Studio di progettazione di un sistema vite-madrevite per cilindri di sollevamento elettrici per applicazioni navali.

L’attività di tirocinio è iniziata con lo studio dei sottomarini e dei loro apparati. Una volta individuate le criticità del caso di studio è stata avviata una fase di ricerca bibliografica sui materiali e sui relativi processi tribologici coinvolti nello strisciamento tra vite e madrevite. La ricerca si è poi concentrata sui fenomeni di corrosione e sui materiali adatti a contrastarla; in base ai dati raccolti ne è stata selezionata una coppia per vite e madrevite. A questo punto è stata effettuata la modellazione CAD 3D del sistema di sollevamento, modellando i principali elementi del meccanismo, cioè la vite, la madrevite e i componenti che ospitano cuscinetti e guarnizioni. Contemporaneamente alla fase di disegno è stato effettuato il dimensionamento del sistema vite-madrevite e dei dispositivi necessari al suo funzionamento. Durante questa fase è stata progettata una legge di moto della vite tale da consentire prestazioni equivalenti o migliori del sistema idraulico da sostituire. Per la vite, oltre alle verifiche statiche e a fatica, è stato necessario effettuare le verifiche a carico di punta e di velocità critica. Durante i calcoli riguardanti la fatica, sono stati valutati gli effetti dovuti alla presenza della filettatura, calcolando i coefficienti di concentrazione delle tensioni grazie ad apposite simulazioni FEM. Inoltre, è stato dimensionato il collegamento tramite linguetta al motoriduttore. Dopo aver effettuato il dimensionamento statico della madrevite ed eseguito una verifica dei parametri che ne determinano l’usura, sono stati scelti i componenti commerciali come cuscinetti, guarnizioni e tenute. Terminata la fase di dimensionamento dei componenti è stato effettuato un approfondimento relativo al gruppo motoriduttore e al meccanismo frenante. Nei capitoli conclusivi sono stati valutati aspetti come la gestione dei carichi radiali, i test necessari ad ultimare la progettazione e i possibili sviluppi futuri.

Aspetti microstrutturali, proprietà meccaniche e ottimizzazione del trattamento termico di un acciaio inossidabile PH processato con laser powder bed fusion

L’attività di ricerca svolta in questa tesi ha riguardato gli aspetti microstrutturali, le proprietà meccaniche e l’ottimizzazione del trattamento termico di un acciaio inossidabile indurente per precipitazione processato mediante tecnologia additiva Laser Powder Bed Fusion (L-PBF). I provini, realizzati presso il competence center Bi-REX (Bologna) e lavorati presso il laboratorio di Metallurgia del DIN, sono stati oggetto di vari trattamenti termici sperimentali in cui è stata fatta variare la temperatura e la durata di mantenimento in forno, al fine di identificare la combinazione ottimale di temperatura e tempo sia per la fase di solubilizzazione che di invecchiamento. Nello specifico, la scelta dei parametri di solubilizzazione e invecchiamento è stata fatta solo sulla base dei trend di durezza. Da queste attività sono stati scelti i parametri di trattamento che garantissero elevata durezza, prossima alla massima ottenibile, senza durate di invecchiamento eccessive. L'esito della sperimentazione ha permesso di ridurre sensibilmente temperatura e durata di solubilizzazione rispetto al trattamento benchmark senza penalizzazione della durezza risultante. Dopodiché è stata eseguita una caratterizzazione microstrutturale e meccanica dell’acciaio, in termini di durezza, trazione e resilienza, per confrontare il trattamento termico ottimizzato con la condizione As-Built (AB) e con il trattamento termico standard indicato dal produttore. L’elevata durezza misurata dopo invecchiamento si deve alla presenza di precipitati di rinforzo in grado di ostacolare il moto delle dislocazioni. Le prove meccaniche hanno confermato l’ottenimento di elevata resistenza a snervamento e a trazione, superiore al benchmark, ma di un basso allungamento a rottura e bassissima resilienza a causa di difetti quali porosità, mancate fusioni e spattering. Infine, lo studio delle superfici di frattura ha permesso di analizzare i meccanismi di rottura dei campioni di trazione e resilienza.

