Impianti eolici: caratteristiche, tecnologie e progettazione

Nel presente lavoro di tesi si vogliono fornire gli aspetti più rilevanti, dal punto di vista prestazionale e tecnologico degli impianti eolici, cioè quegli impianti che producono energia elettrica a partire dall’interazione con il vento.

La gestione degli interventi di manutenzione preventiva negli impianti automatici

La manutenzione è attualmente considerata un servizio volto a preservare costantemente inalterata l’efficienza e la sicurezza di macchinari e impianti, senza per questo trascurare le esigenze di qualità, di risparmio energetico e di sicurezza. Gli obiettivi del presente lavoro sono quelli di analizzare le modalità con cui vengono forniti alcuni dati a supporto della manutenzione di un impianto industriale in una applicazione esistente, di analizzarle per rilevarne le criticità ed infine proporre ed implementare alcune modifiche migliorative. Per raggiungere tale risultato verrà presentato il caso di Righi Group SPA, società fornitrice di quadri elettrici e software per impianti automatici. Partendo dall’analisi di un progetto recentemente realizzato verranno effettuate alcune osservazioni e proposte che mostreranno in che modo sia possibile (tramite implementazioni software ed alcune eventuali modifiche hardware) sviluppare un evoluto sistema di raccolta ed elaborazione dati per gettare le basi ad un progetto di manutenzione preventiva.

Sviluppo di un Intervento di Riqualificazione Energetica per un Edificio ad uso Espositivo

Nel seguente elaborato di tesi si è studiata la riqualificazione energetica di un edificio ad uso espositivo, di notevole volumetria, durante una esperienza di tirocinio svolta presso MoRe Energy s.r.l.. Inizialmente il cliente ha commissionto il lavoro limitandosi al voler sostituire l'attuale impianto ad aria a servizio di una parte dell'immobile ma, in fase di lavoro, si è evidenziato che le notevoli dispersioni in inverno e gli apporti in estate erano tali da non garantire le corrette condizioni di comfort secondo le norme di settore. Si è quindi predisposta una dettagliata analisi dei carichi termici invernali ed estivi, predisponendo degli interventi sull'involucro tali da migliorare il benessere da un punto di vista globale. Per fare questo ci si è avvalsi del software commerciale DesignBuilder, che monta al suo interno EnergyPlus come motore di calcolo, un codice di calcolo dinamico molto performante basato sul metodo Ashrae Heat Balance. Valutati gli interventi sull'involucro si è passati a predisporre una soluzione impiantistica: si è valutato che un impianto ad aria misto con UTA e termoventilanti ad integrazione fosse la soluzione migliore per l'edificio. Infine, si è studiata una possibile canalizzazione dell'aria utilizzando il metodo a perdita di carico unitaria costante.

Il Rischio incendio negli impianti di stoccaggio e smaltimento rifiuti: Analisi e attuazione delle linee guida per la redazione di piani di emergenza esterni

Negli ultimi anni si sono riscontrati in tutto il territorio Nazionale un consistente aumento di eventi incendiari negli impianti di stoccaggio e smaltimento rifiuti. In questo elaborato troviamo una prima panoramica sulle normative nazionali riguardanti la prevenzione incendi, le emergenze e l’ambiente. Successivamente si focalizza l’attenzione sulle Linee Guida dei piani di Emergenza Esterni .La parte delle linee guida relativa al “Metodo ad indici per la classificazione del rischio incendio negli impianti di stoccaggio e trattamento rifiuti” , è stata elaborata a partire dalla metodologia per la gestione del rischio di incendio negli impianti di deposito di rifiuti. Le linee guida a cui ci si riferisce hanno ritenuto di considerare l'incendio quale scenario di riferimento per la valutazione del rischio dell'impianto, anche a seguito della complessità e variabilità delle caratteristiche dei rifiuti che comportano una differente pericolosità degli effluenti. La procedura sviluppata prevede un metodo di valutazione del rischio ad indici che consiste nell’attribuire determinati punteggi a fattori di rischio e misure di prevenzione e protezione presenti nell’impianto e considerando i pericoli per la salute umana e l’ambiente circostante. Il metodo ha l’obiettivo di semplificare e unificare i criteri di classificazione dei livelli di rischio in tali impianti, in base al livello viene quindi stabilita una certa distanza di attenzione su cui poi si baseranno i Piani di Emergenza Esterni. Il metodo ad indici esposto nelle Linee Guida è stato quindi testato su un caso studio. I risultati ottenuti da tale elaborazione sono stati poi integrati e contestualizzati con l’ausilio del software QGIS attraverso il quale si sono ricavate mappe raffiguranti i vari impianti e le loro rispettive distanze di attenzione, le quali saranno conferite alle autorità competenti per lo sviluppo di efficienti Piani di Emergenza Esterni.

