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Soft sensing in the process industry
No full textIl presente contributo discute l’applicazione di tecniche soft sensing nell’ambito di processi industriali, come metodi di monitoraggio indiretti per la stima di variabili di processo non accessibili. E’ presentato un caso applicativo riguardante la sinterizzazione di clinker, un processo caratterizzato da bassa efficienza, energeticamente intensivo e con rilevante impatto ambientale: l’approccio soft sensing è inizialmente testato nel sistema termico convenzionale, successivamente affronta un modulo di riscaldamento innovativo basato sull’applicazione di microonde ad alta potenza, mono-modali, al materiale processato.
Il lavoro è focalizzato sullo sviluppo di modelli fisici per la stima indiretta di variabili critiche di processo. Vengono anche affrontati l’integrazione delle routine di calcolo con i dati forniti dai sensori delle architetture di monitoraggio, e l’implementazione di strategie per l’ottimizzazione dell’accuratezza dei nuovi strumenti.
E’ implementato un metodo stocastico basato su una procedura Monte Carlo adattativa, per la stima della propagazione di incertezze attraverso il modello matematico del soft sensor. Un framework innovativo di modellazione fornisce una valutazione del limite minimo di incertezza introdotta dal modello stesso. L’incertezza totale del soft sensor è quindi calcolata attraverso la composizione dei diversi contributi.
I soft sensor sono testati nel monitoraggio on-line delle variabili termiche e chimiche dei processi considerati. Le stime indirette delle variabili target sono comparate a misure dirette, e mostrano scostamenti nell’ordine dell’1%. Le routine di calcolo garantiscono tempi di risposta veloci, e migliorano l’adoperabilità degli strumenti. I risultati confermano le buone prestazioni dei soft sensor nel monitoraggio on-line di variabili non accessibili. La loro intrinseca robustezza li rende potenziali back-up di sensori hardware, pronti ad intervenire in caso di avarie, e prima che queste si ripercuotano sul processo
La Geobotanica a scuola: un efficace curricolo di educazione ambientale e alla cittadinanza.
No full textL'educazione ambientale riveste un ruolo importante negli obiettivi fissati dall’UE per la realizzazione entro il 2020 di una società intelligente, sostenibile e inclusiva; infatti essa può contribuire a diffondere quei comportamenti responsabili che sono requisito imprescindibile di un buon cittadino europeo.
La consapevolezza, la sensibilità e gli atteggiamenti verso le tematiche ambientali saranno tanto più sviluppate nei futuri cittadini, quanto più precocemente questi temi saranno inseriti nei programmi scolastici e saranno utilizzati metodi di insegnamento innovativi.
Lo scopo di questa ricerca è stato quello di contribuire al miglioramento del curriculo di educazione ambientale, partendo dalla scuola dell’infanzia e utilizzando il punto di vista della Geobotanica, Scienza che studia gli habitat, gli ecosistemi e le problematiche ad essi connesse con approccio interdisciplinare, sincronico e diacronico.
Il secondo obiettivo è stato quello di contribuire al superamento delle pratiche didattiche abituali per diffondere la metodologia basata sull’indagine.
Nella prima fase di questa ricerca, alcune unità di insegnamento prototipo sono state sperimentate da 600 alunni di età compresa tra 8 e 11 anni, provenienti da dieci scuole uniformemente distribuite nella Regione Marche. Le attività didattiche sono state realizzate in classe e presso l’Orto Botanico "Selva di Gallignano" della Università Politecnica delle Marche, sito scelto come aula all'aperto perché costruito secondo criteri geobotanici; infatti colleziona habitat più che singole specie botaniche.
La valutazione del processo messo in atto è stata ottenuta misurando le conoscenze degli alunni e la soddisfazione sia degli insegnanti che degli alunni.
La valutazione delle conoscenze degli studenti ha mostrato un aumento significativo dei risultati positivi, rispetto ai livelli di partenza. I test di soddisfazione degli studenti e degli insegnanti hanno pure avuto buoni risultati.
