POLITesi - Archivio digitale delle tesi di laurea e di dottorato (Politecnico di Milano)
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Crowdfunding and the internationalization of SMEs: strategic tools and growth paths
No full textLAUREA MAGISTRALENegli ultimi anni, il crowdfunding si è affermato come uno strumento innovativo di finanziamento per le imprese, in particolare per le startup e le PMI, attirando l’attenzione crescente della letteratura accademica. Oltre alla funzione primaria di raccolta di capitale, alcuni studi hanno iniziato a ipotizzare che il crowdfunding possa influenzare anche altri aspetti strategici dell’impresa, tra cui la propensione all’internazionalizzazione. Tuttavia, il legame tra queste due dimensioni rimane ancora parzialmente inesplorato.
Obiettivo di questa tesi è analizzare in che misura la presenza investitori internazionali all’interno di una campagna di crowdfunding possa costituire un fattore associato alla successiva internazionalizzazione dell’impresa proponente. A tal fine, è stato costruito un dataset contenente imprese che hanno effettuato una campagna di crowdfunding, suddivise in due gruppi: quelle che hanno attratto almeno un finanziatore straniero e quelle che hanno avuto un bacino di investitori esclusivamente domestico.
Per rappresentare in modo oggettivo il comportamento internazionale delle imprese, si è scelto di considerare la presenza di brevetti e marchi registrati presso uffici europei e statunitensi. L’analisi dei dati è stata condotta utilizzando i software AIDA, per l’estrazione delle informazioni finanziarie e anagrafiche delle imprese, e STATA, per l’elaborazione statistica e la stima dei modelli econometrici. Le stime Difference-in-Differences effettuate mostrano una correlazione positiva e significativa tra la presenza di investitori internazionali e l’adozione di strumenti di proprietà intellettuale in contesti esteri.
I risultati suggeriscono che il crowdfunding non si limita a fornire capitale, ma può anche agire come fattore abilitante della visibilità e della credibilità internazionale delle imprese, incentivandole a intraprendere percorsi di crescita oltre confine. La tesi contribuisce così ad ampliare il campo di studio sugli effetti indiretti del crowdfunding e fornisce indicazioni utili per imprenditori, investitori e policy maker interessati a sostenere l’internazionalizzazione dell’innovazione.In recent years, crowdfunding has established itself as an innovative financing tool for businesses, particularly start-ups and SMEs, attracting growing attention in academic literature. In addition to its primary function of raising capital, some studies have begun to hypothesise that crowdfunding may also influence other strategic aspects of the business, including its propensity for internationalisation. However, the link between these two dimensions remains largely unexplored.
The aim of this thesis is to analyse the extent to which the presence of international backers in a crowdfunding campaign can be a factor associated with the subsequent internationalisation of the proposing company. To this end, a dataset was constructed containing companies that have carried out a crowdfunding campaign, divided into two groups: those that attracted at least one foreign backer and those that had an exclusively domestic pool of backers.
In order to objectively represent the international behaviour of companies, we chose to consider the presence of patents and trademarks registered with European and US offices. The data analysis was conducted using AIDA software to extract financial and personal information about companies, and STATA software for statistical processing and econometric model estimation. The Difference-in-Differences estimations performed show a positive and significant correlation between the presence of international backers and the adoption of intellectual property tools in foreign contexts.
The results suggest that crowdfunding is not limited to providing capital but can also act as an enabler of international visibility and credibility for companies, encouraging them to pursue growth opportunities beyond their borders. The thesis thus contributes to broadening the field of study on the indirect effects of crowdfunding and provides useful guidance for entrepreneurs, investors and policy makers interested in supporting the internationalisation of innovation
Automated pipeline for deriving analysis-ready Sentinel-1 SAR backscatter and coherence products applied to wildfire monitoring
No full textLAUREA MAGISTRALEIn questo lavoro di tesi, è stata sviluppata una pipeline automatizzata per generare
prodotti di retrodiffusione (backscatter) e di coerenza interferometrica da dati Sentinel-1
Synthetic Aperture Radar (SAR). Il workflow automatico riduce il lavoro dedicato alla
scelta e dell’elaborazione di immagini SLC tramite operatori di SNAP e script Python e
genera immagini di backscatterγ0 geocodificate (VH, VV) e immagini di coerenza adatte
all’analisi multi-temporale. Le elaborazioni implementate nel workflow per la stima della
retrodiffusione includono l’affinamento delle orbite, la rimozione del rumore termico, la cal
ibrazione radiometrica, il debursting TOPSAR, il multilooking, il filtraggio dello speckle
e la geocodifica; il processo interferometrico prevede la co-registrazione e la stima della
coerenza. La pipeline è stata quindi utilizzata per testare la capacità del SAR nel monitor
aggio degli incendi boschivi; sono stati selezionati due incendi boschivi avvenuti durante
l’estate del 2021 in Italia (Sardegna, Calabria). Per ciascun sito sono state processate im
