi del paese. In ragione dei significativi mutamenti che hanno segnato la realtà economica mondiale negli ultimi anni, in cui si è assistito, al fenomeno della c.d. globalizzazione economica, che spinge verso la delocalizzazione produttiva e verso l’apertura di nuovi mercati di consumo, particolare attenzione è stata posta alle esigenze nascenti all’interno del sistema portuale, di apportare delle significative modifiche alla Legge 84/1994, per affrontare le nuove sfide poste dalla competizione comunitaria ed internazionale, e migliorare l’efficienza delle attività produttive ed uniformare l’impianto normativo. Nello specifico è stato esaminato il testo unificato della recente proposta di legge di riforma del settore portuale, le cui novità maggiormente rilevanti si sviluppano essenzialmente su tre livelli: la governance dei porti, la programmazione e la pianificazione delle aree, le attività economiche ed i servizi portuali. In maniera precisa e dettagliata, si è proceduto all’analisi dei servizi portuali tecnico-nautici, prestando attenzione alle prospettive di liberalizzazione del settore ed al principio di uniformità in materia tariffaria, al fine di rendere detti servizi funzionali e trasparenti. Infine, l’attenzione è stata posta alla realtà portuale a livello comunitario, esaminando le recenti disposizioni emanate dalle istituzioni comunitarie, al fine di verificare il miglior funzionamento dei porti marittimi e lo sviluppo della rete transeuropea di trasporto.

Untersuchungen zu der Rolle der extrazellulären Matrix bei Fibrose und bei Tumoren

Diese Arbeit befasst sich mit der Rolle der extrazellulären Matrix und insbesondere des Proteins Fibronektin bei der Leberfibrose und bei der Einnistung von Tumorzellen in die Stammzellnische im Knochenmark.rnrnHierfür wurde in einem Fibrosemodell das Peptid pUR4b verwendet, welches die Assemblierung einer Fibronektinmatrix verhindert. Bei der Verwendung dieses Peptids während und nach der Induktion einer Leberfibrose durch die Chemikalie Dimethylnitrosamin konnte eine Verminderung der Kollagenmenge (und damit des fibrotischen Narbengewebes) in der Leber im Vergleich zu fibrotischen Kontrolltieren beobachtet werden. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass dieser Effekt unabhängig von der Aktivierung der hepatischen Stellatezellen ist, jedoch zum Teil von einer verminderten Anzahl entzündlicher Zellen abhängig sein könnte. Eine verminderte Bildung von Gesamt- und aktivem TGF-β, welche zum Teil auf Effekte der verringerten Zahl der inflammatorischen Zellen zurückzuführen sein könnte, unterstützt den Effekt des verminderten Aufbaus von Narbengewebe. In vitro Untersuchungen zeigten, dass hepatische Stellatezellen bei einer Behandlung mit pUR4b weniger Fibronektin in die extrazelluläre Matrix einbauten als unbehandelte hepatische Stellatezellen. Insgesamt sprechen die Daten dafür, dass das Peptid pUR4b den Aufbau einer Fibronektinmatrix verhinderte bzw. verminderte, wodurch die Ablagerung anderer Komponenten der extrazellulären Matrix wie z.B. Kollagen gestört war und es daher zu einem Rückgang des fibrotischen Narbengewebes kam.rnrnFür die Untersuchung des Einflusses der extrazellulären Matrix und des Fibronektins bei der Einnistung von Tumorzellen wurde zunächst das Fibronektin mit Hilfe konditioneller Knockout-Mäuse in verschiedenen Zellen bzw. Organen der Tiere ausgeschaltet. Weder die Ausschaltung des zirkulierenden, noch des durch Osteoblasten und Osteozyten gebildeten, noch des zirkulierenden und von Zellen des Knochenmarks gebildeten Fibronektins beeinträchtigte die Einnistung von Tumorzellen. Auch die Bildung eines Hämatoms im Knochen hatte weder einen Einfluss auf die Einnistung von Tumorzellen noch auf die spätere Tumorentwicklung. Die Ausschaltung des tumorzellendogenen Fibronektins führte hingegen zu einer signifikant verminderten Einnistung von Tumorzellen. Diese ist wahrscheinlich auf die verstärkte Affinität dieser Tumorzellen zu Zellen des Immunsystems zurückzuführen. Diese Beobachtung konnte zum Teil durch eine verstärkte eCadherin Expression erklärt werden, welche die Bindung an verschiedene Zellen des Immunsystems vermittelt. Eine Untersuchung der osteoblastischen Stammzellnische durch die kombinierte Gabe von Parathormon und Zoledronsäure führte zu keiner Veränderung der Fibronektinkonzentration innerhalb des Knochenmarks der behandelten Tiere. Dennoch nisteten sich in dem Knochenmark der mit Parathormon und Zoledronsäure behandelten Tiere signifikant mehr Tumorzellen ein als in dem von Kontrolltieren. Dieser Effekt konnte auf einen synergetischen Effekt von Parathormon und Zoledronsäure zurückgeführt werden, der zu einer gesteigerten Osteoblastenaktivität und Änderungen der Zytokinkonzentrationen im Knochenmark führte.rnZusammenfassend zeigte sich, dass eine Veränderung der extrazelluläre Matrix und insbesondere des Proteins Fibronektin bei Leberfibrose zu einem veränderten Krankheitsbild führt und die Einnistung von Tumorzellen in das Knochenmark beeinflusst.rn