Funzionalità delle proteine e ossidazione lipidica e proteica in filetti di branzino salati dopo trattamento con campi elettrici pulsati

Il presente lavoro di tesi ha avuto lo scopo di valutare l’effetto del trattamento con campi elettrici pulsati sulla funzionalità delle proteine e sul livello di ossidazione lipidica e proteica di filetti di branzino (Dicentrarchus labrax) durante 12 giorni di conservazione refrigerata. A tale scopo, un totale di 50 filetti è stato sottoposto a salagione mediante salamoia contenente il 5% di NaCl per 24 ore e successivamente diviso in 2 gruppi sperimentali (n=25/gruppo): CONT, filetti non sottoposti a trattamento e PEF, filetti trattati con campi elettrici pulsati aventi intensità di 0,6 kV/cm, ampiezza degli impulsi di 10 μs per un tempo totale di trattamento pari a 10 s. I filetti sono stati confezionati in atmosfera protettiva (20% di CO2 e 80% di N2) e conservati a temperatura di refrigerazione per i 12 giorni successivi. Nel complesso, i risultati ottenuti suggeriscono come il trattamento PEF non abbia esercitato un effetto né migliorativo né peggiorativo sulla funzionalità delle proteine, determinata tramite analisi della solubilità, risultato piuttosto inatteso data la potenzialità del PEF di migliorare la funzionalità proteica. Si può ipotizzare che il processo di salatura a cui sono stati sottoposti i campioni possa avere in qualche modo mascherato un possibile effetto positivo del trattamento a causa della solubilizzazione delle proteine avvenuta già in fase di salatura. Inoltre, nonostante il PEF possa innescare fenomeni ossidativi a carico della matrice lipidica e proteica, in questo studio non sono state osservate modificazioni, suggerendo come il trattamento non abbia alterato la stabilità ossidativa dei filetti. In conclusione, i risultati ottenuti nel presente studio sono da considerarsi positivi, in quanto è possibile evincere come il trattamento effettuato abbia consentito di migliorare le rese di processo, senza però influenzare la stabilità ossidativa di lipidi e proteine, lasciando quindi inalterata la funzionalità delle stesse.

Studio della shelf-life di filetti di branzino leggermente salati pre-trattati con campi elettrici pulsati

I campi elettrici pulsati (PEF) rappresentano una tecnologia emergente che di anno in anno va acquisendo una popolarità sempre maggiore nel campo della trasformazione e conservazione degli alimenti. Tuttavia, l’applicazione di questa tecnica nel settore dei prodotti ittici è ad oggi ancora scarsamente utilizzata. L’obiettivo di questo studio è stato quello di valutare l’effetto dell’applicazione dei campi elettrici pulsati come pretrattamento ad una leggera salagione sulla shelf-life di filetti di branzino confezionati in atmosfera protettiva (MAP). I filetti sono stati sottoposti a campi elettrici pulsati ad intensità di 0.6 kV/cm e successivamente immersi in una salamoia al 5% di NaCl per 24 ore. Dopodiché, i filetti pretrattati sono stati confezionati e stoccati a 4°C per 8 giorni, durante i quali sono state eseguite le determinazioni analitiche volte a valutare lo sviluppo microbico e le principali caratteristiche qualitative. I risultati hanno dimostrato che l’utilizzo dei PEF come pretrattamento alla salagione può incrementare significativamente la concentrazione di sale nei filetti, probabilmente grazie ad una distribuzione più omogenea di NaCl nel tessuto muscolare. In aggiunta, sono state riscontrate alcune differenze significative nella riduzione del peso dei filetti in seguito al trattamento PEF, il quale è risultato inferiore nei filetti trattati, fenomeno che potrebbe essere riconducibile alla capacità dei campi elettrici pulsati di aumentare la capacità di ritenzione idrica (WHC). Inoltre, al di là di un leggerissimo aumento dell’indice di ossidazione lipidica nei filetti sottoposti ai PEF nei tempi immediatamente successivi al trattamento, non sono state riscontrate altre differenze significative nei restanti parametri considerati. Pertanto, il pretrattamento con PEF risulta promettente per rendere più efficiente il successivo processo di salagione, senza influire negativamente sulla shelf-life del prodotto finale confezionato.

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.