magini S-1 prima e dopo l’evento per generare serie temporali di backscatter e coerenza
che sono state analizzate in funzione della severità del fuoco e del classi di copertura del
suolo. Sono state anche calcolate la differenza e il rapporto del backscatter prima e dopo
l’evento (∆VH, ∆VV, Radar Burn Ratio), e il Radar Vegetation Index (RVI e ∆RVI). I
valori di retrodiffusione sono stati analizzati con il test U di Mann–Whitney per valutare
le variazioni nel tempo e tra i livelli di severità. Sono state inoltre considerate le precip
itazioni per spiegare possibili variazioni di backscatter. I risultati in Sardegna mostrano
che il backscatter VH è più sensibile ai danni strutturali della vegetazione rispetto a VV,
evidenziando diminuzioni più marcate dopo l’incendio e per le classi di maggiore sever
ità. Anche i valori di coerenza diminuiscono subito dopo l’incendio sebbene nelle coppie
temporali successive abbiano mostrato una maggiore variabilità. L’analisi per copertura
del suolo ha evidenziato che alcune classi hanno risposte più pronunciate. Al contrario,
in Calabria le variazioni risultano meno pronunciate probabilmente dovute al fatto che la
maggior parte delle superficie bruciata è classificata con un basso livello di severità. La
pipeline si è dimostrata un ottimo strumento per processare serie temporali di dati S-1
riducendo al minimo il lavoro manuale.A fully automated pipeline was created to produce Sentinel-1 Synthetic Aperture Radar
(SAR) backscatter and interferometric coherence products that are ready for time series
analysis. The pipeline was then used for testing SAR wildfire monitoring capacity. The
workflow streamlines the processes of data retrieval and preprocessing of SLC imagery by
using SNAP operations and Python scripts, resulting in geocoded γ0 backscatter (VH,
VV) and repeat-pass coherence that is appropriate for time-series analysis. This method
was applied to two Mediterranean wildfires occurred in 2021 (Sardinia, Calabria), Italy.
The processing steps for backscatter retrieval included refining orbit metadata, removing
thermal noise, calibrating radiometrically, TOPSAR debursting, multilooking, applying
speckle filtering, and geocoding the data; the interferometric process involved also co
registration and coherence estimation. Backscatter and coherence were analysed by burn
severity and land cover classes. Change metrics (such as ∆VH, ∆VV, Radar Burn Ratio,
Radar Vegetation Index and ∆RVI) were computed. Backscatter values were analyzed
using the Mann–Whitney U test to assess changes over time and across burn-severity
levels. Rainfall time series were included to associate possible moisture change effects
to the backscatter analysis. Results in Sardinia showed that VH backscatter was more
sensitive to structural vegetation damage compared to VV, displaying noticeable decrease
after the fire and larger effect sizes in higher severity classes. Coherence values declined
right after the fire and recovered in later image pairs. The analyses by land cover revealed
that certain classes exhibited stronger response, although sample size might have affected
the statistical tests. In contrast, results in Calabria show less pronounced variations
probably due to the lower burn severity. Overall, the pipeline minimizes manual work
and standardizes the processes of data retrieval and SAR preprocessing for multi-date
analysis
Industrial Alps: the steelmill vs cultural landscape in Borgo Valsugana
No full textLAUREA MAGISTRALELa regione alpina consiste in un vasto territorio situato al centro del continente europeo. Nel corso del tempo è stata teatro di numerosi cambiamenti culturali ed eventi storici importanti, come guerre e innovazioni infrastrutturali.
Comunemente vista come una terra dominata dalla natura, lontana dai centri urbani, con difficile accessibilità e un ambiente ostile, un carattere bucolico è sempre stato associato al suo immaginario.
In particolare fino al XIX secolo, quando la modernizzazione aprì la strada a nuovi cambiamenti e nuove esigenze, un paesaggio prima quasi intatto subì una trasformazione che lo avvicinò alla realtà delle grandi città. Dalle strutture turistiche ai nuovi mezzi di locomozione, questa nuova presenza dell’“urbano” lasciò un segno duraturo in questi luoghi che, se allora aveva uno scopo, oggi in molti casi ha già perso il suo significato.
Tenendo presente questo, riscoprire la vera essenza alpina in un mondo contemporaneo è fondamentale per riportare alla luce le qualità e le complessità che, per molto tempo, sono state date per scontate o trascurate negli ultimi due secoli. Comprendere quest’area come qualcosa di più di un semplice “servente momentaneo” della vita urbana, insieme alle nuove esigenze che espone, è cruciale per mantenere viva la cultura e i valori ambientali che essa possiede.
Il lavoro da svolgere consiste nell’elaborazione di un progetto di rigenerazione di un’area industriale di circa 32 ettari, destinata ad avere parte delle sue attività sospese dal governo entro il 2035. L’intenzione è che ci sia una completa risignificazione di quest’area, non solo nei vari possibili nuovi usi che può offrire, ma soprattutto nel suo rapporto con il resto della città e con il paesaggio.
Il sito di intervento si trova nella città di Borgo Valsugana, un borgo che appartiene alla regione del Trentino, in Italia. Non solo i dintorni immediati del sito influenzeranno le decisioni progettuali, ma anche la configurazione naturale e sociale della regione alpina avrà un ruolo centrale in questo aspetto.
In questo modo, si prevede una comprensione completa dei fenomeni che stanno avvenendo non solo in questa particolare località ma che si ripetono anche in altre aree alpine.