Controlled reproduction in Anguilla anguilla (L.): advanced studies on broodstock management, spawning techniques and system design for artificial seed production.

The thesis aims to expose the advances achieved in the practices of captive breeding of the European eel (Anguilla anguilla). Aspects investigated concern both approaches livestock (breeding selection, response to hormonal stimulation, reproductive performance, incubation of eggs) and physiological aspects (endocrine plasma profiles of players), as well as engineering aspects. Studies conducted on various populations of wild eel have shown that the main determining factor in the selection of wild females destined to captive breeding must be the Silver Index which may determine the stage of pubertal development. The hormonal induction protocol adopted, with increasing doses of carp pituitary extract, it has proven useful to ovarian development, with a synchronization effect that is positively reflected on egg production. The studies on the effects of photoperiod show how the condition of total darkness can positively influence practices of reproductions in captivity. The effects of photoperiod were also investigated at the physiological level, observing the plasma levels of steroids ( E2, T) and thyroid hormones (T3 and T4) and the expression in the liver of vitellogenin (vtg1 and vtg2) and estradiol membrane receptor (ESR1). From the comparison between spontaneous deposition and insemination techniques through the stripping is inferred as the first ports to a better qualitative and quantitative yield in the production of eggs capable of being fertilized, also the presence of a percentage of oocytes completely transparent can be used to obtain eggs at a good rate of fertility. Finally, the design and implementation of a system for recirculating aquaculture suited to meet the needs of species-specific eel showed how to improve the reproductive results, it would be preferable to adopt low-flow and low density incubation.

Modernizzazione dei sistemi satellitari di posizionamento globale (GNSS)

In questa tesi, sono esposti i sistemi di navigazione che si sono evoluti, parimenti con il progresso scientifico e tecnologico, dalle prime misurazioni della Terra, per opera della civiltà ellenica, circa 2.500 anni fa, sino ai moderni sistemi satellitari e ai mai tramontati sistemi di radionavigazione. I sistemi di navigazione devono rispondere alla sempre maggiore richiesta di precisione, affidabilità, continuità e globalità del servizio, della società moderna. È sufficiente pensare che, attualmente, il solo traffico aereo civile fa volare 5 miliardi di passeggeri ogni anno, in oltre 60 milioni di voli e con un trasporto cargo di 85 milioni di tonnellate (ACI - World Airports Council International, 2012). La quota di traffico marittimo mondiale delle merci, è stata pari a circa 650 milioni di TEU (twenty-foot equivalent unit - misura standard di volume nel trasporto dei container ISO, corrisponde a circa 40 metri cubi totali), nel solo anno 2013 (IAPH - International Association of Ports and Harbors, 2013). Questi pochi, quanto significativi numeri, indicano una evidente necessità di “guidare” questo enorme flusso di aerei e navi in giro per il mondo, sempre in crescita, nella maniera più opportuna, tracciando le rotte adeguate e garantendo la sicurezza necessaria anche nelle fasi più delicate (decollo e atterraggio per gli aeroplani e manovre in porto per le grandi navi). Nello sviluppo della tesi si proverà a capire quali e quanto i sistemi di navigazione possono assolvere al ruolo di “guida” del trasporto aereo e marittimo.

Progettazione di pavimentazioni portuali

L’oggetto di studio della tesi è centrato sulla progettazione di pavimentazioni ad alta resistenza nell’ambito dei porti commerciali. Nel capitolo 1, viene effettuata una descrizione delle caratteristiche principali dei porti, proseguendo con l’esposizione dei principi organizzativi dei porti commerciali. In particolar modo, vengono illustrate le operazioni che si registrano in un terminal container e le proprietà dei diversi mezzi speciali che vi operano. Nel capitolo successivo, si procede con la definizione dei materiali più comunemente utilizzati nella realizzazione delle pavimentazioni di un porto e quindi con la descrizione delle principali tipologie di soluzioni adottate nella progettazione. Successivamente, nel capitolo 3, vengono enunciati i principali metodi di calcolo per la progettazione di una pavimentazione portuale e si prosegue con l’approfondimento del metodo descritto dal manuale pubblicato dalla British Ports Association (BPA):”The structural design of heavy duty pavements for ports and other industries”. Infine, nell’ultimo capitolo, viene illustrato il processo di progettazione in base al metodo BPA, mediante lo svolgimento di un esempio di calcolo della pavimentazione.