Nella seconda fase della ricerca, 1510 studenti e 102 insegnanti hanno sperimentato un intero curriculo verticale di Geobotanica, per alunni dai 5 ai 14 anni di età.
In questa fase del lavoro gli insegnanti sono stati sostenuti da una formazione specifica presso l'Università.
Il lavoro svolto ha prodotto un curricolo didattico effettivamente più incisivo nella scuola dell’obbligo e ha dimostrato che il punto di vista della Geobotanica e la metodologia didattica per indagine contribuiscono a migliorare l’educazione ambientale e alla cittadinanza.
Infine questa esperienza è stata un esempio di proficua collaborazione tra Università e Scuola
From Event Logs to Subprocesses: Supporting the Analysis of Unstructured Processes
No full textOggigiorno molte organizzazioni gestiscono i propri processi attraverso sistemi informatici che registrano i dati delle esecuzioni dei processi sui cosiddetti event log. Le tecniche di Process Mining (PM) usano tali log per rappresentare, monitorare e migliorare i corrispondenti processi. Una problematica ancora aperta riguarda l’applicazione delle tecniche di PM a log di processi non strutturati, che tende a restituire modelli complessi, chiamati modelli spaghetti, che forniscono un limitato supporto all’analisi. In questa tesi si intende affrontare tale problematica proponendo un approccio per estrarre da event log di processi non strutturati i sottoprocessi più rilevanti, al posto di modelli completi. Dapprima si costruisce un Instance Graph (IG) per ogni traccia del log, rappresentante il flusso di esecuzione della relativa esecuzione di processo. Poi si applica una tecnica di Frequent Subgraph Mining per estrarre i sottografi (cioè i sottoprocessi) più rilevanti dall’insieme di IG. Poiché gli IG costruiti per processi non strutturati sono spesso modelli imprecisi, si introduce una procedura di riparazione per migliorarne la qualità. I risultati sperimentali ottenuti su event log sintetici e reali attestano che tale procedura migliora significativamente la qualità degli IG ottenuti e, quindi, dei sottoprocessi estratti. Gli esperimenti condotti su event log reali dimostrano anche la capacità dell’approccio di evidenziare aspetti significativi dei rispettivi processi. Nell’ultima parte della tesi si esplorano gli aspetti legati alla collaborazione, attraverso applicazioni e casi di studio. Si analizzano sistemi di supporto all’innovazione e l’applicazione dell’approccio all’analisi di schemi di innovazione di imprese a rete. In seguito, si affronta l’estrazione delle pratiche di collaborazione di un team, esplorando anche i problemi dovuti alla mancanza di un sistema informatico dedicato. Vantaggi e limiti vengono valutati su casi di studio sintetici e reali
Nuovi contributi e indagini per la conoscenza dell’urbanistica dell’antica “Fanum Fortunae”
No full textQuesta Tesi di Laurea è il frutto di un lungo lavoro di ricerca finalizzato all’approfondimento di alcuni aspetti urbanistici della Fano Romana e fa seguito ad un primo studio sui luoghi dello spettacolo di Fano (teatro ed anfiteatro), oggetto della Tesi di Laurea in Architettura conseguita presso l’Università di Bologna nel 2011.
La prima parte del lavoro è stata dedicata ad una raccolta di dati d’archivio effettuata presso l’Archivio di Stato di Fano, la Soprintendenza ai Beni Archeologici delle Marche, la Soprintendenza ai Beni Architettonici e Paesaggistici delle Marche e presso l’Archivio Centrale di Stato di Roma.
Il lavoro di ricerca ha consentito di ampliare le conoscenze sui ritrovamenti di resti romani avvenuti nel corso dei secoli fino ai nostri giorni. Questa raccolta di materiali ha permesso di costruire una banca dati, punto di partenza per le ricerche condotte nell’ambito del progetto “ARCHEO FANO”, finanziato dalla Provincia di Pesaro e Urbino nell’ambito del programma “Centoborghi” in collaborazione con l’Università Politecnica delle Marche, il Comune di Fano, la Soprintendenza per i Beni Archeologici delle Marche e il Centro Studi Vitruviani ed espletate utilizzando le più moderne tecniche archeometriche.