Metodologie di progettazione di impianti fotovoltaici con sistema di accumulo: applicazione su uno scenario reale

Il presente elaborato di tesi si pone come obiettivo lo studio dei criteri di progettazione di un impianto fotovoltaico connesso alla rete con sistema di accumulo. In primo luogo, è stato introdotto il tema dell’energia rinnovabile, in particolare l’energia solare descrivendo e definendone le caratteristiche. In seguito, è stato descritto dettagliatamente l’effetto fotovoltaico e lo stato dell’arte relativo alla tecnologia fotovoltaica e tipologie di impianto. Si procede con lo studio dello scenario reale, la progettazione e il dimensionamento dell’impianto fotovoltaico, effettuata con l’ausilio di PVGIS Tool, SUNNYDESIGN e Microsoft Excel. In questa fase si scelgono i dispositivi principali, quali pannelli, inverter e sistema di accumulo in funzione delle caratteristiche del sito di installazione, che nel nostro caso è uno stabile adibito ad ufficio sito a Bologna in cui è possibile installare un impianto la cui taglia è di 20.8 kWp. In seguito, è presente lo studio della producibilità energetica pari a 30190 kWh/anno, nella quale è definito e calcolato l’autoconsumo dell’impianto tramite fogli di calcolo Excel. Segue l’introduzione alle normative, che definiscono lo stato dell’arte degli impianti fotovoltaici e il collegamento in BT (CEI 0-21, 64-8), e la progettazione elettrica, con l’utilizzo di AutoCAD, dell’impianto elettrico di collegamento in BT alla rete di distribuzione con allacciamento alla rete. Infine, l’elaborato si conclude con l’analisi economica dell’impianto con e senza sistema di accumulo, nella quale viene calcolato, tramite foglio Excel, il PayBackTime pari a 5.08 anni nel primo caso e 4.17 nel secondo, il risparmio energetico cumulativo nei 25 anni di esercizio previsti dell’impianto che è di 447.7 k€ per la prima tipologia di impianto e di 437.45 k€ per la seconda ed in conclusione i flussi di cassa durante lo stesso periodo che sono di 294.93 k€ per l’impianto fotovoltaico con accumulo e di 320.58 k€ per quello senza sistema di accumulo.

Analisi tecnico-economica di soluzione impiantistiche volte all’efficientamento energetico de "Il Pastaio di Maffei S.&.C. s.r.l."

L’obiettivo principale dell'elaborato è quello di fornire al Pastaio Maffei la mappatura dei sistemi energetici a servizio del processo produttivo, funzionale ad un'analisi preliminare tecnico-economica degli impianti di servizio. Attraverso lo studio dei processi tecnologici che caratterizzano la produzione di pasta alimentare fresca e alla definizione di KPI relativi alle prestazioni energetiche, è stato possibile porre le basi per l'individuazione di alcune soluzioni impiantistiche volte all'efficientamento dell'impianto. In particolare, la prima proposta consiste in un'applicazione avente ad oggetto una pompa di calore, per ridurre il carico termico assolto dal generatore di vapore, e la seconda in un impianto frigorifero ad assorbimento per creare un sistema di trigenerazione, volto al miglioramento delle prestazioni di un gruppo turbogas.

