Analisi e caratterizzazione di isolanti elettrici nanostrutturati a base polimerica per applicazioni in sistemi HVDC

I sistemi di trasporto dell’energia elettrica per lunghe distanze possono dimostrarsi convenienti attraverso l’utilizzo di cavi in corrente continua ad alta tensione (HVDC). Essi possono essere installati seguendo la classica configurazione aerea, oppure interrati, dove le difficili condizioni ambientali, possono portare alla degradazione dei materiali. I materiali polimerici che costituiscono l’isolamento del cavo sono soggetti ad invecchiamento, diventando sempre più fragili e poco affidabili sia a seguito delle condizioni ambientali che dall’applicazione dell’alta tensione, che comporta un forte campo elettrico fra la superficie del conduttore e l’isolante esterno. Per determinare l’integrità e le caratteristiche dei materiali polimerici si utilizzano tecniche diagnostiche. Molte tecniche prevedono però la distruzione del materiale, quindi se ne cercano altre non distruttive. Questa tesi studia gli effetti dell’aggiunta di un additivo alla matrice polimerica del materiale isolante, utilizzando la tecnica di spettroscopia dielettrica, la misura di conducibilità e il metodo dell’impulso elettroacustico. I provini testati sono costituiti da una matrice di polipropilene e polipropilene additivato con nitruro di boro, testati alle temperature di 20, 40, 70°C. In particolare, il primo capitolo introduce i sistemi HVDC, per poi presentare le caratteristiche e le proprietà dei materiali nanodielettrici. Nella terza parte si descrive il set sperimentale utilizzato nelle prove condotte. Nei capitoli 4 e 5 sono riportati i risultati ottenuti e la loro discussione.

Caratterizzazione delle proprietà elettriche di nanocompositi a matrice epossidica additivata con Quantum Dots

Questo elaborato prevede la caratterizzazione delle proprietà elettriche di nanocompositi a matrice epossidica additivata con Quantum Dots. Inizialmente sono state presentate le caratteristiche fondamentali dei materiali polimerici con particolare attenzione alle proprietà elettriche. In seguito, sono stati descritti i temi pratici e teorici delle misure che permettono di ottenere i risultati utili alla caratterizzazione, nello specifico: Spettroscopia Dielettrica, metodo Pulsed Electro-Acustic (PEA), Prova di Conducibilità e metodo Thermally Simulated Depolarization Current (TSDC). Le misure sono state effettuate su dei provini di resina epossidica vergine e nanocompositi Epoxy/QDsCS. Sono stati esposti i processi fondamentali che portano alla realizzazione dei diversi provini e di seguito sono stati mostrati i risultati delle misure precedentemente elencate. L’analisi e l’elaborazione dei dati ha portato alla caratterizzazione finale e permette di concludere che l’inserzione di Quantum Dots Core-Shell non provoca variazioni della conducibilità del materiale ma ne modifica le proprietà dielettriche, quali profondità di trappola e carica di spazio.

Progetto di recupero e rifunzionalizzazione dell'ex idroscalo di Pavia

La tesi ha come oggetto di studio l’ex idroscalo di Pavia, realizzato nel 1926 parallelamente alla prima linea aerea commerciale italiana: la Torino-Trieste operata dalla S.I.S.A. L’edificio venne concepito come un’opera infrastrutturale, lontana da pretese di bellezza formale. Se da un lato, la sua monumentalità è esaltata dalla struttura intelaiata in calcestruzzo armato, dall’altro, la mano artistica di Giuseppe Pagano si palesa nell’armonia estetica che tenta di aggiungere valori ulteriori rispetto a quelli dell’edilizia industriale. Il lavoro di ricerca tratta: il riconoscimento dell’architetto in relazione al periodo storico, evidenziando le influenze artistiche che hanno caratterizzato l’idroscalo; lo studio dedicato alla famiglia Cosulich che commissionò i lavori e di come questa abbia condizionato le scelte progettuali; l’analisi del cantiere, degli elementi tecnico-costruttivi e dei caratteri ornamentali; la descrizione della storia recente dell’edificio. L’ex idroscalo oggi permane in uno stato di totale abbandono. L’esigenza del suo recupero nasce dalla volontà di ridare luce ad un’opera che per troppi anni è rimasta nascosta ed isolata, incapace di manifestare il suo stile e la sua storia. La proposta progettuale verte al recupero dell’edificio attraverso delle scelte conservative con l’obiettivo di non snaturare l’immagine storica. L’idea è quella di ridare all’idroscalo la sua forma originale mettendo in risalto, in chiave moderna, alcuni elementi caratteristici eliminati dal degrado. All’interno si propone una riconversione degli spazi tramite l’inserimento di volumi disposti in direzione degli assi principali. All’esterno l’edificio dialoga in maniera diretta con il contesto naturalistico del Ticino attraverso scelte progettuali finalizzate alla valorizzazione del paesaggio. La nuova destinazione funzionale sarà rivolta all’intera comunità pavese, con l’ottica di un utilizzo quotidiano volto ad attività sociali, culturali e commerciali.