Nell’ambito del suddetto progetto ARCHEOFANO ha collaborato alla realizzazione della carta archeologica aggiornata con tutti gli ultimi ritrovamenti. Inoltre tutta la mole di informazioni è stata raccolta in un sistema informativo in ambiente GIS in grado di visualizzare agevolmente tutte le informazioni a disposizione, siano esse di natura storica, che di natura geografica
Development of a system to manage motor disorders in Parkinson's disease
No full textIl Parkinson è una malattia neurodegenerativa associata alla comparsa di disordini motori. Il Freezing del Cammino (FdC) è un blocco del cammino che si manifesta come un’improvvisa e transitoria inabilità di progredire in avanti nonostante l’intenzione. Due sono i maggiori problemi associati al FdC: scarsa conoscenza clinica e resistenza alla terapia farmacologica. La terapia riabilitativa può alleviare il FdC, come l’uso di stimoli acustici ritmici (cues). Scopo di questa tesi è lo sviluppo di un sistema di gestione del FdC che consenta di affrontare i due problemi sopra elencati. I requisiti di usabilità e accettabilità hanno guidato la progettazione. Il sistema proposto si compone di una parte mobile a una su server. La prima è un’applicazione smartphone capace di monitorare il passo, riconoscere episodi di FdC, fornire cue per aiutare il paziente a superare il blocco, immagazzinare le informazioni raccolte ed inviarle al server. La parte su server è composta da un database, per immagazzinare le informazioni cliniche e di monitoraggio del paziente, e un’applicazione web che consenta ai clinici una consultazione semplice ed efficace dei dati relativi al FdC. In tal modo, i clinici potranno usare queste informazioni per migliorare la loro conoscenza del fenomeno e personalizzare le terapie riabilitativa e farmacologica. L’affidabilità dello smartphone nel monitoraggio del cammino è stata valutata su soggetti sani tramite confronto con un sistema stereofotogrammetrico. Relativamente al monitoraggio del FdC, l’architettura è stata testata su 60 pazienti raggiungendo alti valori di sensibilità, specificità, accuratezza e precisione. Usabilià e accettabilità sono state valutate tramite questionari, che hanno rivelato l’intenzione dei pazienti ad usare il sistema. I risultati ottenuti evidenziano le potenzialità dell’architettura di essere applicata nella vita reale, migliorando la qualità di vita e la gestione del FdC
Analytically Tractable Stochastic Volatility Models in Asset and Option Pricing
No full textQuesta tesi si compone di quattro saggi sui modelli stocastici di volatilità in asset e option
pricing. Più precisamente, questa tesi si concentra sul tasso di interesse stocastico e sui
modelli di volatilità stocastica multiscala, con applicazioni in vari prodotti finanziari.
Nel primo saggio viene presentato un modello ibrido Heston-CIR (HCIR) con un tasso di
interesse stocastico. In questo saggio, sono state dedotte formule elementari esplicite per i
momenti relativi alle distribuzioni dei prezzi delle azioni, nonché formule efficaci per
approssimare i prezzi delle opzioni. Utilizzando i prezzi di call e put options europei sul
l'indice S&P 500 americano, questo studio empirico dimostra che il modello HCIR è migliore
del modello di Heston nell'interpretazione e nella previsione dei prezzi di call e put options.
Il secondo saggio è un ulteriore estensione del modello HCIR con due diverse applicazioni. La
prima applicazione utilizza il modello HCIR per interpretare la struttura a termine dei
rendimenti e per prevedere la loro tendenza al rialzo /ribasso. La seconda analisi è basata sui
valori della “long-term health endowment policy”. L'analisi empirica mostra che il tasso di
interesse stocastico gioca un ruolo cruciale come fattore di volatilità e fornisce un modello
multi-fattore che supera il modello di Heston nel predire prezzo della polizza assicurativa
sanitaria.
