Mitigazione dell'isola di calore attraverso i tetti verdi: il caso di studio di Via Terracini a Bologna

Con il termine “tetti verdi” si intendono vere e proprie coperture vegetate, che fungono da valida alterativa alle tipologie convenzionali a coppi oppure in guaina impermeabilizzante. Per quanto questi possano essere considerati una soluzione moderna relativa alle diverse Best Management Practices (BMP), in realtà sono stati realizzati e sfruttati fin dall'antichità. Dagli anni Settanta ad oggi hanno preso sempre più piede in Europa e negli altri continenti a causa dei molteplici benefici che li accompagnano a livello ambientale. All'interno di questo studio ci si pone l‟obiettivo di valutarne i vantaggi, principalmente a livello energetico ed idraulico, riscontrati in letteratura, direttamente sul campo, grazie al sito di studio presso la sede di Ingegneria di via Terracini, Bologna. Sulle coperture del LAGIRN (Laboratorio di Geoingegneria e Risorse Naturali), infatti, nell‟estate 2013 sono stati realizzati due tetti verdi (uno a Sedum, che sarà indicato con la sigla GR, e uno con piante autoctone, identificato con la sigla NA). Tramite il confronto tra le temperature registrate grazie a diversi tipi di strumentazione, è stato possibile quantificare i comportamenti delle coperture su scala annuale, non solo l‟una rispetto l‟altra, ma anche in rapporto a una porzione di tetto lasciata a guaina bituminosa (indicato con la sigla RR). Considerando il ruolo della vegetazione come strumento per la mitigazione del fenomeno d‟isola di calore urbana, infine, con l‟ausilio del software CFD denominato ENVI-met si è modellata l‟intera area del Lazzaretto e si sono simulati tre diversi scenari: 1) Lo stato attuale 2) Una situazione ipotetica con tutte coperture a Sedum 3) Una situazione ipotetica con tutte coperture con specie autoctone per la giornata estiva più calda e per un comune giorno di Ottobre, a seguito di una minuziosa calibrazione. Il confronto tra la situazione reale e quelle supposte dimostra la validità dei green roofs nella lotta al riscaldamento delle grandi città.

Agopuntura Urbana Jaime Lerner e la pianificazione urbanistica di Curitiba

Questa riflessione sulla città contemporanea nasce dall’esigenza di definire delle pratiche d’intervento utili alla gestione di una realtà urbana. Seguendo il pensiero di studiosi delle varie discipline quali la composizione e l’urbanistica, mi assumo la responsabilità di analizzare una pratica urbana utile alla gestione delle realtà conflittuali, senza voler entrare nel merito di burocrazie, a volte caotiche, ma semplicemente seguendo l’aspetto sociale e urbanistico di un intervento. Un riflessione generale su quelle che sono le pratiche urbane contemporanee, alla ricerca di una soluzione che possa infine risolvere le problematiche delle città: Agopuntura Urbana. Durante lo studio delle dinamiche, che portano alla formazione di un tessuto urbano, spesso veniamo a conoscenza di realtà malate frutto della continua evoluzione della città. Il progresso, in ogni suo campo, ha anche determinato un’evoluzione del comportamento sociale: ci troviamo spesso all’interno di una frenetica rete d’idee e di cambiamenti. La strategia dell’Agopuntura Urbana proposta da Jaime Lerner ci fornisce le soluzioni per risolvere il corpo urbano e la sua visione olistica, le analisi, lo studio e le conseguenti soluzioni, le quali, non sono da ricercare nella complessità ma piuttosto nella semplicità degli interventi: un’oculata riqualificazione che metta in primo piano le necessità della collettività. Nell’incontenibile serie di eventi, che hanno caratterizzato l’ultimo secolo, ritroviamo una realtà che ricerca soluzioni: la società vuole soluzioni per migliorare le realtà sociali contemporanee all’interno del proprio panorama urbano. ANDREA FALCO

I limiti al diritto di proprietà derivanti dagli strumenti di pianificazione urbanistica. I vincoli urbanistici.

