Caratterizzazione e confronto di misuratori di portata per utilizzo in emodialisi

La dialisi è una terapia essenziale alla sopravvivenza delle persone colpite da insufficienza renale. Senza questo trattamento periodico l’aspettativa di vita si riduce a pochi giorni. Il fine di questo trattamento è il ripristino dell’equilibrio idro-elettrolitico e acido-base del paziente e la rimozione del fluido in eccesso che l’organismo non è in grado di espellere autonomamente. La parte di liquido che passa attraverso il filtro dal lato sangue, alla parte di bagno dialisi prende il nome di ultrafiltrato. Ciò comporta che nelle macchine per emodialisi ci sia un sistema di controllo dedicato all’ultrafiltrazione. La durata della seduta è variabile, è finalizzata a riportare il paziente al peso ottimale in un tempo limitato. Il seguente elaborato è stato svolto presso il laboratorio della start-up IBD Italian Biomedical Devices, uno dei progetti in via di sviluppo è la realizzazione di una macchina per emodialisi a basso costo. Obiettivo della tesi è stato quello di confrontare due misuratori di portata e valutarne l’adeguatezza per la gestione del sistema di ultrafiltrazione. È stato esplorato tutto il range di portate a cui potrebbero essere sottoposti durante l’utilizzo del macchinario. I sensori oggetto di studio sono l’Oval Gears Flowmeters ed il flussimetro Series 800, entrambi adatti all’impiego in ambito biomedicale. Appartengono a due diverse classi: il primo è un contatore volumetrico, registra il numero di volumi base lo che attraversano. Il secondo è un misuratore a turbina, genera impulsi verso l’esterno in numero proporzionale alla velocità del fluido. Lo studio necessita anche di una parte di acquisizione dei segnali provenienti dai sensori, è stata implementata interamente sulla piattaforma Arduino. I dati acquisiti sono stati elaborati ed analizzati al fine di avere un confronto tra i misuratori e con il gold-standard. Per poter confrontare le prestazioni è stato realizzato e seguito un protocollo sperimentale.

Studio e validazione sperimentale di un nuovo sistema per ultrafiltrazione in emodialisi

La dialisi, le cui basi sono state fondate a metà ottocento dal chimico Thomas Graham, è la terapia, alternativa al trapianto, utilizzata su pazienti affetti da insufficienza renale. Ad oggi tale terapia ha un numero sempre maggiore di utilizzatori, più di 2,5 milioni di persone al mondo, ragione per cui ha un impatto sempre più grande sul sistema sanitario. La terapia, ha come scopo principale quello ripristinare gli equilibri idro-elettrolitico e acido-base del sangue del paziente utilizzando principi quali ultrafiltrazione, convezione e diffusione. Per raggiungere questo obiettivo, il sangue del paziente viene fatto scorrere controcorrente al liquido di dialisi, di composizione nota, ai capi di una membrana semipermeabile. Nel caso dell’emodialisi tutto il processo si svolge in circolazione extracorporea. La dialisi viene eseguita quando i reni del paziente non riescono più a espletare la loro funzione, con conseguente accumulo di tossine e di liquidi, che nel giro di pochi giorni porterebbe alla morte se non si interviene. Data la sua funzione, una parte importante della macchina che esegue l’emodialisi, è il sistema di controllo dell’ultrafiltrazione, che permette di rimuovere in maniera controllata i liquidi che il paziente non riesce a smaltire in maniera autonoma. La rimozione di liquidi avviene mediante la creazione di un gradiente pressorio tra il lato sangue e il lato dializzato, che causa il passaggio di liquidi da una parte all’altra della membrana semipermeabile. Esistono vari metodi che permettono di realizzare questo processo, che si differenziano per la strategia utilizzata per creare i gradienti pressori; ognuno dei quali permette di ottenere una determinata accuratezza. Scopo del mio lavoro di tesi è stato quello di studiare e validare un nuovo sistema di realizzazione e controllo dell’ultrafiltrazione.