Biocompatibility assessment of the first generation PediaFlow pediatric ventricular assist device

The PediaFlow pediatric ventricular assist device is a miniature magnetically levitated mixed flow pump under development for circulatory support of newborns and infants (3-15 kg) with a targeted flow range of 0.3-1.5 L/min. The first generation design of the PediaFlow (PF1) was manufactured with a weight of approximately 100 g, priming volume less than 2 mL, length of 51 mm, outer diameter of 28 mm, and with 5-mm blood ports. PF1 was evaluated in an in vitro flow loop for 6 h and implanted in ovines for three chronic experiments of 6, 17, and 10 days. In the in vitro test, normalized index of hemolysis was 0.0087 ± 0.0024 g/100L. Hemodynamic performance and blood biocompatibility of PF1 were characterized in vivo by measurements of plasma free hemoglobin, plasma fibrinogen, total plasma protein, and with novel flow cytometric assays to quantify circulating activated ovine platelets. The mean plasma free hemoglobin values for the three chronic studies were 4.6 ± 2.7, 13.3 ± 7.9, and 8.8 ± 3.3 mg/dL, respectively. Platelet activation was low for portions of several studies but consistently rose along with observed animal and pump complications. The PF1 prototype generated promising results in terms of low hemolysis and platelet activation in the absence of complications. Hemodynamic results validated the magnetic bearing design and provided the platform for design iterations to meet the objective of providing circulatory support for young children with exceptional biocompatibility.

Insertion of totally implantable venous access devices: an expertise-based, randomized, controlled trial (NCT00600444)

Comparison of two different insertion techniques for implantation of totally implantable access ports (TIAP).

Analysis of in-cylinder pressure transducer data quality utilizing a SIDI turbocharged engine

In-cylinder pressure transducers have been used for decades to record combustion pressure inside a running engine. However, due to the extreme operating environment, transducer design and installation must be considered in order to minimize measurement error. One such error is caused by thermal shock, where the pressure transducer experiences a high heat flux that can distort the pressure transducer diaphragm and also change the crystal sensitivity. This research focused on investigating the effects of thermal shock on in-cylinder pressure transducer data quality using a 2.0L, four-cylinder, spark-ignited, direct-injected, turbo-charged GM engine. Cylinder four was modified with five ports to accommodate pressure transducers of different manufacturers. They included an AVL GH14D, an AVL GH15D, a Kistler 6125C, and a Kistler 6054AR. The GH14D, GH15D, and 6054AR were M5 size transducers. The 6125C was a larger, 6.2mm transducer. Note that both of the AVL pressure transducers utilized a PH03 flame arrestor. Sweeps of ignition timing (spark sweep), engine speed, and engine load were performed to study the effects of thermal shock on each pressure transducer. The project consisted of two distinct phases which included experimental engine testing as well as simulation using a commercially available software package. A comparison was performed to characterize the quality of the data between the actual cylinder pressure and the simulated results. This comparison was valuable because the simulation results did not include thermal shock effects. All three sets of tests showed the peak cylinder pressure was basically unaffected by thermal shock. Comparison of the experimental data with the simulated results showed very good correlation. The spark sweep was performed at 1300 RPM and 3.3 bar NMEP and showed that the differences between the simulated results (no thermal shock) and the experimental data for the indicated mean effective pressure (IMEP) and the pumping mean effective pressure (PMEP) were significantly less than the published accuracies. All transducers had an IMEP percent difference less than 0.038% and less than 0.32% for PMEP. Kistler and AVL publish that the accuracy of their pressure transducers are within plus or minus 1% for the IMEP (AVL 2011; Kistler 2011). In addition, the difference in average exhaust absolute pressure between the simulated results and experimental data was the greatest for the two Kistler pressure transducers. The location and lack of flame arrestor are believed to be the cause of the increased error. For the engine speed sweep, the torque output was held constant at 203 Nm (150 ft-lbf) from 1500 to 4000 RPM. The difference in IMEP was less than 0.01% and the PMEP was less than 1%, except for the AVL GH14D which was 5% and the AVL GH15DK which was 2.25%. A noticeable error in PMEP appeared as the load increased during the engine speed sweeps, as expected. The load sweep was conducted at 2000 RPM over a range of NMEP from 1.1 to 14 bar. The difference in IMEP values were less 0.08% while the PMEP values were below 1% except for the AVL GH14D which was 1.8% and the AVL GH15DK which was at 1.25%. In-cylinder pressure transducer data quality was effectively analyzed using a combination of experimental data and simulation results. Several criteria can be used to investigate the impact of thermal shock on data quality as well as determine the best location and thermal protection for various transducers.