Gli aromi dei vini: origine, variabili che influenzano la percezione e approcci analitici per la loro caratterizzazione

I vini non sono tutti uguali e gli aromi ne esaltano le principali differenze. I profumi o aromi dipendono da molteplici molecole odorose (volatili) presenti nel vino in concentrazioni variabili. Esse creano interazioni complesse tra loro e definiscono l’insieme delle sensazioni olfattive, il cosiddetto “bouquet”. Le principali molecole odorose responsabili dei profumi del vino hanno soglie di percezione che variano anche di molti ordini di grandezza, sulla base dei composti che ne sono responsabili e anche della percezione soggettiva dell’assaggiatore. Riuscire a riconoscere gli aromi che caratterizzano un vino non è una pratica semplice. Servono curiosità, studio, esercizio ed un’esperienza di degustazione adeguata in modo da poter individuare e memorizzare un ampio archivio di profumi e aromi del vino e soprattutto per capirne il loro significato enologico. Questa revisione critica si è concentrata sui composti volatili che contribuiscono all'aroma del vino ed ha fornito una panoramica dei recenti sviluppi nelle tecniche analitiche per l'analisi dei volatili, compresi i metodi usati per discriminare i composti che danno i maggiori contributi all'aroma complessivo. Dopo una revisione bibliografica sulle tipologie di aromi, i difetti e le sensazioni che influiscono sulla percezione del gusto sono stati presi in esame i metodi per l’analisi strumentale della componente volatile dei vini e la degustazione con particolare attenzione all’esame olfattivo. Infine, è stata esaminata la complessità della percezione aromatica che include effetti matrice, fisiologia dell'assaggiatore, interazioni sensoriali intermodali; si è concluso che tutti questi fattori possono influenzare la volatilità dei composti, la persistenza delle percezioni sensoriali e il sapore o l’aroma complessivi percepiti, l’intensità e la qualità.

Caratterizzazione delle formazioni cicloniche associate a precipitazioni estreme sulla Sardegna

Gli eventi degli ultimi due decenni hanno mostrato come la Sardegna, in particolare il suo settore est, sia soggetta a frequenti eventi di precipitazione intensa che comportano perdita di vite umane e ingenti danni. Le alluvioni avvenute a Olbia nel 2013 o la più recente avvenuta a Bitti nel 2020 sono la dimostrazione dell’impatto che questi eventi possono avere sul territorio. Dal punto di vista della pratica previsionale di questi fenomeni intensi, è in uso presso ARPAS una classificazione dei cicloni avvenuti nel periodo compreso tra il 1957 e il 1999, che presentano configurazioni bariche simili e raggruppati in gruppi o “cluster”. Lo scopo di questo lavoro di tesi è estendere questa classificazione per il periodo 1951-1957 e 2000-2009, sulla base della configurazione sinottica in quota e al suolo in cui si sviluppano i cicloni appartenenti ai vari cluster. Tramite questa nuova classificazione, e utilizzando la temperatura superficiale media del mare, verrà analizzata la loro stagionalità e la loro durata temporale. Infine, sarà ricostruita la precipitazione legata ai diversi cluster suddividendo la precipitazione per i settori est e ovest dell’isola, per valutarne distribuzione e variabilità spaziale. I risultati mostrano come vi siano differenze tra i cicloni associati a ciascun cluster in base alle diverse configurazioni sinottiche. Un fattore importante è dato anche dalla stagione in cui i cicloni si verificano: emerge una frequenza maggiore nei mesi autunnali in cui le temperature medie mensili e l’anomalia di temperatura media risulta più alta. La distribuzione spaziale delle precipitazioni associate ai cluster conferma che le precipitazioni più intense e omogene interessano il settore est dell’isola. Poiché lo studio è basato interamente su una classificazione di tipo operativo in uso ad ARPAS, i suoi sviluppi riguardano soprattutto un maggior supporto e conoscenza previsionale degli eventi estremi sulla Sardegna.