Progettazione e analisi di impianti fotovoltaici in bassa tensione e autoconsumo collettivo

La tesi si propone di fornire un’analisi degli impianti fotovoltaici in bassa tensione sia dal punto di vista progettuale che economico e analizzare il recente schema di autoconsumo collettivo. La tesi prevede l’analisi di tre progetti differenti. Il primo riguarda la progettazione di un impianto residenziale di piccola taglia che si trova ad affrontare le problematiche causate dagli ombreggiamenti generati dai camini, comportando l’utilizzo di ottimizzatori. Viene discussa la pratica di connessione in iter semplificato e viene effettuata un’analisi economica riguardante la convenienza dell’installazione dell’impianto, della convenienza del sistema di accumulo e degli ottimizzatori in tre scenari di costo dell’energia differenti. Il secondo riguarda la progettazione di un impianto residenziale di piccola taglia con ridotto ombreggiamento. Viene discussa la pratica di connessione in iter ordinario e viene effettuata un’analisi economica riguardante la convenienza dell’installazione dell’impianto e della convenienza del sistema di accumulo suddividendo i consumi dell’utente nelle fasce di consumo e considerando una tariffa bioraria. L’ultimo progetto riguarda un impianto condominiale nello schema di autoconsumo collettivo. Vengono discussi i risultati della progettazione eseguita con il software SOLergo e in particolare viene mostrato il calcolo del carico vento secondo la normativa NTC 2018 e viene effettuata la verifica a ribaltamento per controllare la stabilità del sistema. Successivamente viene effettuata un’analisi dettagliata degli ombreggiamenti su PVsyst attraverso la realizzazione tridimensionale del condominio. Viene poi analizzato lo schema dell’autoconsumo collettivo per poi effettuare un’analisi economica complessiva con l’obiettivo di analizzare l’influenza degli incentivi presenti, in particolare per l’autoconsumo collettivo e valutare se l’installazione del sistema di accumulo risulti conveniente per i condomini.

Analisi delle conseguenze dei rilasci accidentali di CO2 dagli impianti di cattura e stoccaggio

Oggi si sta assistendo sempre più ad un consumo maggiore di energia, proveniente soprattutto da fonti fossili. Tuttavia, occorre evidenziare l’aspetto negativo correlato a tutto questo: l’incremento del rilascio di gas ad effetto serra, responsabili del fenomeno del surriscaldamento globale. La Carbon Capture, Utilisation and Storage (CCUS) è stata riconosciuta come tecnologia strategica per raggiungere l’obiettivo dell’azzeramento delle emissioni entro il 2050. Lo scopo della tesi è effettuare la valutazione delle conseguenze dei rilasci accidentali di CO2 dagli impianti di cattura, esprimendole in termini di distanze di danno per l’uomo e per le apparecchiature. Dopo il Capitolo 1, dal carattere introduttivo e in cui si spiega il perché si renda necessaria la cattura della CO2, il Capitolo 2 fornisce i valori di pericolosità della CO2 relativi agli effetti tossici e termici, in termini di concentrazioni e temperature soglia; inoltre, illustra i codici DNV PHAST, NIST FDS e Ansys FLUENT, utilizzati per effettuare la valutazione delle conseguenze. A seguire, il Capitolo 3 presenta un impianto di cattura della CO2 assunto come caso di studio, fornendo la descrizione del funzionamento dell’impianto e riportandone i documenti principali, quali il PFD e la mappa del layout. Inoltre, vengono individuati gli scenari di rilascio e sono specificate le condizioni ambientali considerate ai fini della modellazione della dispersione. Il Capitolo 4 riporta i risultati ottenuti dalle simulazioni effettuate con i software di modellazione illustrati nel Capitolo 2, effettuando un’analisi comparativa delle distanze di danno, corredata di un’ampia discussione. Il Capitolo 5, infine, riporta le considerazioni conclusive del lavoro di tesi e delinea alcuni possibili sviluppi futuri delle indagini.

Valutazione ingegneristica di alcuni aspetti del ciclo di vita degli impianti per la produzione, il trasporto, lo stoccaggio e l’utilizzo di idrogeno