Progettazione di un modulo di rinnovo dell'aria ambiente con recupero termico. Applicazione ad un caso reale

L’elaborato riguarda la progettazione di un modulo di rinnovo dell’aria ambiente con recupero termico, che integri anche la funzione di climatizzazione invernale ed estiva. L’applicazione è partita dall’analisi di un caso reale, ossia la palazzina uffici dell’azienda Galletti S.p.A. Per tutti gli uffici interessati si è proceduto alla verifica del carico termico invernale, nonché dei fabbisogni di aria di rinnovo sulla base dei tassi di occupazione previsti dalle norme e parallelamente dei tassi di occupazione reali. In tale elaborato vengono illustrate le due normative relative alla ventilazione applicabili in Italia, quella italiana (UNI 10339) e quella europea (UNI EN 16798-1), le quali permetteranno di ottenere i valori di ricambi d’aria necessari per i singoli ambienti. Per effettuare i ricambi di aria si è scelto di dimensionare un sistema di VMC puntuale. Successivamente si sono analizzati i principali inquinanti indoor e tra questi è stata scelta come indice di qualità dell’aria interna la concentrazione di CO2, in quanto il controllo della sua concentrazione permette di avere un indice di un corretto ricambio dell’aria ambiente. Per effettuare il dimensionamento della macchina si sono presi come locali tipo undici uffici dello stabilimento Galletti. Nel lavoro di selezione sono stati individuati i recuperatori a piastre in alluminio e i ventilatori necessari. Si è poi applicato un modello dinamico di accumulo di CO2 in ambienti chiusi creato in Galletti per monitorare l’andamento della concentrazione di CO2 nel tempo con diversi valori di portata di rinnovo, considerando tre livelli di isolamento dell’involucro. Il modello fornisce indicazioni sul tipo di regolazione che si prevede per la macchina. Per ciascun ambiente è stata formulata una proposta di sostituzione dell’unità di climatizzazione presente (fan coil) con una nuova unità in grado di fare fronte al tasso di rinnovo richiesto ed alla climatizzazione invernale in condizioni di progetto.

Studio del processo di recupero di Terre Rare da motori di veicoli elettrici a fine vita

Il progetto di tesi consiste nello studio di un processo di recupero di terre rare (Nd, Pr, Dy) da motori di veicoli elettrici a fine vita. La prima parte della tesi è una introduzione che descrive le attuali problematiche legate alle terre rare, dal monopolio cinese a livello di estrazione e produzione alle problematiche di estrazione legate alla legislazione europea. E' presente una descrizione dei magneti permanenti a base NdFeB e le varie applicazioni in cui sono sfruttati. Viene descritta la destinazione attuale di prodotti a fine vita contenenti terre rare ed i principali metodi di recupero, diretti ed indiretti ad oggi conosciuti e studiati su scala di laboratorio. Nella seconda parte della tesi, quella sperimentale, sono illustrati i risultati ottenuti da studi di smagnetizzazione di magneti provenienti da motori di monopattini elettrici ed il loro utilizzo in vista di un eventuale processo di recupero. Sono stati presi come caso studio i componenti di 3 veicoli appartenenti a comuni classi di veicoli elettrici : un'utilitaria, un furgone elettrico ed un'auto ibrida. E' stato quindi effettuato un lavoro di quantificazione e caratterizzazione tramite ICP dei magneti contenenti REEs nei 3 veicoli per comprendere la potenzialità economica del loro riciclo.

Sviluppo di modelli dinamici per la simulazione del volo di aerei leggeri elettrici

Il presente lavoro di tesi si pone come obiettivo l’individuazione di modelli matematici che possano essere utilizzati per la configurazione di simulatori di volo aerei elettrici dell’aviazione generale. In particolare, sono state trovate in letteratura delle formule da utlizzare per modellare eliche, motori elettrici di varie tipologie e batterie. Per meglio comprendere l’impatto dell’adozione dei motori elettrici sui velivoli dell’aviazione generale sono stati effettuati dei confronti di dati, in cui si è preso come riferimento il motore a combustione interna Continental O-300 montato sui Cessna C172. Successivamente, sono stati implementati i modelli dinamici in Simulink di motori elettrici che potrebbero sostituire il motore a combustione interna sopra citato. Sono, poi, state eseguite alcune comparazioni tra i risultati ottenuti in termini di spinte ottenibili, potenze e autonomie, e numero di giri di rotazione dell’elica per diversi motori elettrici. Per effettuare le simulazioni è stato utilizzato il software Simulink: ambiente in cui sono stati sviluppati modelli dinamici di propulsione sia tradizionale che elettrica. Nella parte conclusiva della tesi, sono riportate alcune considerazioni volte a stimare l'autonomia di un velivolo simile al Cessna C172, in cui si sotituisce il motore a combustione interna con un motore elettrico a parità di peso massimo al decollo e l’andamento di quest'ultimo in funzione dell’autonomia per un velivolo elettrico. I risultati ottenuti da queste ultime simulazioni suggeriscono che la conversione ad elettrico è attualmente critica in quanto la ridotta densità di energia delle batterie porta ad un significativo decadimento dell'autonomia generale.