Relazione geologica del settore N-NE di Passo Rolle (TN) - Monte Castellazzo e caratterizzazione di un dicco mafico affiorante nell'areale di studio

Questa relazione di laurea accompagna la carta geologica e la sezione ad essa associata e discute i risultati ottenuti durante il rilevamento svolto durante la terza settimana di Giugno 2022. L’areale di studio è situato a N-NE di Passo Rolle, nella zona del Monte Castellazzo e della Cima Costazza. Qui affiorano, dal basso verso l’alto stratigrafico, le Arenarie di Val Gardena, la Formazione a Bellerophon, la Formazione del Werfen e, infine, il Complesso Indifferenziato. La maggior parte degli affioramenti considerati appartengono alla Formazione del Werfen. La successione rilevata è caratterizzata da una blanda inclinazione di strato verso NW. I contatti tra le varie Formazioni risultano stratigrafici e non viene rilevata la presenza di particolari strutture tettoniche se non nella porzione SW in cui intervengono una faglia incerta normale e una faglia certa normale con andamento NNW-SSE riconducibile al sistema di faglie associato alla linea di Passo Rolle. All’interno dell’areale affiorano anche diversi dicchi mafici di probabile età Ladinica che intrudono e tagliano la successione permotriassica. L’analisi di uno di questi ha permesso la sua caratterizzazione petrografica e geochimica tramite microscopia ottica ed elettronica (con microanalisi). La struttura è porfirica, con fenocristalli di plagioclasio e clinopirosseno che rappresentano quasi il 50% dell’area della sezione sottile considerata. Al microscopio ottico polarizzatore si osservano anche minerali opachi e cristalli di olivina quasi completamente sostituita da minerali secondari. La composizione chimica (elementi maggiori) del campione è stata ottenuta attraverso la microanalisi effettuata al microscopio elettronico a scansione di quaranta aree di circa 0,8x0,5 mm. I risultati permettono di classificare il dicco mafico come shoshonite, varietà ricca di K2O di andesite basaltica.

Modellazione analitica e caratterizzazione sperimentale di cuscinetti ad aria per simulazioni di dinamiche rotazionali

La complessità dei satelliti e la difficoltà nell’analizzare e risolvere eventuali malfunzionamenti che occorrono dopo la messa in funzione, comportano la necessità di completare estensive campagne di verifica sperimentale prima del lancio in orbita. Nel caso del sistema di determinazione e controllo di assetto (ADCS) è necessario riprodurre a terra le condizioni di microgravità e quasi totale assenza di attrito che si riscontrano in orbita. Per simulare l’ambiente spaziale a terra si usano quindi dei banchi prova progettati e costruiti appositamente per questo scopo: vengono solitamente impiegati dei cuscinetti ad aria sferici, piani oppure di entrambi i tipi per dare al sistema da verificare gradi di libertà rotazionali. Il Laboratorio Microsatelliti Microsistemi Spaziali dell’Università di Bologna ha sviluppato un banco prova in cui possono essere utilizzati alternativamente due cuscinetti sferici, uno realizzato in PVC e l’altro in alluminio. Al fine di certificare l’affidabilità dei risultati ottenuti dalle prove sperimentali, è necessario caratterizzare tutte le fonti di disturbo e in particolare verificare che i disturbi introdotti dai cuscinetti siano sufficientemente bassi da assicurare una fedele simulazione dell’ambiente spaziale. Nel presente elaborato è descritta la progettazione e la realizzazione di una piattaforma sperimentale necessaria per quantificare le coppie di disturbo dei due cuscinetti utilizzati presso il laboratorio. I risultati sperimentali ottenuti sono stati comparati con un modello analitico ricavato da precedenti conclusioni pubblicate nella letteratura scientifica. In seguito, la tesi esamina l’approccio utilizzato per stimare le coppie di disturbo e compara i risultati per entrambi i cuscinetti disponibili. Il lavoro svolto mette a servizio del laboratorio gli strumenti necessari a dimensionare i cuscinetti che verranno sviluppati e utilizzati in futuro.