Nella prima parte viene ricostruito il concetto di vincolo espropriativo alla luce dell’elaborazione della giurisprudenza della Corte costituzionale e della Corte EDU, giungendo alla conclusione che rientrano in tale concetto le limitazioni al diritto di proprietà che: - derivano da scelte discrezionali dell’Amministrazione non correlate alle caratteristiche oggettive del bene; - superano la normale tollerabilità nel senso che impediscono al proprietario la prosecuzione dell’uso in essere o incidono sul valore di mercato del bene in modo sproporzionato rispetto alle oggettive caratteristiche del bene e all’interesse pubblico perseguito. Ragione di fondo della teoria dei vincoli è censurare l’eccessiva discrezionalità del potere urbanistico, imponendo una maggiore obiettività e controllabilità delle scelte urbanistiche. Dalla teoria dei vincoli consegue altresì che nell’esercizio del potere urbanistico l’Amministrazione, pur potendo differenziare il territorio, deve perseguire l’obiettivo del riequilibrio economico degli interessi incisi dalle sue determinazioni. L’obbligo della corresponsione dell’indennizzo costituisce la prima forma di perequazione urbanistica. Nel terzo e nel quarto capitolo viene analizzata la giurisprudenza civile e amministrativa in tema di vincoli urbanistici, rilevandone la non corrispondenza rispetto all’elaborazione della Corte costituzionale e l’incongruità dei risultati applicativi. Si evidenzia in particolare la necessità del superamento del criterio basato sulla distinzione zonizzazioni-localizzazioni e di considerare conformative unicamente quelle destinazioni realizzabili ad iniziativa privata che in concreto consentano al proprietario di conseguire un’utilità economica proporzionata al valore di mercato del bene. Nel quinto capitolo viene analizzato il rapporto tra teoria dei vincoli e perequazione urbanistica, individuandosi il discrimine tra i due diversi istituti non solo nel consenso, ma anche nella proporzionalità delle reciproche prestazioni negoziali. Attraverso la perequazione non può essere attribuito al proprietario un’utilità inferiore a quella che gli deriverebbe dall’indennità di esproprio.

Validazione sperimentale di un modello ray tracing in ambienti indoor

Il trattato sottolinea quanto sia indispensabile avere un confronto fra le simulazioni numeriche effettuate col metodo Ray Tracing e le campagne di misure sperimentali. Sebbene le simulazioni numeriche comportino un impiego di tempo e risorse oneroso, una volta impostate risultano molto versatili e rapide nell'apportare cambiamenti ai relativi settaggi e ambiente di propagazione.

Riabitare il margine a Venezia. Riqualificazione dell'isola di San Pietro in Castello

Dopo aver svolto un laboratorio di progettazione alla scuola Saint-Luc a Bruxelles e un workshop “la ville et l’eau” a Venezia ho scelto di mantenere come progetto di tesi la riqualificazione dell’isola di San Pietro in Castello a Venezia. Progettare a Venezia vuol dire progettare in una città stratificata e densa dove però i margini non hanno oggi profili definiti, ma hanno bisogno di ritrovare un’immagine che hanno perso nel tempo. La scelta del margine est ci porta in una Venezia minore che non ha conosciuto grandi trasformazioni, ma che, al contrario, è stata oggetto di pianificazione solo negli ultimi anni senza successo. Presenta spazi aperti non qualificati e che nel progetto vengono integrati. La presenza di costruzioni di tipo residenziale di bassa qualità ha portato alla scelta di demolire quegli edifici che non si integrano con il contesto sostituendoli con nuovi alloggi sia per artisti che per famiglie. Questi nuovi volumi trovano un completamento con l’esistente tessuto residenziale che si è scelto di valorizzare. Lo spazio pubblico torna ad assumere nel progetto quella qualità e forma data dall’inserimento di cortine murarie che delimitano lo spazio privato da quello più sociale della calle, del nuovo campiello e del parco. Il progetto di riabitare il margine dell’isola di San Pietro in Castello prevede a livello urbanistico un progetto che non tocca solo il tessuto residenziale, ma si occupa anche del riordino del sistema del verde, degli spazi dei luoghi di lavoro cantieristico di tipo navale tipico dell’isola e del ripensamento dei nuovi percorsi come il riuso di un edificio esistente come galleria.