Un framework per applicazioni di monitoraggio e domotica basato su tecnologie android e arduino

Questa tesi tratta dello sviluppo di un progetto chiamato Faxa e di una sua concreta applicazione nell’ambito della domotica (CasaDomotica). Faxa è un framework per la comunicazione via wireless tra dispositivi che supportano il sistema operativo Android e dispositivi Arduino Ethernet, comunicazione che avviene localmente attraverso il wi-fi. Il progetto si inserisce nel panorama più ampio chiamato “Internet of Things”, ovvero internet delle cose, dove ogni oggetto di uso domestico è collegato ad Internet e può essere quindi manipolato attraverso la rete in modo da realizzare una vera e propria “smart house”; perchè ciò si attui occorre sviluppare applicazioni semplici e alla portata di tutti. Il mio contributo comincia con la realizzazione del framework Faxa, così da fornire un supporto semplice e veloce per comporre programmi per Arduino e Android, sfruttando metodi ad alto livello. Il framework è sviluppato su due fronti: sul lato Android è composto sia da funzioni di alto livello, necessarie ad inviare ordini e messaggi all'Arduino, sia da un demone per Android; sul lato Arduino è composto dalla libreria, per inviare e ricevere messaggi. Per Arduino: sfruttando le librerie Faxa ho redatto un programma chiamato “BroadcastPin”. Questo programma invia costantemente sulla rete i dati dei sensori e controlla se ci sono ordini in ricezione. Il demone chiamato “GetItNow” è una applicazione che lavora costantemente in background. Il suo compito è memorizzare tutti i dati contenuti nei file xml inviati da Arduino. Tali dati corrispondono ai valori dei sensori connessi al dispositivo. I dati sono salvati in un database pubblico, potenzialmente accessibili a tutte le applicazioni presenti sul dispositivo mobile. Sul framework Faxa e grazie al demone “GetItNow” ho implementato “CasaDomotica”, un programma dimostrativo pensato per Android in grado di interoperare con apparecchi elettrici collegati ad un Arduino Ethernet, impiegando un’interfaccia video semplice e veloce. L’utente gestisce l’interfaccia per mezzo di parole chiave, a scelta comandi vocali o digitali, e con essa può accendere e spegnere luci, regolare ventilatori, attuare la rilevazione di temperatura e luminosità degli ambienti o quanto altro sia necessario. Il tutto semplicemente connettendo gli apparecchi all’Arduino e adattando il dispositivo mobile con pochi passi a comunicare con gli elettrodomestici.

Analisi della stabilità dei risultati dei test di risposta termica: prove in campo, confronto e analisi critica per diversi metodi di esecuzione e modellizzazione