AN ASSESSMENT OF BALLAST SOURCE'S QUALITY AND LOCATIONS WITH RESPECT TO MDOT'S UPGRADE OF THE WOLVERINE RAILROAD LINE FOR HIGH SPEED RAIL USEAGE

The Michigan Department of Transportation is evaluating upgrading their portion of the Wolverine Line between Chicago and Detroit to accommodate high speed rail. This will entail upgrading the track to allow trains to run at speeds in excess of 110 miles per hour (mph). An important component of this upgrade will be to assess the requirement for ballast material for high speed rail. In the event that the existing ballast materials do not meet specifications for higher speed train, additional ballast will be required. The purpose of this study, therefore, is to investigate the current MDOT railroad ballast quality specifications and compare them to both the national and international specifications for use on high speed rail lines. The study found that while MDOT has quality specifications for railroad ballast it does not have any for high speed rail. In addition, the American Railway Engineering and Maintenance-of-Way Association (AREMA), while also having specifications for railroad ballast, does not have specific specifications for high speed rail lines. The AREMA aggregate specifications for ballast include the following tests: (1) LA Abrasion, (2) Percent Moisture Absorption, (3) Flat and Elongated Particles, (4) Sulfate Soundness test. Internationally, some countries do require a highly standard for high speed rail such as the Los Angeles (LA) Abrasion test, which is uses a higher standard performance and the Micro Duval test, which is used to determine the maximum speed that a high speed can operate at. Since there are no existing MDOT ballast specification for high speed rail, it is assumed that aggregate ballast specifications for the Wolverine Line will use the higher international specifications. The Wolverine line, however, is located in southern Michigan is a region of sedimentary rocks which generally do not meet the existing MDOT ballast specifications. The investigation found that there were only 12 quarries in the Michigan that meet the MDOT specification. Of these 12 quarries, six were igneous or metamorphic rock quarries, while six were carbonate quarries. Of the six carbonate quarries four were locate in the Lower Peninsula and two in the Upper Peninsula. Two of the carbonate quarries were located in near proximity to the Wolverine Line, while the remaining quarries were at a significant haulage distance. In either case, the cost of haulage becomes an important consideration. In this regard, four of the quarries were located with lake terminals allowing water transportation to down state ports. The Upper Peninsula also has a significant amount of metal based mining in both igneous and metamorphic rock that generate significant amount of waste rock that could be used as a ballast material. The main drawback, however, is the distance to the Wolverine rail line. One potential source is the Cliffs Natural Resources that operates two large surface mines in the Marquette area with rail and water transportation to both Lake Superior and Lake Michigan. Both mines mine rock with a very high compressive strength far in excess of most ballast materials used in the United States and would make an excellent ballast materials. Discussions with Cliffs, however, indicated that due to environmental concerns that they would most likely not be interested in producing a ballast material. In the United States carbonate aggregates, while used for ballast, many times don't meet the ballast specifications in addition to the problem of particle degradation that can lead to fouling and cementation issues. Thus, many carbonate aggregate quarries in close proximity to railroads are not used. Since Michigan has a significant amount of carbonate quarries, the research also investigated using the dynamic properties of aggregate as a possible additional test for aggregate ballast quality. The dynamic strength of a material can be assessed using a split Hopkinson Pressure Bar (SHPB). The SHPB has been traditionally used to assess the dynamic properties of metal but over the past 20 years it is now being used to assess the dynamic properties of brittle materials such as ceramics and rock. In addition, the wear properties of metals have been related to their dynamic properties. Wear or breakdown of railroad ballast materials is one of the main problems with ballast material due to the dynamic loading generated by trains and which will be significantly higher for high speed rails. Previous research has indicated that the Port Inland quarry along Lake Michigan in the Southern Upper Peninsula has significant dynamic properties that might make it potentially useable as an aggregate for high speed rail. The dynamic strength testing conducted in this research indicate that the Port Inland limestone in fact has a dynamic strength close to igneous rocks and much higher than other carbonate rocks in the Great Lakes region. It is recommended that further research be conducted to investigate the Port Inland limestone as a high speed ballast material.