Caratterizzazione reologica e fisica di differenti campioni di Parmigiano Reggiano

Il Parmigiano Reggiano è un formaggio a Denominazione d’Origine Protetta (DOP), a pasta dura, cotta, granulosa, a lunga stagionatura, prodotto con latte crudo, parzialmente scremato, proveniente da vacche alimentate prevalentemente con foraggi della zona d’origine. La trasformazione del latte in questo formaggio DOP è ancora basata su una tecnologia artigianale legata all’esperienza empirica dei casari e tutelata dal Consorzio del Parmigiano Reggiano. L’obiettivo della tesi è stato quello di analizzare l’attività dell’acqua e la texture di 14 punte di formaggio “Parmigiano Reggiano”, provenienti da diverse realtà casearie nelle provincie di Parma, Reggio Emilia, Modena, Bologna alla sinistra del fiume Reno e Mantova, alla destra del fiume Po aderenti al consorzio di tutela; al fine di trarre conclusioni sulla struttura di tali campioni. In dettaglio, per valutare in modo sistematico e comprensivo la texture dei campioni è stata valutata mediante i test di Taglio, Texture Profile Analysis (TPA) e Three Point Bending. Al fine di valutare l’effetto della temperatura, le medesime analisi di texture sono state anche effettuate su alcuni campioni di formaggio condizionati alle temperature di 8, 20, 25 e 30°C. I campioni di Parmigiano Reggiano provenienti da diversi caseifici hanno presentato alcune differenze significative in termini di attività dell’acqua, durezza di taglio, elasticità, coesività, gommosità, forza massima, distanza lineare e fratturabilità. Queste variabilità potrebbero essere attribuite a diversità e peculiarità nel processo produttivo e nell’esperienza dei singoli caseari. Inoltre, è stato evidenziato un ruolo significativo delle temperature dei campioni alla quale si effettuano le analisi di texture. In particolare, i campioni condizionati a 8°C rispetto alle altre temperature hanno presentato differenze significative in tutti i parametri di texture analizzati eccetto che per quelli di elasticità e gommosità determinati con il test TPA.

Sintesi e caratterizzazione di polimeri per l’ottica non lineare

L'osservazione di diversi fenomeni ottici come la generazione della seconda o della terza armonica (generazione di luce con frequenza raddoppiata (SHG) o generazione di luce con frequenza triplicata (THG)) quando un materiale interagisce con una sorgente ad alta intensità, ha portato ad un crescente interesse per le proprietà ottiche non lineari (NLO). Questi ed altri fenomeni ottici non lineari potrebbero essere impiegati per aumentare le prestazioni dei dispositivi optoelettronici e fornire soluzioni per progettare nuovi metamateriali funzionali. L'impiego di sistemi polimerici contenenti gruppi funzionali con caratteristiche NLO rappresenta una sfida per migliorare tali proprietà e la loro lavorabilità. In questo lavoro, è stata sviluppata una strategia sintetica per ottenere un cromoforo con struttura donatore-accettore-donatore (D-A-D), dove la simmetria dei dipoli (push-pull-push) può potenzialmente fornire proprietà NLO del terzo ordine. Attraverso una sintesi multistep è stato sintetizzato il monomero a base metacrilica con il cromoforo NLO, successivamente copolimerizzato con lo stirene per aumentare la lavorabilità del polimero. Il polimero ed il monomero saranno impiegati per preparare cristalli fotonici. Inoltre, verrà effettuata un'ampia caratterizzazione per approfondire le proprietà ottiche e quindi per ottimizzare i dispositivi finali.