Nel terzo saggio è stato proposto un modello ibrido di tipo Heston Hull-White (HHW) per
descrivere le dinamiche di un prezzo di asset con volatilità e tasso di interesse stocastici che
tiene conto di valori negativi. Nel lavoro sono state dedotte sia formule elementari esplicite
per la funzione di densità di probabilità di transizione della variabile prezzi degli asset che
formule in forma chiusa per stimare il prezzo delle opzioni. Nella prima analisi empirica è
stato calibrato il modello HHW utilizzando la cosiddetta implied volatility. La seconda analisi
empirica si concentra sui prezzi di futures Eurodollar e i corrispondenti prezzi delle opzioni
europee con una generalizzazione del modello di Heston con tassi di interesse stocastici. I
risultati relativi all’approssimazione e alla previsione sono molto interessanti. Ciò conferma
l'efficienza del modello di HHW e la necessità di considerare possibili valori negativi di tasso
di interesse.
Il quarto saggio descrive un modello di Heston ibrido e multiscala per il tasso di cambio a
pronti FX per poter considerare tassi di interesse stocastici. Il trattamento analitico del
modello è descritto in dettaglio sia considerando delle misure legate alla fisica che misura di
neutralità al rischio. In particolare, è stata derivata una formula per la funzione di densità di
transizione di probabilità usando un integrale a una dimensione di una funzione integrale
elementare che viene utilizzato per il prezzaggio delle opzioni call e put European Vanilla
Energia dalle onde Applicazioni nel porto di Ancona
No full textL’energia dal mare può essere estratta attraverso tecnologie che utilizzano l’acqua di mare come forza motrice. Nella tesi vengono descritti due sistemi per produrre energia dal moto ondoso che sfruttano l’esistenza o la costruzione di nuove opere di difesa portuali o costiera e oltre a fornire i principi di funzionamento di tali impianti, affronta una possibile applicazione nel porto di Ancona. Sono stati analizzati i dati ondametrici della boa di Ancona per un periodo complessivo di 11 anni di misurazioni. I Dati ondosi al largo sono stati trasferiti fino a molo sopraflutto (scelto come sito di installazione) con il programma MIKE 21. Si è analizzato il funzionamento di un dispositivo OWC il REWEC3 che può essere installato con una modifica strutturale in una diga a cassoni. Tuttavia, nel caso di Ancona sono presenti scogliere a “gettata”. Per questo si è studiato un altro tipo di convertitore che sfrutta il fenomeno dell’overtopping: una rampa opportunamente inclinata che riversa l’acqua in un bacino di raccolta. Si è proceduto con il dimensionamento della rampa e del bacino in modo tale da produrre il maggior quantitativo di energia in base alle condizioni ondose analizzate con il software Matlab. Inoltre si è preso in considerazione l’uso di una turbina di nuova generazione (water wheel) attraverso prove di laboratorio. E’ stato calcolato il valore di Rr (livello di cresta della rampa)che massimizza l’energia producibile; si è scelto di considerare una risoluzione minore tenendo conto del fenomeno del sovralzo del livello medio mare (Rr=1.15 m). In condizioni ottimali e considerando il valore originario di Rr, il convertitore di energia riesce a produrre 955 MWh/anno se ipotizziamo una diga di lunghezza 100 m. Dalla curva di durata della portata tracimante all’interno del bacino, e prendendo in considerazione il caso sfavorevole (con sovralzo e, quindi, con minore carico idraulico), la potenza producibile è di circa 300 MWh/anno. Questo dispositivo risulta di più facile interpretazione e la minore efficienza rispetto ad altri dispositivi viene compensata da bassi costi di realizzazione, dall’affidabilità (modula le portate svincolando l’impianto dalla discontinuità degli attacchi ondosi) e dalla capacità di migliorare la qualità delle acque portuali (creando un ricircolo
Real-time PCR detection and PFGE typing of Pseudomonas aeruginosa from cystic fibrosis patients
No full textThe Human Rights-Based Approach to Disability in Emergency Preparedness