Microsatellite In Aeschynomene Falcata (leguminosae): Diversity, Cross-amplification, And Chromosome Localization.

Aeschynomene falcata is an important forage species; however, because of low seed production, it is underutilized as forage species. Aeschynomene is a polyphyletic genus with a challenging taxonomic position. Two subgenera have been proposed, and it is suggested that Aeschynomene can be split in 2 genera. Thus, new markers, such as microsatellite sequences, are desirable for improving breeding programs for A. falcata. Based on transferability and in situ localization, these microsatellite sequences can be applied as chromosome markers in the genus Aeschynomene and closely related genera. Here, we report the first microsatellite library developed for this genus; 11 microsatellites were characterized, with observed and expected heterozygosities ranging from 0.0000 to 0.7143 and from 0.1287 to 0.8360, respectively. Polymorphic information content varied from 0.1167 to 0.7786. The departure from Hardy-Weinberg equilibrium may have resulted from frequent autogamy, which is characteristic of A. falcata. Of the 11 microsatellites, 9 loci were cross-amplified in A. brevipes and A. paniculata and 7 in Dalbergia nigra and Machaerium vestitum. Five of these 7 cross-amplified microsatellites were applied as probes during the in situ hybridization assay and 2 showed clear signals on A. falcata chromosomes, ensuring their viability as chromosome markers.

Número cromossômico em espécies brasileiras de Adesmia DC. (Leguminosae-Faboideae)

Chromosome numbers of 11 South-Brazilian species of Adesmia were determined. The cytological preparations were obtained by squashing cells of root tips, using the acetic-orcein method. The chromosome number for all the species studied was 2n=20, excepting A. incana var. incana with 2n=ca.40. The counts are new for nine species, and the other two agree with the literature. It is suggested x=10 as the basic number for the genus. Up to the present only four species were cited as polyploid.

Malpighiaceae: correlations between habit, fruit type and basic chromosome number

The family Malpighiaceae presents species with different habits, fruit types and cytological characters. Climbers are considered the most derived habit, followed, respectively, by the shrubby and arboreal ones. The present study examines the relationship between basic chromosome numbers and the derivation of climbing habit and fruit types in Malpighiaceae. A comparison of all the chromosome number reports for Malpighiaceae showed a predominance of chromosome numbers based on x=5 or 10 in the genera of sub-family Malpighioideae, mainly represented by climbers with winged fruits, whereas non-climbing species with non-winged fruits, which predominate in sub-family Byrsonimoideae, had counts based on x=6, which is considered the less derived basic number for the family. Based on such data, confirmed by statistic assays, and on the monophyletic origin of this family, we admit the hypothesis that morphological derivation of habit and fruit is correlated with chromosome basic number variation in the family Malpighiaceae.

Números cromossômicos em espécies de Acosmium Schott e Leptolobium Vogel (Leguminosae, Papilionoideae)

A cytotaxonomic analysis of species of Acosmium Schott e Leptolobium Vogel was carried out, by determining their chromosome numbers. The three species of Acosmium and five species of Leptolobium (representing 50% of the genus) were studied from seeds obtained from different regions of Brazil. Chromosome counts were new for all Acosmium species and for four Leptolobium species. For Acosmium cardenasii, 2n = 18 was constantly observed, while occurring at the same meristem were found 2n = 18, 24 e 32 in A. diffusissimum and 2n = 18 e 32 in A. lentiscifolium. For Leptolobium, all studied species had 2n = 18, confirming a previous count for L. dasycarpum. The results showed that chromosome numbers of Acosmium and Leptolobium species are homogeneous, confirming the basic number x = 9 for both genera. Therefore, chromosome numbers do not provide a useful taxonomic character distinguishing Acosmium from Leptolobium.