L’idea è che il lavoro si svolga in due fasi principali. Una prima di analisi e ricerca, focalizzata sull’esplorazione delle configurazioni della regione delle Alpi europee, per poi ridurre progressivamente la scala fino a raggiungere la città di Borgo Valsugana. E una seconda fase, dedicata al progetto e a tutti gli studi preliminari che costituiscono la base delle sue decisioni. Per la prima fase è previsto l’uso di mappe e testi al fine di stabilire le fondamenta di un’analisi completa della sua formazione storica in correlazione con il paesaggio naturale, così che tutte le informazioni acquisite possano sostenere la fase progettuale successiva.
Nella seconda fase del progetto, analisi più dettagliate e conclusioni sulle dinamiche della città e del sito di intervento dovranno guidare lo sviluppo del progetto che verrà elaborato successivamente.
È importante sottolineare che lo scopo finale di questo lavoro è quello di stabilire una nuova visione per quest’ampia area che attualmente si trova al margine della città, e di connetterla non solo con essa ma anche con il paesaggio naturale delle Alpi circostanti. In questo modo, renderla utile e migliorare la vita delle persone che vi abitano, sempre nel modo più armonioso possibile. Allo stesso tempo, tenendo presente tutti gli obiettivi dei futuri sviluppi di altre aree della città, già previsti dalla comunità e dal comune, poiché quando arriverà il momento di trasformare quest’area, cambiamenti significativi saranno già stati realizzati nel resto della città.The alpine region consists of a vast territory located at the center of the European continent. Through time it has been the stage of many cultural changes and important historical events, such as wars and infrastructural innovations for instance. Seen commonly as a land dominated by nature, far from the urban centers with a hard accessibility and harsh environment, a bucolic aspect has always been attached to its imagination. Especially up until the XIX century, when modernization made way so that new changes and demands were able to be established, and a shift on the before, almost untouched landscape brought it closer to the reality of bigger cities. From touristic facilities, to new ways of locomotion, this new presence of the “urban” left a longing mark on these places, which by that time had its purpose, but today, in many cases, have already lost its meaning. Having that in mind, rediscovering the Alpine true essence of a contemporary world is crucial to bring back the qualities and complexities that were, for a long time, taken for granted and miscounted since the last two centuries. Understanding this area as more than just a “momentary server” to urban life, along with the new demands it exposes is crucial to keep the culture and environmental values it possesses alive. The work to be carried out consists of the elaboration of a regeneration project of an Industrial area of approximately 32 hectares, which is about to have some of its activities suspended by the government until the year of 2035. The intention is that there is a complete resignification of this area, not only in the various possible new uses that it can offer, but mainly in its relationship with the rest of the city and landscape. The intervention site is located in the town of Borgo Valsugana, a village that belongs to the region of Trentino, Italy. Not only will the immediate surroundings of the site influence design decisions, but also the natural and social configuration of the Alpine region will have a main role in that aspect. In this way, it is expected that there will be a complete understanding of the phenomena that are occurring not only in this particular location but also repeating over in other alpine areas. The idea is that the work is carried out in two main phases. One analysis and research, focused on exploring the configurations of the region of the European Alps and then continuing to scale down until reaching the town of Borgo Valsugana itself. And a second phase, focused on the project and all the pre-studies referring to the basis of its decisions. For the first stage, the use of maps and texts is foreseen in order to establish the foundation of a complete analysis on its historical formation in co-relation to its natural landscape, so that all the information acquired aggregate and support the following design phase. In the second stage of the project, more detailed analysis and conclusions about the dynamics of the city and the intervention site should guide the course of the project that will be developed shortly thereafter. It is important to emphasize that the final purpose of this work is to establish a new vision for this extensive area that is currently on the edge of the city, and to make it connect not only with it but also with the natural landscape of the alps on its surrounding. That way making it useful and improving the lives of the people who live there, always in the most harmonious way possible. In the meanwhile, keeping in mind all the objectives of future developments for other areas of the city which have already been foreseen by the community andmunicipality, since when the time comes for this area to betransformed, significant changes will already have been made in the rest of the city
Investor commitment in equity crowdfunding: the dynamics of platform loyalty
No full textLAUREA MAGISTRALEL’equity crowdfunding si configura come un meccanismo di finanziamento di crescente rilevanza per le imprese, permettendo loro di ottenere capitali da un gruppo eterogeneo di investitori attraverso piattaforme online. Nonostante la ricerca esistente abbia ampiamente esaminato la partecipazione degli investitori al crowdfunding e le determinanti del successo delle campagne, un’attenzione limitata è stata dedicata alla fedeltà alla piattaforma, in particolare alla misura in cui gli investitori si impegnano costantemente con un’unica piattaforma piuttosto che diversificare tra più alternative. Comprendere tale comportamento è fondamentale per le piattaforme che cercano di fidelizzare gli investitori e ottimizzare il coinvolgimento.
Il presente studio analizza la fedeltà delle piattaforme nel mercato dell’equity crowdfunding italiano, utilizzando dati che coprono il periodo dal 2014 al 2023. L’analisi utilizza l’indice di Herfindahl-Hirschman per quantificare la concentrazione degli investimenti e valutare il grado di impegno degli investitori verso le singole piattaforme. I risultati dell’analisi mostrano che la fedeltà alla piattaforma è influenzata da numerosi fattori, tra cui l’esperienza di investimento, la percezione del rischio, la reputazione della piattaforma e le condizioni di mercato. Le piattaforme ben consolidate e con una solida reputazione attraggono e mantengono una percentuale più elevata di investitori fedeli, mentre l’aumento della concorrenza sul mercato e una più ampia selezione di opportunità di investimento incoraggiano la diversificazione.