No full textIl presente lavoro è stato incentrato sull’analisi delle procedure di inclusione delle persone con disabilità nella pianificazione dell’emergenza in alcuni Comuni della Regione Marche e in alcune Strutture Socio-Sanitarie Assistenziali e Istituti di Riabilitazione della Regione Marche e dello Stato del New Jersey (USA). L’affermarsi, a livello mondiale, dei principi sui diritti umani anche nell’ambito della disabilità, hanno portato ad una graduale sostituzione del modello paternalistico e caritatevole, con quello basato sul riconoscimento e il rispetto della diversità dei singoli in un’ottica di inclusione sociale. Con riferimento al contesto delle emergenze, il processo di inclusione sociale consiste nel coinvolgimento delle persone con disabilità nei programmi di pianificazione e gestione dell’emergenza promossi dai governi locali, dalle aziende private e dalle associazioni di volontariato». I risultati conseguiti dal diritto internazionale in materia di disabilità sono stati consolidati nella Convenzione dell’Organizzazione delle Nazioni Unite sui Diritti delle Persone con Disabilità, ratificata in Italia con la Legge 3 marzo 2009, n.18. In base all’articolo 1 di tale convenzione, le persone con disabilità sono «coloro che presentano deficienze fisiche, mentali, intellettive o sensoriali di lungo periodo che, in interazione con varie barriere, possono impedire il loro pieno sviluppo ed effettiva partecipazione alla vita della comunità». La questione della disabilità, dunque, non deve essere più vista come un problema da risolvere, ma piuttosto come caratteristica propria dell’individuo e quindi meritevole di rispetto, inclusione e pari opportunità.nLo studio ha messo in evidenza la necessità di una più solida collaborazione tra le amministrazioni comunali, le varie associazioni che si occupano di problematiche legate alla disabilità nonché le strutture di tipo socio-sanitario dislocate sul territorio. Questo studio ha inoltre confermato e rafforzato l’importanza di costruire un dialogo sull’inclusione delle persone con disabilità nella pianificazione dell’emergenza. Un tale impegno rappresenterebbe l’espressione di una concreta volontà di tutela dei diritti umani e permetterebbe un confronto costruttivo tra i responsabili della gestione dell’emergenza, i rappresentanti delle associazioni che si occupano di problematiche legate alla disabilità ed i disabili stessi
Multiscale Rheological and Mechanical characterization of Cold Mixtures
No full textOggigiorno, la crescente consapevolezza sociale e politica per le questioni ambientali si sta orientando verso lo sviluppo di tecnologie a basso consumo ed emissioni. In questo contesto, tecnologie come le miscele bituminose a freddo possono rappresentare una valida alternativa ai tradizionali conglomerati bituminosi a caldo, per le pavimentazioni stradali. Inoltre, quando vengono utilizzati materiali provenienti dal riciclaggio di pavimentazioni stradali ammalorate, il consumo di aggregati vergini può essere considerevolmente ridotto.
In passato, l'uso di miscele bituminose a freddo ha riscosso limitato successo a causa dei problemi legati al tempo necessario per il completo sviluppo di resistenza e la suscettibilità all’acqua nei primi mesi di vita.
Il presente dottorato di ricerca è volto a valutare scientificamente i vantaggi/svantaggi dell’adozione di miscele bituminose a freddo.
Oltre alle tradizionali indagini di laboratorio, è stata adottata una metodologia originale basata sulla caratterizzazione multiscala del materiale, sia dal punto di vista fisico che reologico. Infatti, la miscela bituminosa a freddo può considerarsi un materiale evolutivo poiché il suo stato fisico evolve nel tempo a causa della continua perdita di umidità. In questo contesto, la caratterizzazione delle miscele bituminose a freddo deve essere sviluppata su scale temporali differenti durante la vita in servizio del materiale, e a diversi livelli di indagine (scala dimensionale).
I risultati raccolti hanno mostrato una correlazione ottimale tra i diversi livelli di indagine; a dimostrazione del fatto che il metodo di ricerca adottato può ritenersi scientificamente valido e inoltre, nessun elemento scoraggia l'uso delle miscele bituminose a freddo come strati di supporto per la sovrastruttura stradale. Ad ogni modo, i materiali impiegati devono essere adeguatamente progettati in termini di assortimento granulometrico, contenuto d’acqua e leganti (tipologia e dosaggio)