La domanda energetica mondiale è cresciuta significativamente negli ultimi decenni e la maggior parte dell’energia attualmente prodotta deriva da combustibili fossili. Una delle sfide attuali è quella di ridurre le emissioni di gas serra generate dalla produzione di energia tramite risorse non rinnovabili. A tal riguardo, la ricerca di nuovi vettori energetici e lo sviluppo di nuovi processi per la produzione di energia da risorse rinnovabili costituiscono alcuni tra gli elementi necessari per raggiungere tale obiettivo. L’idrogeno, allo stato attuale, è considerato uno dei vettori energetici più promettenti; tuttavia presenta degli svantaggi a causa delle sue caratteristiche chimico-fisiche. Infatti esso presenta un ampio campo di infiammabilità, una bassa energia di ignizione, delle dimensioni molecolari piccole al punto da renderne complesso il contenimento; inoltre, la bassa densità del fluido causa dei problemi per quanto riguarda lo stoccaggio ed il trasporto. In questo contesto si inserisce il presente lavoro di tesi, che è stato sviluppato durante un tirocinio svolto presso una società di ingegneria operante nel settore “Oil&gas”. Lo scopo di questo elaborato è quello di valutare la possibilità di convertire una condotta attualmente impiegata per il trasporto di gas naturale a idrogenodotto e studiare la fattibilità della produzione e dello stoccaggio di idrogeno ai fini dell’alimentazione a un turbogeneratore per la produzione di energia elettrica. Dopo il Capitolo 1 avente carattere introduttivo, nel Capitolo 2 viene analizzata la possibilità di convertire a idrogenodotto una condotta attualmente impiegata per il trasporto di gas naturale. Nel Capitolo 3 viene valutata la fattibilità dell’acquisto e stoccaggio o dell’autoproduzione e stoccaggio di idrogeno tramite elettrolisi dell’acqua, ai fini dell’alimentazione a un turbogeneratore. Infine, nel Capitolo 4 vengono riportate le conclusioni delle analisi effettuate.

Impianti valvolari transcatetere: stato dell'arte e potenzialità

La sostituzione valvolare aortica (TAVI) è un trattamento che negli ultimi anni ha dimostrato essere una valida opzione per la cura di pazienti affetti da grave stenosi aortica. Il suo vantaggio è quello di essere un’alternativa alla procedura chirurgica (surgical aortic valve replacement-SAVR), la quale può esporre il paziente a numerosi rischi. Dal primo prototipo di valvola espandibile a palloncino e poi con la successiva introduzione della tipologia di valvola autoespandibile, nel corso degli anni gli impianti valvolari aortici hanno subito una notevole evoluzione per quanto concerne il design e le nuove tipologie di valvola, rendendo la TAVI sempre più competitiva e dimostrando numerose potenzialità. La sua efficacia si osserva soprattutto in pazienti ad alto rischio di operabilità, ma grazie alla collaborazione di un preparato team multidisciplinare questa procedura ha avuto la possibilità di estendersi anche su pazienti esposti a minor rischio, dimostrando risultati promettenti per il futuro. Verranno illustrati due studi clinici che dimostreranno l’efficacia della TAVI e soprattutto la sua non inferiorità rispetto all’intervento chirurgico, confermandosi un trattamento innovativo e con un notevole potenziale per la cura della stenosi aortica.

Hyperbaric Oxygen Prevents Early Death Caused by Experimental Cerebral Malaria

Background: Cerebral malaria (CM) is a syndrome characterized by neurological signs, seizures and coma. Despite the fact that CM presents similarities with cerebral stroke, few studies have focused on new supportive therapies for the disease. Hyperbaric oxygen (HBO) therapy has been successfully used in patients with numerous brain disorders such as stroke, migraine and atherosclerosis. Methodology/Principal Findings: C57BL/6 mice infected with Plasmodium berghei ANKA (PbA) were exposed to daily doses of HBO (100% O(2), 3.0 ATA, 1-2 h per day) in conditions well-tolerated by humans and animals, before or after parasite establishment. Cumulative survival analyses demonstrated that HBO therapy protected 50% of PbA-infected mice and delayed CM-specific neurological signs when administrated after patent parasitemia. Pressurized oxygen therapy reduced peripheral parasitemia, expression of TNF-alpha, IFN-gamma and IL-10 mRNA levels and percentage of gamma delta and alpha beta CD4(+) and CD8(+) T lymphocytes sequestered in mice brains, thus resulting in a reduction of blood-brain barrier (BBB)dysfunction and hypothermia. Conclusions/Significance: The data presented here is the first indication that HBO treatment could be used as supportive therapy, perhaps in association with neuroprotective drugs, to prevent CM clinical outcomes, including death.