Il Test di Risposta Termica (Thermal Response Test-TRT) (Mogenson,1983) è il test esistente con il più alto grado di accuratezza per la caratterizzazione del reservoir geotermico superficiale. Il test consiste in una simulazione in situ del funzionamento di un sistema a circuito chiuso di sfruttamento dell’energia geotermica, per un periodo limitato di tempo, attraverso l’iniezione o estrazione di calore a potenza costante all’interno del geo-scambiatore (Borehole Heat Exchanger-BHE). Dall’analisi della variazione delle temperature del fluido circolante, è possibile avere una stima delle proprietà termiche medie del volume del reservoir geotermico interessato dal test. Le grandezze principali per la caratterizzazione di un serbatoio geotermico sono la conduttività termica (λ), la capacità termica volumetrica (c), la temperatura indisturbata del suolo (Tg) e la resistenza termica del pozzo (Rb); la loro determinazione è necessaria per il corretto progettazione degli geo-scambiatori. I risultati del TRT sono tuttavia sensibili alle condizioni al contorno spazio-temporali quali ad es.: variazione della temperatura del terreno, movimento d’acqua di falda, condizioni metereologiche, eventi stagionali, ecc. Questo lavoro vuole: i) introdurre uno studio sui problemi di caratterizzazione del reservoir geotermico superficiale, in particolare analizzando l’effetto che il movimento d’acqua di falda ha sui parametri termici; ii) analizzare la sensitività dei risultati del test alle variabilità dei parametri caratteristici del funzionamento delle attrezzature. Parte del lavoro della mia tesi è stata svolta in azienda per un periodo di 4 mesi presso la “Groenholland Geo Energy systems” che ha sede ad Amsterdam in Olanda. Tre diversi esperimenti sono stati realizzati sullo stesso sito (stratigrafia nota del terreno: argilla, sabbia fine e sabbia grossa) usando una sonda profonda 30 metri e diversi pozzi per l’estrazione d’acqua e per monitorare gli effetti in prossimità del geo scambiatore. I risultati degli esperimenti sono stati molto diversi tra di loro, non solo in termini di dati registrati (temperature del fluido termovettore), ma in termini dei valori dei parametri ottenuti elaborando i dati. In particolare non è sufficiente adottare il modello classico della sorgente lineare infinita (Infinite Line Source Solution- ILS) (Ingersoll and Plass, 1948), il quale descrive il trasferimento di calore per conduzione in un mezzo omogeneo indefinito a temperatura costante. Infatti, lo scambio di calore avviene anche tramite convezione causata dal movimento d’acqua di falda, non identificabile mediante gli approcci classici tipo CUSUM test (Cumulative Sum test) (Brown e altri,1975) Lo studio della tesi vuole dare un quadro di riferimento per correlare la variabilità dei risultati con la variabilità delle condizioni al contorno. L’analisi integra le metodologie classiche (ILS) con un approccio geostatistico utile a comprendere i fenomeni e fluttuazioni che caratterizzano il test. Lo studio delle principali variabili e parametri del test, quali temperatura in ingresso e uscita del fluido termovettore, portata del fluido e potenza iniettata o estratta, è stato sviluppato mediante: il variogramma temporale, ovvero la semivarianza dell’accrescimento, che esprime il tipo di autocorrelazione temporale della variabile in esame; la covarianza incrociata temporale, ovvero la covarianza fra due variabili del sistema, che ne definisce quantitativamente il grado di correlazione in funzionamento del loro sfasamento temporale. L’approccio geostatistico proposto considera la temperatura del fluido Tf come una funzione aleatoria (FA) non stazionaria nel tempo (Chiles, 1999), il cui trend è formalmente definito, ma deve essere identificato numericamente. Si considera quindi un classico modello a residuo; in cui la FA è modellizzata come la somma di un termine deterministico, la media (il valore atteso) m(t),coincidente col modello descritto dalla teoria della sorgente lineare infinità, e di un termine aleatorio, la fluttuazione, Y(t). Le variabili portata e potenza sono invece considerate delle funzioni aleatorie stazionarie nel tempo, ovvero a media costante. Da questo studio di Tesi si sono raggiunte delle conclusioni molto importanti per lo studio del TRT: Confronto tra gli esperimenti in estrazione di calore, con e senza movimento d’acqua di falda: si studia l’effetto indotto dalla falda sul TRT. E’ possibile caratterizzare quantitativamente l’incremento della conducibilità termica equivalente legata a fenomeni convettivi dovuti al movimento d’acqua di falda. Inoltre, i variogrammi sperimentali evidenziano periodicità simili nei due casi e legate al funzionamento della pompa di calore e della componentistica associata ed alla circolazione del fluido termovettore all’interno della sonda. Tuttavia, la componente advettiva ha un effetto di smorzamento sulle piccole periodicità dei variogrammi, ma di aumento dell’ampiezza delle periodicità maggiori a causa del funzionamento della pompa di calore che deve fornire maggiore energia al sistema per bilanciare le dispersioni dovute al movimento d’acqua di falda. Confronto fra estrazione ed iniezione di calore, con movimento d’acqua di falda: si studia la significatività dei risultati nei due casi. L’analisi delle variografie evidenzia significative differenze nella struttura dei variogrammi sperimentali. In particolare, nel test con iniezione di calore i variogrammi sperimentali delle temperature hanno valori sistematicamente inferiori, circostanza che assicura una migliore precisione nella stima dei parametri termici. Quindi eseguire il TRT in iniezione di calore risulta più preciso. Dall’analisi dei variogrammi sperimentali delle singole variabili quali temperatura del fluido in ingresso e uscita all’interno del geoscambiatore è stato confermato il fenomeno di smorzamento delle oscillazioni da parte del terreno. Dall’analisi delle singole variabili del test (temperature, potenza, portata) è stata confermata l’indipendenza temporale fra portate e temperature. Ciò è evidenziato dalle diverse strutture dei variogrammi diretti e dalle covarianze incrociate prossime a zero. Mediante correlogrami è stato dimostrato la possibilità di calcolare il tempo impiegato dal fluido termovettore per circolare all’interno della sonda. L’analisi geostatistica ha permesso quindi di studiare in dettaglio la sensitività dei risultati del TRT alle diverse condizioni al contorno, quelle legate al reservoir e quelle legate al funzionamento delle attrezzature