Oblique ionograms automatic scaling and eikonal based ray tracing

A method for automatic scaling of oblique ionograms has been introduced. This method also provides a rejection procedure for ionograms that are considered to lack sufficient information, depicting a very good success rate. Observing the Kp index of each autoscaled ionogram, can be noticed that the behavior of the autoscaling program does not depend on geomagnetic conditions. The comparison between the values of the MUF provided by the presented software and those obtained by an experienced operator indicate that the procedure developed for detecting the nose of oblique ionogram traces is sufficiently efficient and becomes much more efficient as the quality of the ionograms improves. These results demonstrate the program allows the real-time evaluation of MUF values associated with a particular radio link through an oblique radio sounding. The automatic recognition of a part of the trace allows determine for certain frequencies, the time taken by the radio wave to travel the path between the transmitter and receiver. The reconstruction of the ionogram traces, suggests the possibility of estimating the electron density between the transmitter and the receiver, from an oblique ionogram. The showed results have been obtained with a ray-tracing procedure based on the integration of the eikonal equation and using an analytical ionospheric model with free parameters. This indicates the possibility of applying an adaptive model and a ray-tracing algorithm to estimate the electron density in the ionosphere between the transmitter and the receiver An additional study has been conducted on a high quality ionospheric soundings data set and another algorithm has been designed for the conversion of an oblique ionogram into a vertical one, using Martyn's theorem. This allows a further analysis of oblique soundings, throw the use of the INGV Autoscala program for the automatic scaling of vertical ionograms.

Performance analysis of ray-tracing assisted beamforming techniques for future mm-wave wireless systems.

Il progetto di tesi riguarda principalmente la progettazione di moderni sistemi wireless, come 5G o WiGig, operanti a onde millimetriche, attraverso lo studio di una tecnica avanzata detta Beamforming, che, grazie all'utilizzo di antenne direttive e compatte, permette di superare limiti di link budget dovuti alle alte frequenze e introdurre inoltre diversità spaziale alla comunicazione. L'obiettivo principale del lavoro è stato quello di valutare, tramite simulazioni numeriche, le prestazioni di alcuni diversi schemi di Beamforming integrando come tool di supporto un programma di Ray Tracing capace di fornire le principali informazioni riguardo al canale radio. Con esso infatti è possibile sia effettuare un assessment generale del Beamforming stesso, ma anche formulare i presupposti per innovative soluzioni, chiamate RayTracing-assisted- Beamforming, decisamente promettenti per futuri sviluppi così come confermato dai risultati.

Development of empirical equations for irradiance profile of a standard parabolic trough collector using Monte Carlo ray tracing technique

Irradiance profile around the receiver tube (RT) of a parabolic trough collector (PTC) is a key effect of optical performance that affects the overall energy performance of the collector. Thermal performance evaluation of the RT relies on the appropriate determination of the irradiance profile. This article explains a technique in which empirical equations were developed to calculate the local irradiance as a function of angular location of the RT of a standard PTC using a vigorously verified Monte Carlo ray tracing model. A large range of test conditions including daily normal insolation, spectral selective coatings and glass envelop conditions were selected from the published data by Dudley et al. [1] for the job. The R2 values of the equations are excellent that vary in between 0.9857 and 0.9999. Therefore, these equations can be used confidently to produce realistic non-uniform boundary heat flux profile around the RT at normal incidence for conjugate heat transfer analyses of the collector. Required values in the equations are daily normal insolation, and the spectral selective properties of the collector components. Since the equations are polynomial functions, data processing software can be employed to calculate the flux profile very easily and quickly. The ultimate goal of this research is to make the concentrating solar power technology cost competitive with conventional energy technology facilitating its ongoing research.