Covariance functions for body weight from birth to maturity in Nellore cows

The objective of this study was to estimate (co)variance functions using random regression models on Legendre polynomials for the analysis of repeated measures of BW from birth to adult age. A total of 82,064 records from 8,145 females were analyzed. Different models were compared. The models included additive direct and maternal effects, and animal and maternal permanent environmental effects as random terms. Contemporary group and dam age at calving (linear and quadratic effect) were included as fixed effects, and orthogonal Legendre polynomials of animal age (cubic regression) were considered as random co-variables. Eight models with polynomials of third to sixth order were used to describe additive direct and maternal effects, and animal and maternal permanent environmental effects. Residual effects were modeled using 1 (i.e., assuming homogeneity of variances across all ages) or 5 age classes. The model with 5 classes was the best to describe the trajectory of residuals along the growth curve. The model including fourth- and sixth-order polynomials for additive direct and animal permanent environmental effects, respectively, and third-order polynomials for maternal genetic and maternal permanent environmental effects were the best. Estimates of (co) variance obtained with the multi-trait and random regression models were similar. Direct heritability estimates obtained with the random regression models followed a trend similar to that obtained with the multi-trait model. The largest estimates of maternal heritability were those of BW taken close to 240 d of age. In general, estimates of correlation between BW from birth to 8 yr of age decreased with increasing distance between ages.

Comparison of different nonlinear functions to describe Nelore cattle growth

This work aims to compare different nonlinear functions for describing the growth curves of Nelore females. The growth curve parameters, their (co) variance components, and environmental and genetic effects were estimated jointly through a Bayesian hierarchical model. In the first stage of the hierarchy, 4 nonlinear functions were compared: Brody, Von Bertalanffy, Gompertz, and logistic. The analyses were carried out using 3 different data sets to check goodness of fit while having animals with few records. Three different assumptions about SD of fitting errors were considered: constancy throughout the trajectory, linear increasing until 3 yr of age and constancy thereafter, and variation following the nonlinear function applied in the first stage of the hierarchy. Comparisons of the overall goodness of fit were based on Akaike information criterion, the Bayesian information criterion, and the deviance information criterion. Goodness of fit at different points of the growth curve was compared applying the Gelfand`s check function. The posterior means of adult BW ranged from 531.78 to 586.89 kg. Greater estimates of adult BW were observed when the fitting error variance was considered constant along the trajectory. The models were not suitable to describe the SD of fitting errors at the beginning of the growth curve. All functions provided less accurate predictions at the beginning of growth, and predictions were more accurate after 48 mo of age. The prediction of adult BW using nonlinear functions can be accurate when growth curve parameters and their (co) variance components are estimated jointly. The hierarchical model used in the present study can be applied to the prediction of mature BW in herds in which a portion of the animals are culled before adult age. Gompertz, Von Bertalanffy, and Brody functions were adequate to establish mean growth patterns and to predict the adult BW of Nelore females. The Brody model was more accurate in predicting the birth weight of these animals and presented the best overall goodness of fit.

Cárie dentária e necessidades de tratamento em adolescentes do estado de São Paulo, 1998 e 2002

OBJETIVO: Avaliar indicadores de prevalência e severidade de cárie em adolescentes e as necessidades de tratamento. MÉTODOS: Os dados foram obtidos a partir de levantamentos epidemiológicos em saúde bucal realizados no Estado de São Paulo em 1998 e 2002, com adolescentes de 12 e 18 anos de idade. A experiência de cárie foi medida pelo índice de dentes permanentes cariados, perdidos e restaurados (CPOD) e a necessidade de tratamento foi avaliada segundo critérios da Organização Mundial de Saúde. O significant caries index foi empregado para definir a experiência de cárie de um terço do grupo que apresentou maior experiência da doença. Para a idade de 12 anos, os exames ocorreram em escolas públicas e privadas, em 1998 (N=9.327) e 2002 (N=5.782), enquanto que os adolescentes de 18 anos, em 2002, foram examinados em seus domicílios (N=5195, em 1998 e N=257 em 2002). RESULTADOS: Aos 12 anos de idade, o índice CPOD foi de 3,72 em 1998 e de 2,52 em 2002, enquanto que aos 18 anos foi de 8,64 e 7,13, respectivamente. O significant caries index aos 12 anos foi de 7,40 (1998) e 5,62 (2002), aos 18 anos foi de 15,05 e 12,19, respectivamente. Aos 12 anos observou-se aumento de necessidades de restaurações de uma superfície (p<0,0001) e de selantes aos 18 anos (p<0,0001). CONCLUSÕES: Verificou-se que houve declínio da cárie entre os adolescentes e a maioria das necessidades de tratamento odontológicas foram de baixa complexidade.