"Tecniche di Load Pull attivo a bassa frequenza per la caratterizzazione in banda base di transistori per applicazioni RF"

Una sempre crescente quantità di informazione digitale viene condivisa tra miliardi di dispositivi connessi in ogni angolo del pianeta. Per riuscire a sfruttare una banda più ampia ed aumentare la velocità di trasmissione dei dati, i prossimi standard di telecomunicazioni wireless dovranno adoperare frequenze operative sempre più alte, cercando di rispettare stringenti specifiche in termini di affidabilità ed efficienza energetica. In generale, le prestazioni di un transistor dipenderanno dalle terminazioni a cui esso è collegato. In un setup di caratterizzazione e test, è possibile, tramite un metodo noto come load pull attivo, sintetizzare un determinato valore di impedenza ad uno o più piani di riferimento all'interno di un circuito. Questa strategia si basa in generale sulla manipolazione del rapporto tra onde entranti ed uscenti da un piano di riferimento del dispositivo. Se da una parte tecniche di load pull attivo a banda larga a radiofrequenza hanno ricevuto un notevole interesse sia commerciale che accademico, dall'altra le strategie per la sintesi di impedenze presenti al terminale di alimentazione dell'amplificatore, sono state meno investigate. Questo elaborato si propone di introdurre un algoritmo per il load pull attivo a banda base per amplificatori per applicazioni RF. Dopo un'introduzione sui modelli comportamentali degli amplificatori, è stato considerato il problema degli effetti di memoria. È stata poi descritta la tecnica per l'emulazione di impedenze. Dapprima, è stato considerato il caso lineare. Poi, tramite il design di un amplificatore di potenza per applicazioni a radio frequenza usato come device under test (DUT), sono stati affrontati due esempi in presenza di non linearità, verificando la correttezza della tecnica proposta tramite l'uso di simulazioni.

Applicazione ROS 2 di un robot antropomorfo in esecuzione su container VxWorks in architettura IMA

L’elaborato di tesi discute del progetto di integrazione tra ROS 2, framework open-source per lo sviluppo di applicazioni robotiche, e VxWorks, sistema operativo in tempo reale (RTOS), attraverso l’utilizzo di container OCI compliant su VxWorks. L’integrazione è stata svolta all’interno dello stack software di IMA (Industria Macchine Automatiche). Il progetto ha dunque integrato ROS 2 Humble e VxWorks 7 permettendo l’utilizzo di costrutti software di ROS 2 su dei container in esecuzione a livello User su VxWorks. Successivamente è stata creata una applicazione di pick and place con un robot antropomorfo (Universal Robots Ur5e) avvalendosi di ROS 2 Control, framework per l’introduzione e gestione di hardware e controllori, e MoveIt 2, framework per incorporare algoritmi di motion-planning, cinematica, controllo e navigazione. Una volta progettata l’applicazione, il sistema è stato integrato all’interno dell’architettura di controllo di IMA. L’architettura a container VxWorks di IMA è stata estesa per il caso ROS 2, la comunicazione tra campo e applicazione ROS 2 è passata tramite il master EtherCAT e il modulo WebServer presenti nell’architettura IMA. Una volta eseguito il container ROS 2 posizione e velocità dei servo motori sono stati inviati tramite al WebServer di IMA sfruttando la comunicazione VLAN interna. Una volta ricevuto il messaggio, il WebServer si è occupato di trasferirlo al master EtherCAT che in aggiunta si è occupato anche di ottenere le informazioni sullo stato attuale del robot. L’intero progetto è stato sviluppato in prima battuta in ambiente di simulazione per validarne l’architettura. Successivamente si è passati all’installazione in ambiente embedded grazie all’ausilio di IPC sui quali è stato testato l’effettivo funzionamento dell’integrazione all’interno dell’architettura IMA.

Un Campidoglio felsineo. Stratificazioni storiche e progetti di valorizzazione del patrimonio monumentale di Villa Aldini a Bologna, dalla rotonda romanica di Santa Maria del Monte agli interventi del fascismo.