Development of optical ray tracing model of a standard parabolic trough collector

Parabolic trough concentrator collector is the most matured, proven and widespread technology for the exploitation of the solar energy on a large scale for middle temperature applications. The assessment of the opportunities and the possibilities of the collector system are relied on its optical performance. A reliable Monte Carlo ray tracing model of a parabolic trough collector is developed by using Zemax software. The optical performance of an ideal collector depends on the solar spectral distribution and the sunshape, and the spectral selectivity of the associated components. Therefore, each step of the model, including the spectral distribution of the solar energy, trough reflectance, glazing anti-reflection coating and the absorber selective coating is explained and verified. Radiation flux distribution around the receiver, and the optical efficiency are two basic aspects of optical simulation are calculated using the model, and verified with widely accepted analytical profile and measured values respectively. Reasonably very good agreement is obtained. Further investigations are carried out to analyse the characteristics of radiation distribution around the receiver tube at different insolation, envelop conditions, and selective coating on the receiver; and the impact of scattered light from the receiver surface on the efficiency. However, the model has the capability to analyse the optical performance at variable sunshape, tracking error, collector imperfections including absorber misalignment with focal line and de-focal effect of the absorber, different rim angles, and geometric concentrations. The current optical model can play a significant role in understanding the optical aspects of a trough collector, and can be employed to extract useful information on the optical performance. In the long run, this optical model will pave the way for the construction of low cost standalone photovoltaic and thermal hybrid collector in Australia for small scale domestic hot water and electricity production.

Comparison of ocular modulation transfer function determined by a ray-tracing aberrometer and a double-pass system in early cataract patients

BACKGROUND: The evaluation of retinal image quality in cataract eyes has gained importance and the clinical modulation transfer functions (MTF) can obtained by aberrometer and double pass (DP) system. This study aimed to compare MTF derived from a ray tracing aberrometer and a DP system in early cataractous and normal eyes. METHODS: There were 128 subjects with 61 control eyes and 67 eyes with early cataract defined according to the Lens Opacities Classification System III. A laser ray-tracing wavefront aberrometer (iTrace) and a double pass (DP) system (OQAS) assessed ocular MTF for 6.0 mm pupil diameters following dilation. Areas under the MTF (AUMTF) and their correlations were analyzed. Stepwise multiple regression analysis assessed factors affecting the differences between iTrace- and OQAS-derived AUMTF for the early cataract group. RESULTS: For both early cataract and control groups, iTrace-derived MTFs were higher than OQAS-derived MTFs across a range of spatial frequencies (P < 0.01). No significant difference between the two groups occurred for iTrace-derived AUMTF, but the early cataract group had significantly smaller OQAS-derived AUMTF than did the control group (P < 0.01). AUMTF determined from both the techniques demonstrated significant correlations with nuclear opacities, higher-order aberrations (HOAs), visual acuity, and contrast sensitivity functions, while the OQAS-derived AUMTF also demonstrated significant correlations with age and cortical opacity grade. The factors significantly affecting the difference between iTrace and OQAS AUMTF were root-mean-squared HOAs (standardized beta coefficient = -0.63, P < 0.01) and age (standardized beta coefficient = 0.26, P < 0.01). CONCLUSIONS: MTFs determined from a iTrace and a DP system (OQAS) differ significantly in early cataractous and normal subjects. Correlations with visual performance were higher for the DP system. OQAS-derived MTF may be useful as an indicator of visual performance in early cataract eyes.

Application of novel method for surface-ray tracing over hyperboloidal scatterers

A novel geodesic constant method has been developed for the hitherto unsolved problem of surface-ray tracing over a class of surface, namely the general hyperboloid of revolution (GHOR). All the ray-geometric parameters are obtained analytically in a one-parameter form. The ray parameters derived here for the first time can be readily used in the UTD formulation for computing the mutual coupling between the antennas located on the GHOR.

Surface-ray tracing on hybrid surfaces of revolution for UTD mutual coupling analysis

An angle invariance property based on Hertz's principle of particle dynamics is employed to facilitate the surface-ray tracing on nondevelopable hybrid quadric surfaces of revolution (h-QUASOR's). This property, when used in conjunction with a Geodesic Constant Method, yields analytical expressions for all the ray-parameters required in the UTD formulation. Differential geometrical considerations require that some of the ray-parameters (defined heuristically in the UTD for the canonical convex surfaces) be modified before the UTD can be applied to such hybrid surfaces. Mutual coupling results for finite-dimensional slots have been presented as an example on a satellite launch vehicle modeled by general paraboloid of revolution and right circular cylinder.