Questo studio approfondisce il concetto di fedeltà alla piattaforma nell’equity crowdfunding, arricchendo la letteratura sul comportamento di investimento nella finanza digitale. I risultati offrono implicazioni pratiche per le piattaforme, aiutandole a rafforzare il coinvolgimento degli investitori, consolidare la fiducia e promuovere un impegno a lungo termine in un mercato sempre più competitivo.Equity crowdfunding has become an essential financing mechanism for early-stage ventures, allowing them to secure capital from a diverse pool of investors via online platforms. While existing research has extensively examined investor participation in crowdfunding and the determinants of campaign success, limited attention has been devoted to platform loyalty, specifically the extent to which investors consistently engage with a single platform rather than diversifying across multiple alternatives. Understanding this behavior is crucial for platforms seeking to retain investors and optimize engagement.
This study investigates platform loyalty in the Italian ECF market using a hand-collected dataset covering the period from 2014 to 2023. The analysis employs the Herfindahl-Hirschman Index to quantify investment concentration and assess the degree of investor commitment to individual platforms. The findings reveal that platform loyalty is shaped by multiple factors, including investment experience, risk perception, platform reputation, and market conditions. Well-established platforms with strong reputations attract and maintain a higher proportion of loyal investors, whereas increased market competition and a broader selection of investment opportunities encourage diversification. By offering new insights into platform loyalty in equity crowdfunding, this study contributes to the growing literature on investment behavior in digital finance.
The findings provide practical implications for crowdfunding platforms aiming to enhance investor engagement, build trust mechanisms, and foster long-term commitment in an increasingly competitive market
Hybrid hydrogen-vanadium redox flow batteries: experimental analysis of electrodes and techno-economic assessment
No full textLAUREA MAGISTRALEIl panorama energetico sta subendo una rapida trasformazione verso la sostenibilità, inserendo progressivamente fonti di energia rinnovabile nell’attuale contesto energetico nazionale. Per garantire affidabilità all’intermittenza della produzione di potenza da rinnovabili e stabilità della rete, i sistemi di accumulo diventano fondamentali. In questo contesto, le batterie a flusso di vanadio (VRFB) rappresentano una valida soluzione su larga scala, offrendo la possibilità di disaccoppiare potenza ed energia, alte efficienze energetiche, lunga vita utile e tempi di risposta rapidi. Tuttavia, alcune limitazioni di questa tecnologia ostacolano la sua commercializzazione, fra cui gli elevati costi di investimento dovuti principalmente all’elettrolita e la perdita di capacità a causa del flusso indesiderato di ioni vanadio. Per superare queste criticità, l’attenzione si è spostata su chimiche alternative e le batterie a flusso ibride idrogeno-vanadio (HVRFB) forniscono gli stessi vantaggi citati precedentemente per le VRFB, ma l’uso di idrogeno al lato negativo del sistema invece che di un secondo elettrolita porta a una riduzione dei costi e una mitigazione della perdita di capacità dovuta al passaggio di ioni vanadio. Ciononostante, questa tecnologia è ancora in fase di sperimentazione, ed è quindi necessaria una ricerca approfondita per comprendere nel dettaglio la fisica, soprattutto del lato negativo, e per migliorarne le prestazioni. Pertanto, questa tesi si focalizza sulla caratterizzazione sperimentale degli elettrodi positivi e negativi della batteria, che sono componenti chiave per lo sviluppo delle reazioni. In particolare, presso l’MRT Fuel Cell & Battery Lab varie morfologie e trattamenti sono stati valutati per l’elettrodo positivo, mentre diversi carichi di platino sono stati studiati per il lato negativo, dove è necessario l’utilizzo di un catalizzatore per intensificare le reazioni di ossido-riduzione dell’idrogeno. L’obiettivo è l’analisi degli effetti di queste proprietà degli elettrodi su efficienze e utilizzo dell’elettrolita. In parallelo, è stato sviluppato un modello fisico, calibrato su dati sperimentali, per esaminare le caratteristiche tecniche e la fattibilità economica di una HVRFB in un’applicazione reale, dove è il sistema di accumulo fra un carico e due diverse fonti energetiche: solare o eolica. L’analisi valuta la viabilità della batteria concentrandosi sugli effetti di diversi apporti energetici e disposizione delle celle sul costo dell’accumulo energetico livellato e prestazioni, soffermandosi sulle correnti parassite.The landscape of energy is undergoing a rapid transformation towards sustainability, progressively integrating renewable sources in the current national energy context. To ensure a reliable match between the intermittent nature of this power production and the stability of the grid, energy storage systems become crucial. Within this framework, Vanadium Redox Flow Batteries (VRFBs) represent a valid large-scale solution, providing the possibility of decoupling power and energy, high round trip efficiency, long lifetime and fast response times. However, some limitations hinder their commercialization, as the elevated investment costs mainly due to the expensive electrolyte, together with the capacity decay attributable to the crossover of vanadium. To overcome these issues, innovative redox couples are assessed, among which the Hydrogen-Vanadium Redox Flow Batteries (HVRFBs) are increasingly gaining relevance. Indeed, they offer the same abovementioned advantages of the VRFBs, but the use of hydrogen at the negative side instead of a second vanadium electrolyte leads to a reduction in the costs, together with a mitigation of capacity decay due to vanadium crossover. Nevertheless, this technology is still under investigation, thus a deepen research is required to completely understand the involved physics, in particular at the negative side, and to improve the performance of this battery. Hence, this thesis focuses on the experimental characterization of positive and negative electrodes, which represent a key component for the reactions to occur. Specifically, at MRT Fuel Cell & Battery Lab different morphologies and treatments have been evaluated for the positive side, while various platinum loadings have been examined at the negative, where a catalyst is required to enhance hydrogen redox reactions. The aim of the work is to investigate the influence of these properties of the electrodes on performance and electrolyte utilization. Parallelly, a physical-based model has been developed and calibrated on the experimental data to assess the technical features and the economic feasibility of a HVRFB in a real scenario, where it is employed as storage system between a load and two different energy sources: photovoltaic or wind. The analysis evaluates the viability of the battery focusing on the effects of different energy inputs and stack configurations on the Levelized Cost of Storage and system performance, with a particular regard on shunt current losses