Selezione di trasduttori per la misura di portata fluidi nei motori a combustione interna

Si vuole dimostrare la fattibilità di realizzazione di una serie di misuratori di portata fluidi da applicare principalmente per le misure di portata dei fluidi di un motore in prova al banco. Queste portate di interesse riguardano: liquido di raffreddamento, tipicamente acqua a una temperatura prossima ai 100°C, olio lubrificante, tipicamente ad una temperatura di 150°C, aria di aspirazione, BlowBy, aria che filtra dalle fasce elastiche e dalla camera di combustione passa in coppa e quindi presenta goccioline e vapori d'olio, e possibilmente EGR. La prima fase consiste nel valutare ciò che offre il mercato per rendersi conto di quali sono i livelli di prestazione di misura dei sensori commerciali e il loro prezzo. Dunque, oltre alla consultazione di datasheet, segue una richiesta di preventivi ai fornitori di tali prodotti. Conclusa la fasce di analisi di mercato sopra descritta si avvia la fase di design del misuratore. Dopo l'analisi il principio di misura ottimale risulta quello ultrasonico. In particolare è opportuno effettuare una prima distinzione fra misuratori per liquidi e per gas, i quali naturalmente presenteranno differenze geometriche sia per la compatibilità con l'impianto nel quale verranno montati sia per le caratteristiche del fluido di cui interessa la misura. Disegnata a CAD la geometria i due tubi vengono stampati in 3D, dopodichè vengono montati i trasduttori per la generazione e la ricezione degli ultrasuoni. Si effettuano le prove di laboratorio, per liquidi e poi per gas, nel primo caso misurando la portata acqua messa in circolo da una pompa, nel secondo caso misurando la portata aria di un Ducati al banco motori. I dati acquisiti da varie prove vengono poi elaborati tramite Matlab, e si ricavano conclusioni in termini di rumore, accuratezza, ripetibilità ed infine di conferma che è fattibile realizzarli ad un costo contenuto ma che per riuscirci è necessario molto più sviluppo e ottimizzazione.

Dados estatísticos : eleições federais, estaduais e municipais, realisadas no Brasil em 1952, 1954 e 1955, e em confronto com anteriores

Analisa o resultado das eleições federais, estaduais e municipais, realizadas no Brasil em 1952, 1954 e 1955, confrontando com dados estatísticos de eleições anteriores.

Dados estatísticos : eleições federais, estaduais, realizadas no Brasil em 1962 e em confronto com anteriores. Referendum 6.163

Apresenta dados estatísticos e quadros sinópticos das eleiçõs federais e estaduais no Brasil em 1962.