Tesi in Storia dell'Architettura che si propone di analizzare il complesso architettonico che corona il colle dell'Osservanza a Bologna, descrivendone le stratificazioni per comprendere come si sia consolidato l'assetto odierno. La ricerca ricostruisce tutte le fasi storiche e si concentra sulla rilettura critica degli interventi passati al fine di trovare nuove funzioni compatibili per riqualificare l'area. Partendo dalla costruzione del primo nucleo, costituito dalla rotonda romanica, si è cercato di ipotizzare la struttura del Monastero di Santa Maria del Monte all'apice della sua estensione, arrivando alla successiva villa neoclassica ottocentesca e alla residenza per vedove di guerra edificata in epoca fascista. Tramite lo studio di piante, disegni e planimetrie conservate negli Archivi, si è cercato di ricostruire la scansione temporale dei numerosi progetti di rinascita che si sono succeduti fino ai giorni nostri, ma anche di rintracciare ogni segno delle demolizioni e le trasformazioni subite nel corso dei secoli dalle strutture, come quelli lasciati sulla villa dalla progettazione dell'enfatica cappella di Antonio Serra per una fallita riconversione in chiesa. La tesi prende in esame in particolare la delicata fase dei restauri della rotonda della Madonna del Monte ad opera di Guido Zucchini, intervento fortemente integrativo avvenuto tra gli anni Trenta e Cinquanta del Novecento, il cui approccio stilistico aderiva perfettamente alla concezione di restauro del Comitato per la Bologna Storica e Artistica di quegli anni e del suo maestro Alfonso Rubbiani. Da complesso sacro a vanto architettonico dell'Italia napoleonica, divenuto problema urbanistico e quasi dimenticato, il luogo si trova oggi di fronte a una nuova possibilità: riappropriarsi dei suoi più autentici valori storici, architettonico e simbolici come un moderno “Campidoglio felsineo”, ridefinendo la propria identità nel rispetto delle antiche memorie.

Transmission Of Intra-cellular Genetic Information: A System Proposal.

One of the great challenges of the scientific community on theories of genetic information, genetic communication and genetic coding is to determine a mathematical structure related to DNA sequences. In this paper we propose a model of an intra-cellular transmission system of genetic information similar to a model of a power and bandwidth efficient digital communication system in order to identify a mathematical structure in DNA sequences where such sequences are biologically relevant. The model of a transmission system of genetic information is concerned with the identification, reproduction and mathematical classification of the nucleotide sequence of single stranded DNA by the genetic encoder. Hence, a genetic encoder is devised where labelings and cyclic codes are established. The establishment of the algebraic structure of the corresponding codes alphabets, mappings, labelings, primitive polynomials (p(x)) and code generator polynomials (g(x)) are quite important in characterizing error-correcting codes subclasses of G-linear codes. These latter codes are useful for the identification, reproduction and mathematical classification of DNA sequences. The characterization of this model may contribute to the development of a methodology that can be applied in mutational analysis and polymorphisms, production of new drugs and genetic improvement, among other things, resulting in the reduction of time and laboratory costs.

DNA sequences generated by BCH codes over GF(4)

The question raised by researchers in the field of mathematical biology regarding the existence of error-correcting codes in the structure of the DNA sequences is answered positively. It is shown, for the first time, that DNA sequences such as proteins, targeting sequences and internal sequences are identified as codewords of BCH codes over Galois fields.

Staphylococcus hominis subsp novobiosepticus strains causing nosocomial bloodstream infection in Brazil

To report the isolation of six Staphylococcus hominis subsp. novobiosepticus (SHN) strains from hospitalized patients with bloodstream infections in two Brazilian hospitals and to characterize their susceptibility profile to several antimicrobials. Species identification was performed by biochemical methods and sodA gene sequencing. The MICs of antimicrobials were determined by broth and agar dilution methods and by Etest. Isolates were typed by PFGE and PCR amplification was used to detect the ccr gene complex and the mec class. Morphometric evaluation of cell wall was performed by transmission electron microscopy (TEM). Susceptibility profiles indicated that the majority of isolates (five) were multidrug-resistant. Overlapping and multiplex PCR showed that five out of the six strains harboured SCCmec type III with class A mec and type 3 ccr. The initial vancomycin MIC value of 4 mg/L for these strains increased to 16-32 mg/L after growth for 10 days in BHI broth supplemented with this antimicrobial. TEM indicated that vancomycin resistance was associated with cell wall thickening and to another mechanism not fully elucidated. Only one SHN strain was oxacillin- and vancomycin-susceptible. The nosocomial infections in at least five of the patients from both hospitals were caused by a single clone of SHN. It is very important to consider SHN strains as the cause of nosocomial infections. The clinical implications resulting from the pattern of multidrug resistance in these strains may be complicated by the emergence of vancomycin resistance.