Numerical methods for simulation and optimization of wave energy converter arrays
Full text linkDOTTORATOLa mitigazione dei cambiamenti climatici richiede l’adozione crescente di fonti rinnovabili di energia. Al fine di soddisfare in modo affidabile la domanda è necessario diversificare le fonti in uso, dato che la loro produzione è influenzata dagli eventi meteorologici e difficilmente programmabile. In questo contesto, le energie rinnovabili marine costituiscono un’opportunità rilevante, testimoniata dal loro inserimento nelle strategie energetiche dell’Unione Europea. Questa tesi si concentra sui dispositivi di estrazione di energia dal moto ondoso, noti come WEC (Wave Energy Converter). I generatori esistenti presentano potenze nominali molto minori rispetto ad altre tecnologie, quali le turbine eoliche: è pertanto necessario costruire parchi di grandi dimensioni. I dispositivi di un parco interagiscono tra loro tramite processi di diffrazione e radiazione, il cui insieme è noto come effetto parco e può portare a una riduzione della potenza estratta se non gestito opportunamente in fase di progetto. In questa tesi vengono proposti modelli matematici e metodi numerici per la simulazione e l’ottimizzazione di parchi di WEC, utili
come strumenti di analisi e progetto preliminare. Il primo contributo riguarda la simulazione. Per la soluzione numerica delle equazioni del modello idrodinamico a potenziale lineare, discretizzate con il metodo BEM (Boundary Element Method ), viene introdotto un nuovo precondizionatore, basato sul metodo di Jacobi a blocchi combinato con una correzione coarse. Il suo utilizzo consente una riduzione significativa dei tempi di calcolo. Dal punto di vista dell’ottimizzazione, il
problema di progetto ottimo di un parco di WEC, con l’obiettivo di massimizzare la potenza rispettando i vincoli operativi, è stato affrontato gradualmente. Inizialmente, l’attenzione è stata posta sull’ottimizzazione dei parametri di controllo a disposizione fissata, sviluppando una strategia robusta rispetto alle incertezze operative. È stata considerata in particolare l’incertezza rispetto alla direzione delle onde incidenti, trattata con opportuni algoritmi di ottimizzazione stocastica. In seguito, è stato esaminato il problema complementare di ottimizzazione della disposizione dei generatori, a controlli fissati. A differenza degli approcci più comuni nella letteratura, basati su metodi metaeuristici, è stato sviluppato un metodo basato sul gradiente. La possibilità di calcolare tale gradiente esiste grazie a una scelta adeguata del modello idrodinamico. Il metodo di ottimizzazione risultante è stato applicato a un parco di dispositivi a colonna d’acqua oscillante (OWC, Oscillating Water Column) con turbina in acqua; per tali dispositivi è stato preliminarmente introdotto un modello dinamico a parametri concentrati.
Infine, il problema combinato di ottimizzazione di posizioni e parametri di controllo è stato affrontato con un approccio di tipo gradient flow, introducendo una metodologia di soluzione basata su metodi di Runge-Kutta adattivi.The mitigation of climate change requires the increasing adoption of renewable energy sources. Since their production is influenced by weather events and can thus be only partially scheduled, it is essential to diversify their mix. In this context, marine renewable energies are a significant opportunity, as indicated by their inclusion in the energy strategies of the European Union. This thesis focuses on wave energy extraction devices, known as WECs (Wave Energy Converters). The existing devices have small nominal power output compared to alternative technologies, such as wind turbines. For this reason, installation in large parks is required. The devices in a park interact with each other through diffraction and radiation processes, whose result is known as the park effect. This can lead to a reduction of the extracted power, if not properly taken into account at the design stage. In this thesis, we propose mathematical models and numerical methods for the simulation and optimization of WEC parks, which can be useful tools for analysis and preliminary design. Our first contribution concerns park simulation. For the numerical solution of the linear potential model equations, discretized with the BEM (Boundary Element Method), we introduce a novel preconditioner. It is based on the block-Jacobi method combined with a coarse correction, and it is effective in reducing the computational time. Regarding optimization, the optimal design problem of a WEC park, with the objective of maximizing power subject to the operative constraints, has been gradually tackled. First, we focused on the optimization of the control parameters at fixed layout, developing an optimization framework that is robust with respect to the operating uncertainties. We have considered in particular the uncertainty with respect to the direction of incident waves, treated through suitable stochastic optimization algorithms. After that, we have examined the problem of layout optimization, with fixed controls. While the most common approaches in the literature are based on metaheuristic algorithms, we have developed a gradient-based method. The possibility of computing the gradient exists thanks to a suitable choice of the hydrodynamic model. The resulting optimization method has been applied to a park of water turbine OWC (Oscillating Water Column) devices. For this kind of device, a lumped parameter model has also been developed. Finally, the combined problem of optimizing positions and control parameters has been tackled by adopting a gradient-flow approach, introducing a solution methodology based on adaptive Runge-Kutta methods.DIPARTIMENTO DI MATEMATICA37GRILLO, GABRIELECORREGGI, MICHEL
A comparative study of narrative platforms: Instagram and Little Red Book in western and eastern societies
No full textLAUREA MAGISTRALEI social media svolgono un ruolo sempre più importante nella definizione dell‘identità per
sonale e della narrazione nell‘era digitale, soprattutto tra le giovani generazioni.