Dados estatísticos : eleições federais, estaduais, realizadas no Brasil em 1958, e em confronto com anteriores

Apresenta dados estatísticos e quadros sinópticos das eleições federais e estaduais realizadas no Brasil em 1958.

Dados estatísticos: eleições federais, estaduais realizadas no Brasil em 1960 e em confronto com anteriores

Apresenta dados sobre as eleições federais e estaduais de 1960, fazendo uma comparação com dados estatíticos de eleições anteriores.

Arduino bidez trafikoa kontrolatzeko sistema baten diseinua eta garapena

In this project, a system to detect and control traffic through Arduino has been designed and developed. The system has been divided in three parts. On the one hand, we have a software simulator which have been designed and developed to manage the traffic from a computer. The simulator is written in the Java Language and it is able to control four different types of crossroads, offering several options to the user for each one of them. On the other hand, with relation to the hardware, an Arduino board to make a scale model of one of the crossroads that controls the application has been used. This Arduino receives and processes the messages sent from the computer, next it shows the traffic light of the scale model in the same way that are seen in the simulator. And finally, to detect the traffic by the system, it has also been designed and developed a traffic sensor using another Arduino. To communicate the simulator in the computer and the Arduino which has been used to control the hardware of the scale model, and share information among them, the serial communication of each one of them has been used. Once completely developed each part of the system, several tests have been made to validate the correctness of both, software and hardware.

Arduino plataforma mugikor baten erabilera RaspberryPi eta ROS bitartez

Txosten honetan azaltzen den proiektua, auto itxurako robot baten eraikuntzan oinarritzen da. Arduino plataforman oinarritutako robot mugikor baten sorkuntza burutuko da hutsetik, honen kontrola Raspberry Pi ordenagailu txikiaren bitartez eginez. Gainera, azken gailu honi ahalmen handiagoa emateko asmoz, ROS plataforma instalatuko da bertan. Duten kostu baxua dela eta, gaur egun izugarrizko arrakasta lortu dute plataforma guzti hauek, baina proiektu honetan beraien ahalmena neurtu nahi dugu ezaugarri zehatz batzuk dituen robota sortuz.

Outdoor robot mugikor baten eraikuntza eta kontrola Arduino bitartez

Proiektu honetan robot mugikor bat eraiki eta arduino bitartez kontrolatu da. Robota edozein smartphone erabiliz kontrolatu daiteke Bluetooth RC Car aplikazioa erabiliz. Ultrasoinu sentsorea du talkak ekiditeko eta GPSaren bidez uneko posizioaren berri ematen du. Honetaz gain, wifi bidez mezuak ere bidal ditzake proiektuan bertan garatu den echo zerbitzarira.

Niilismo e hierofania: uma abordagem a partir do confronto entre Nietzsche e Heidegger

A presente investigação tem como intuito primordial caracterizar o modo de realização do discurso filosófico em torno da temática da hierofania no pensamento contemporâneo, marcado essencialmente pelo niilismo. Para tal intento, é mister esclarecer os contornos ontológicos do acontecimento do sagrado em meio ao horizonte hermenêutico descerrado pela morte de Deus/niilismo, uma vez que é esta que caracteriza o lócus de onde emergem os discursos filosóficos contemporâneos que se apropriaram do imperativo histórico da crise das metanarrativas metafísicas que nos acomete. O modo como se desenvolverá tal investigação se perfaz em meio a uma lida estratégica com os pensamentos de Nietzsche e Heidegger. Enquanto o primeiro permite compreender a hierofania por meio de um acento existencial, que conjuga eternidade e temporalidade por meio dos operadores conceituais vontade de poder, eterno retorno do mesmo e Dionísio, o segundo nos leva a conceber a hierofania no acontecimento histórico-epocal de mundo. Conquanto os dois pensem a hierofania de modos distintos, seus discursos surgem da assunção dos desdobramentos ontológicos do acontecimento da morte de Deus/niilismo, o que os leva a serem respostas diferenciadas porém complementares para o problema da hierofania no mundo da morte de Deus/niilismo. Para que se possa perceber esta complementaridade e diferença, a presente investigação confrontará Nietzsche e Heidegger, estratégia hermenêutica necessária para que se perceba o ponto de unidade e diferenciação destes dois pensadores. Porquanto suas compreensões de hierofania se distinguem essencialmente das compreensões metafísicas próprias da tradição. Para que se evidencie esta diferença, a presente pesquisa deve, ao longo de seu desenvolvimento, confrontar-se com o problema do sagrado à luz desta tradição, o que nos levou a descrever diversos conceitos provenientes do pensamento filosófico judaico-cristão, como Santo Agostinho, São Tomás de Aquino, Boécio, Pseudo-Dionísio Areopagita, dentre outros.