Var transcription profiling of Plasmodium falciparum 3D7: assignment of cytoadherent phenotypes to dominant transcripts

Background: Cytoadherence of Plasmodium falciparum-infected red blood cells is mediated by var gene-encoded P. falciparum erythrocyte membrane protein-1 and host receptor preference depends in most cases on which of the 50-60 var genes per genome is expressed. Enrichment of phenotypically homogenous parasites by panning on receptor expressing cells is fundamental for the identification of the corresponding var transcript. Methods: P. falciparum 3D7 parasites were panned on several transfected CHO-cell lines and their var transcripts analysed by i) reverse transcription/PCR/cloning/sequencing using a universal DBL alpha specific oligonucleotide pair and ii) by reverse transcription followed by quantitative PCR using 57 different oligonucleotide pairs. Results: Each cytoadherence selected parasite line also adhered to untransfected CHO-745 cells and upregulation of the var gene PFD995/PFD1000c was consistently associated with cytoadherence to all but one CHO cell line. In addition, parasites panned on different CHO cell lines revealed candidate var genes which reproducibly associated to the respective cytoadherent phenotype. The transcription profile obtained by RT-PCR/cloning/sequencing differed significantly from that of RT-quantitative PCR. Conclusion: Transfected CHO cell lines are of limited use for the creation of monophenotypic cytoadherent parasite lines. Nevertheless, 3D7 parasites can be reproducibly selected for the transcription of different determined var genes without genetic manipulation. Most importantly, var transcription analysis by RT-PCR/cloning/sequencing may lead to erroneous interpretation of var transcription profiles.

Body weight as an indicator of fat-free mass in active elderly women

Objective: Fat-free mass (FFM) reduction and the tendency for a reduction in surrounding fatty issue and increase in the middle are a natural consequence of growing old and should be studied in order to gain a better understanding of the aging process. This study set out to find the FFM differences between active elderly women in two age groups (60-69 and 70-80 years) and to determine which of the anthropometric measurements, body weight (BW), abdominal circumference (AC), or body mass index (BMI) are the best predictors of FFM variation within the group. Methods: Eighty-one (n = 81) active elderly women of the Third Age willingly signed up to participate in the research during the activities at the University of the Third Age (UTA) in Brazil. The research was approved by the Research Ethics Committee of the Faculty of Medical Sciences of the State University of Campinas (UNICAMP). Body weight (BW), height (H) and the BMI were measured according to the international standards. The AC was measured in centimetres at the H of the navel and body composition was ascertained using bioimpedance analysis. The SAS program was used to perform the statistical analysis of independent samples and parametric data. Results: The results showed FFM values with significant differences between the two groups, with the lowest values occurring among the women who were over 70 years of age. In the analysis, the Pearson`s Correlation Coefficient for each measured independent variable was ascertained, with the BW measurement showing the highest ratio (0.900). Conclusions: The BW measurement was regarded as reliable, low-cost and easy to use for monitoring FFM in elderly women who engage in physical activities. (C) 2011 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

The role of disulfide-linked dimerization in interleukin-3 receptor signaling and biological activity

Cysteine residues 86 and 91 of the beta subunit of the human interleukin (hIL)-3 receptor (h beta c) participate in disulfide-linked receptor subunit heterodimerization. This linkage is essential for receptor tyrosine phosphorylation, since the Cys-86 --> Ala (Mc4) and Cys-91 --> Ala (Mc5) mutations abolished both events. Here, we used these mutants to examine whether disulfide-linked receptor dimerization affects the biological and biochemical activities of the IL-3 receptor. Murine T cells expressing hIL-3R alpha and Mc4 or Mc5 did not proliferate in hIL-3, whereas cells expressing wild-type h beta c exhibited rapid proliferation. However, a small subpopulation of cells expressing each mutant could be selected for growth in IL-3, and these proliferated similarly to cells expressing wild-type h beta c, despite failing to undergo IL-3-stimulated h beta e tyrosine phosphorylation. The Mc4 and Mc5 mutations substantially reduced, but did not abrogate, IL-3-mediated anti-apoptotic activity in the unselected populations. Moreover, the mutations abolished IL-3-induced JAK2, STAT, and AKT activation in the unselected cells, whereas activation of these molecules in IL-3-selected cells was normal. In contrast, Mc4 and Mc5 showed a limited effect on activation of Erk1 and -2 in unselected cells. These data suggest that whereas disulfide-mediated cross-linking and h beta c tyrosine phosphorylation are normally important for receptor activation, alternative mechanisms can bypass these requirements.