Piattaforme come Instagram e Little Red Book (Xiaohongshu) non sono solo strumenti di
auto-espressione, ma anche finestre su diversi contesti culturali, ognuna con un approccio
unico alla creazione, condivisione e interazione dei contenuti.
Per gli utenti, in particolare la Generazione Z, queste piattaforme sono fondamentali per
l‘esplorazione culturale e la presentazione di sé, poiché riflettono sia le preferenze indivi
duali che i valori della società più ampia.
Sebbene siano state condotte numerose ricerche su singole piattaforme di social media,
mancano studi comparativi tra Instagram e Little Red Book, due piattaforme che condivi
dono somiglianze strutturali ma operano in contesti culturali distinti, occidentali e orientali.
Questa lacuna ha motivato la mia scelta del tema: il mio obiettivo è rispondere alla neces
sità di uno studio comparativo che analizzi come queste piattaforme, pur essendo funzio
nalmente simili, differiscano in termini di interazione degli utenti e narrazioni culturali.
Il mio percorso accademico come studentessa di double degree tra il Politecnico di Milano
e la Tongji University ha messo in evidenza questi contrasti e ha ispirato un‘analisi più ap
profondita di come ciascuna piattaforma rifletta e influenzi il proprio contesto culturale.
Questo studio si propone di confrontare Instagram e Little Red Book a livello tecnologico,
culturale e sociale, esplorando come ogni piattaforma plasmi i contenuti personali e le mo
dalità di interazione.
Attraverso il confronto tra queste piattaforme, ho cercato di comprendere le differenze con
cui le narrazioni digitali vengono modellate dalle strutture tecniche e dalle dinamiche cul
turali di ciascuna app.
Con questo approccio, la mia ricerca mira a far luce sul più ampio contesto sociale che queste
piattaforme rappresentano, offrendo spunti su come le narrazioni digitali siano influenzate
sia dalla tecnologia che dalla cultura.Social media play an increasingly important role in shaping personal identity and nar
rative in the digital age, especially among the younger generation.
Platforms such as Instagram and Little Red Book (Xiaohongshu) are not only tools for self
expression, but also windows into different cultural contexts, with each platform offering
a different unique approach to content creation, sharing, and interaction.
For users, especially Generation Z, these platforms are critical for cultural exploration and
self-presentation, as they reflect both individual preferences and broader society values.
Although extensive research has been conducted on individual social media platforms, stu
dies comparing Instagram and Little Red Book-two platforms that share structural similari
ties but operate in distinct Western and Eastern cultural contexts are absent.
This gap motivated my choice of topic: My goal is to address the need for a comparative
study that examines how these platforms, while functionally similar, differ in terms of user
interaction and cultural narratives.
My academic career as a double degree student between Politecnico di Milano and Tongji
University highlighted these contrasts and inspired a deeper examination of how each plat
form reflects and influences its cultural context.
This study aims to compare Instagram and Little Red Book on a technological, cultural and
social level, exploring how each platform shapes personal content and interaction.
By comparing these platforms, I tried to understand the differences by which digital narra
tives are shaped by the technical structures and cultural dynamics of each app.
Through this approach, my research aims to shed light on the broader social context that
these platforms represent, providing insights into how digital narratives are influenced by
both technology and cultur
Characterization of a bioink for 3D printing application in beta-cell replacement
No full textLAUREA MAGISTRALEIl diabete di tipo 1 è una malattia autoimmune caratterizzata dalla distruzione delle cellule beta pancreatiche, che porta alla dipendenza dall’insulina esogena. Il trapianto intraepatico di isole è una terapia promettente, ma limitata da attecchimento inefficiente e rivascolarizzazione inadeguata. Questa tesi analizza varie formulazioni di bioinchiostro sviluppate dall’Unità di Bioingegneria del Pancreas dell’Ospedale San Raffaele, per garantire proprietà adeguate ad applicazioni di stampa 3D nella sostituzione delle cellule beta.