Do confronto à conciliação : debates presidenciais na TV como eventos persuasivos

Este estudo faz uma análise dos debates presidenciais na televisão como eventos persuasivos de campanha. O objetivo foi contribuir para a compreensão não só do papel dessa fonte de informação política no contexto brasileiro, mas discutir também de maneira sistemática os seus possíveis efeitos. Os debates na TV são uma variável comunicacional de curto prazo dos processos eleitorais. Eles oferecem estímulos comunicacionais que são disseminados no ambiente da campanha, seja por quem o assiste diretamente, seja por quem fica sabendo desses eventos e dos desempenhos dos candidatos através de outros dispositivos, como a imprensa e o Horário da Propaganda Gratuita Eleitoral (HPGE). Como apenas informação não basta para explicar mudanças de opinião, focamos o estudo em dois eixos principais. O primeiro deles na identificação e no mapeamento das estratégias persuasivas adotadas pelos candidatos, porque eles são instados a confrontar seus adversários, num evento ao vivo, e por meio do qual os eleitores podem avaliar não só o seu posicionamento político, como a maneira que se apresentam. Está presente, neste caso, um impacto sobre a atitude dos eleitores com relação aos competidores. Os principais resultados indicam haver um padrão no objetivo das mensagens, prevalecendo, no agregado, o ataque entre os candidatos da oposição, e a aclamação entre os candidatos da situação. O posicionamento do candidato, bem como o conteúdo político das mensagens apresentaram resultados significativos para um possível efeito sobre a atitude dos eleitores. No estudo, propomos ainda a análise dos enquadramentos adotados pelos competidores, cuja função é estabelecer um quadro de referência para a audiência. Esta variável, que procura levar em conta aspectos da comunicação verbal e nãoverbal, também apresentou resultados significativos. No segundo eixo analítico, tratamos dos efeitos agregados desses acontecimentos de campanha. Foram analisados os debates de 2002, quando prevalecia um clima de opinião favorável à oposição, e 2010, quando o clima é favorável à situação. Com relação ao impacto dos debates no ambiente informacional, os dados sugerem que, em 2002, a atuação de Luiz Inácio Lula da Silva (PT), candidato da oposição, levou a uma ampliação da cobertura jornalística positiva sobre o candidato; enquanto houve um declínio dessa cobertura para José Serra (PSDB), candidato da situação. Em 2010, na cobertura da imprensa após os debates, tanto a candidata da situação, Dilma Rousseff (PT), quanto o da oposição, José Serra, apresentaram equilíbrio. O impacto no ambiente informacional da campanha foi acompanhado de um aumento da intenção de voto agregada para os candidatos que lideravam as pesquisas e que representavam a mudança em 2002, no caso Lula, ou a continuidade em 2010, no caso Dilma. Nas duas eleições, portanto, os debates na TV no Brasil indicaram ser eventos persuasivos importantes, apesar de terem um papel menos central como dispositivo de informação eleitoral e de não levarem à troca de posição entre os competidores nas pesquisas opinião. Mas eles contribuem, ao menos indiretamente, para consolidar e ampliar intenções de voto dos primeiros colocados a partir de uma percepção positiva disseminada sobre os seus desempenhos.