L’ottimizzazione è iniziata con analisi strutturali, reologiche e meccaniche per individuare la composizione ideale in termini di stabilità dello scaffold, compatibilità con la biostampa a estrusione, cinetiche di degradazione controllate e proprietà meccaniche simili al pancreas nativo. Ulteriori analisi reologiche e simulazioni fluidodinamiche hanno perfezionato i parametri di stampa, come temperatura e geometria dell’ugello, migliorando la fedeltà di forma e riducendo gli sforzi di taglio sulle cellule incapsulate.
Usando bioinchiostro e parametri ottimizzati, sono stati realizzati scaffold contenenti cellule sulla base di una struttura CAD personalizzata. Le analisi biologiche hanno dimostrato elevata vitalità e organizzazione delle cellule endoteliali, favorendo la pre-vascolarizzazione. Inoltre, i test dinamici di secrezione insulinica hanno confermato che le isole pancreatiche mantengono la capacità di secernere insulina dopo l’incapsulamento. Infine, studi preliminari in vivo su topi immunocompetenti hanno rivelato una ridotta risposta fibrotica verso scaffold acellulari, cruciale per non compromettere l’ossigenazione cellulare.
Questo lavoro integra ingegneria dei biomateriali, biostampa e biologia cellulare per migliorare l’efficacia del trapianto di isole pancreatiche. Le ricerche future mirano a ottimizzare le interazioni tra scaffold e cellule, esplorare fonti cellulari alternative, impiegare bioreattori per colture dinamiche e valutare la regolazione glicemica in modelli preclinici diabetici.Type 1 diabetes (T1D) is an autoimmune disease characterized by the destruction of pancreatic beta-cells, leading to dependence on exogenous insulin. Intrahepatic islet transplantation represents a promising therapy, but its clinical application is hindered by low engraftment efficiency and inadequate revascularization. This thesis explores the characterization of different bioink formulations generated by the Pancreas Bioengineering Unit of San Raffaele Hospital to ensure adequate properties for 3D printing application in the field of beta-cell replacement.
The optimization process began with structural, rheological, and mechanical characterizations to identify the ideal bioink composition in terms of scaffold stability, extrusion-based bioprinting compatibility, controlled degradation kinetics, and mechanical properties resembling those of the native pancreas. Moreover, further rheological analysis and computational fluid dynamics simulations helped refine printing parameters, such as nozzle temperature and geometry, to improve shape fidelity and minimize shear stress on encapsulated cells.
Using the optimized bioink formulation and printing parameters, cell-laden scaffolds were fabricated based on a previously customized CAD architecture. Biological assessments demonstrated that the scaffolds supported high viability and organization of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs), promoting pre-vascularization. Additionally, dynamic insulin secretion tests confirmed that human islets (HIs) maintained their insulin secretion capacity post-encapsulation. Finally, preliminary in vivo studies in immunocompetent mice also revealed reduced fibrotic response toward acellular scaffolds, which is crucial for maintaining cell oxygenation.
This work presents an innovative approach integrating biomaterial engineering, bioprinting, and cellular biology to enhance islet transplantation outcomes. Future research will focus on further optimizing scaffold-cell interactions, exploring alternative cell sources, exploiting bioreactor-based dynamic cell culture, and evaluating glycaemic regulation in preclinical diabetic models
Fast stiffness modulation of multichamber air spring suspensions for automotive applications
No full textDOTTORATOQuesta dissertazione riguarda la modellistica e il controllo di sospensioni pneumatiche multi-camera, un tipo avanzato di sospensione a rigidezza variabile per autoveicoli. Questa architettura è costituita da una camera principale connessa ad una serie di camere ausiliarie (possibilmente dislocate) per mezzo di valvole elettronicamente controllate. In questo modo, modulare lo stato delle valvole permette di variare il volume totale d’aria soggetto ad eccitazione durante la guida, portando ad una variazione della rigidezza equivalente della sospensione. Per questo motivo, le sospensioni multi-camera rappresentano una soluzione conveniente, sicura e a basso consumo energetico capaci di regolazione la rigidezza, motivando così le principali case automobilistiche all'industrializzazione di questi sistemi nel corso dell’ultimo decennio. Questo lavoro mira a fornire una panoramica completa del funzionamento di tali sistemi evidenziandone le potenzialità nel migliorare sia il comfort che la manovrabilità, affrontando i vuoti ancora presenti nella letteratura scientifica e rispondendo alle esigenze industriali di base. In primo luogo, viene sviluppato un nuovo modello matematico che descrive accuratamente il comportamento della sospensione durante la modulazione rapida di valvola; successivamente, vengono proposte strategie per il controllo della rigidezza. Queste strategie hanno formulazioni semplici, efficaci e interpretabili, sono implementabili in tempo reale e richiedono un numero limitato di sensori. Quando disponibile, la loro efficacia viene anche validata sperimentalmente. Nel complesso, le prestazioni di controllo superano il vincolo di passività della sospensione ed è in grado di garantire l'ottimalità e la subottimalità su un'ampia serie di esperimenti, sfruttando opportunamente le caratteristiche peculiari di tale architettura.This thesis deals with the modelling and control of multichamber air springs, that are an advanced type of variable-stiffness suspension springs for ground vehicles. Indeed, the multichamber architecture is constituted by a main elastic pneumatic chamber connected to a series of (possibly dislocated) auxiliary air supplies by means of electronically controllable valves. In this way, switching the state of the valves allows one to change the total amount of air volume subject to excitation during the ride, ultimately leading to a variation of the spring equivalent stiffness ratio. For this reason, multichamber springs represent a cost effective, safe and low energy demanding solution capable of stiffness regulation, thus motivating the main car manufacturers for the industrialization of these systems over the last decade. This work aims at providing a comprehensive overview of their functioning highlighting their potentialities in enhancing both the comfort and handling performance, by addressing the open issues still present in the scientific literature up to this day and by answering the basic industrial needs. Firstly, a novel mathematical model is developed, which accurately describes the spring behaviour during fast switching; secondly, stiffness modulation strategies are proposed. These strategies have simple, effective and interpretable formulations, are real-time implementable, and require a limited number of sensors. When available, their effectiveness is also proven experimentally. Overall, the control performance surpasses the spring passivity constraint and is able to guarantee optimality and sub-optimality over a wide series of experiments, by suitably exploiting the multichamber peculiar features arising at valve switching.DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA, INFORMAZIONE E BIOINGEGNERIASystems and Control37JABALI, OLAPIRODDI, LUIG
On myocardial electrophysiology: a patient-specific computational model employing electroanatomical mapping data
Full text linkLAUREA MAGISTRALESi stima che ∼ 2.35% della popolazione mondiale è affetta da aritmie cardiache, che corrispondono a qualsiasi alterazione nella frequenza e regolarità del battito cardiaco. Le aritmie cardiache possono essere fatali quando coinvolgono i ventricoli, essendo le maggiori responsabili dell’evoluzione in arresto cardiaco in pazienti affetti da ischemia del miocardio. Per questa ragione, soprattutto i modelli computazionali elettrofisiologici paziente-specifici stanno diventando di rilevante importanza in ambito clinico. Lo sviluppo di tali modelli richiede una vasta quantità di informazioni non semplici da ottenere in-vivo, quindi, generalmente, si fa utilizzo di informazioni dalla letteratura e osservazioni su esperimenti condotti ex-vivo. In questo modo si può sopperire all’assenza di dati, ma si introducono inaccuratezze nei modelli. Lo scopo di questa tesi è replicare in-silico la fisiologica depolarizzazione del miocardio nel ventricolo sinistro, concentrandosi sulla dettagliata caratterizzazione delle proprietà elettriche del tessuto del paziente, così da limitare l’adozione di dati non paziente-specifici. Gli obiettivi sono stati raggiunti implementando strategie specifiche sull’assegnazione di appropiati valori di conduttività. Fisiologicamente, lo stimolo elettrico raggiunge il miocardio ventricolare attraverso le giunzioni muscolari di Purkinje (PMJs), che, dunque, sono state identificate sulla mappa elettroanatomica (EAM) del paziente, poi replicate nel modello e impostate come i punti di partenza degli stimoli elettrici. Sono state considerate solo le PMJs più rilevanti al fine di replicare il pattern di attivazione del paziente. Il dominio computazionale è stato diviso in tre parti in modo da poter assegnare differenti proprietà elettriche in ogni parte. Poi attraverso un processo iterativo sono stati assegnati i valori di conduttività adeguati per la replica delle velocità di conduzione osservate nella EAM del paziente. I risultati numerici e la EAM sono stati comparati istante per istante. Inoltre, le velocità di conduzione media sono state estratte in ogni parte, sia dai dati del paziente che dai dati simulati. La validazione ha evidenziato che il fronte di propagazione attraverso il ventricolo sinistro del paziente è stato fedelmente replicato. In più, i risultati numerici hanno dimostrato coerenza con la letteratura. In conclusione, le strategie adottate si possono considerare come probabili buone alternative a quanto attualmente presente in letteratura.It is estimated, that ∼ 2.35% of the population suffers from Cardiac Arrhythmia (CAs), corresponding to any alteration in the frequency or regularity of the heartbeat. CAs are highly clinically relevant, as they are life threatening when affecting the ventricles, being majorly responsible for the evolution of cardiac arrest in ischemic heart disease patients. For this reason, especially patient-specific Electrophysiological (EP) computational models, which are based on patient data, are becoming of paramount importance for clinical settings. Their development requires vast information not straightforward to be collected in-vivo, thus, population-based and ex-vivo observations data are also employed, even if they could introduce inaccuracies. This master’s thesis aimed at computationally replicating patient-specific myocardial depolarization in Left Ventricle (LV), by employing patient Cardiac Computed Tomography (CCT) images and ElectroAnatomical Map (EAM), and limiting the adoption of population-based data. The objectives were pursued by implementing special strategies, which focused on the assignment of proper conductivity values. Only the Purkinje-Muscle Junctions (PMJs) most relevant for mimicking the patient activation pattern were replicated. The computational domain was split into the least possible number of parts assuring the heterogeneity of velocity propagation. Then, the assignment of the proper conductivity values was guaranteed by performing an iterative tuning process. Successive time-frames of the simulated and real depolarization were compared, and mean Conduction Velocities (CV)s were extracted part-by part both from patient and numerical data. The validation evidence showcased that the patient wavefront
propagation and the CV non-homogeneity were faithfully replicated. Also, simulation results were coherent with literature. Thereby, the strategies adopted place themselves as probable good alternatives to the currently available population-based methods. This work serves as a proof-of-concept that the described methodologies are promising but only preliminary, as further studies on a larger number of patients are necessary to confirm the robustness of the overall approach