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MARINE AQUAPONICS: SUSTAINABLE FARMING FOR THE DEVELOPMENT OF THE BLUE - ECONOMY
No full textLe pratiche di acquacoltura si traducono in una grande varietà di impatti ambientali che includono consumo di acqua e suolo, desertificazione, eutrofizzazione ed inquinamento (Naylor et al., 2000). Questi impatti possono avere effetti sulla salute umana sia direttamente che indirettamente. La sfida risiede nello sviluppo di tecniche di allevamento maggiormente sostenibili che garantiscano cibo di alta qualità limitando gli impatti ambientali. L’acquaponica, un sistema integrato che combina l'acquacoltura a ricircolo con la produzione idroponica, è considerata una soluzione innovativa e sostenibile (Tyson et al., 2011). L’acquaponica potrebbe ridurre il consumo di acqua e gli scarti (per lo più sostanze nutritive) delle normali pratiche di acquacoltura, e migliorare la profittabilità coltivando due colture da reddito (Tyson et al., 2011). Si ritiene che l’acquaponica diventerà uno dei metodi maggiormente accettati per la produzione alimentare sostenibile nel prossimo futuro (Hu et al., 2012).
Questo progetto si propone di indagare i seguenti aspetti dell’acquaponica:
1. La valutazione della fattibilità dell’allevamento di specie marine in acquaponica nutrite con diete a base vegetale, considerate più sostenibile rispetto alla diete a base di farina di pesce.
2. Il miglioramento della produttività dell’acquaponica sfruttando specie eurialine di interesse economico, in combinazione con piante alofili edibili.
3. Aumentare le conoscenze sul comportamento di nutrienti in acqua e dei loro effetti sulla qualità delle piante coltivate in acquaponica di acqua dolce come punto di partenza per future applicazioni in acquaponica marina.
4. Gestire l'infezione di Amyloodinum ocellatum in spigole allevate in acquaponica marina, utilizzando acqua dolce come terapia ed evitando l'uso di sostanze chimiche che sono normalmente scoraggiate nell'approccio acquaponico
LONG TERM AND SHORT TERM EFFECTS OF CROP ROTATIONS IN ORGANIC FARMING ON SOIL ORGANIC MATTER CONTENT AND STABILIZATION DYNAMICS
No full textLa gestione del suolo in agricoltura puo’ contribuire significativamente ad accrescere la qualita’ dei suoli. Pratiche quali le lavorazioni minime, l’applicazione di ammendanti organici e la coltivazione di colture di copertura costituiscono delle valide strategie per accrescere il contenuto di sostanza organica nei suoli agricoli e squestrare CO2 dall’atmosfera, riducendo l’impatto ambientale dell’attivita’ agricola. Il contenuto di carbonio organico (OC) nel suolo e’ controllato dall’entita’ degli input di materiale organico che giungono al suolo in seguito alla coltivazione, e dalla resistenza offerta dalla sostanza organica alla degradazione microbica. Lo studio dei meccanismi che presiedono la stabilizzazione della sostanza organica del suolo (SOM) e’ quindi di primaria importanza.
La resistenza offerta dalla SOM alla degradazione microbica dipende dalle sue proprieta’ chimiche e, in maggior misura, dalle interazioni che si stabiliscono fra le molecole organiche e la matrice del suolo. Rivestono particolare importanza l’occlusione dei residui organici grossolani all’interno degli aggregati e le interazioni che si stabiliscono fra molecole organiche e superfici delle particelle minerali. La coltivazione influenza in maniera profonda questi meccanismi, determinando la quantita’ di input organici che giungono al suolo ad ogni ciclo colturale e disturbando la formazione degli aggregati tramite le lavorazioni.
Lo scopo di questa ricerca e’ stato quello di analizzare come le rotazioni colturali influenzano i processi che si trovano alla base della stabilizzazione della SOM nei suoli agricoli. Lo studio ha preso in esame due rotazioni colturali svolte in un arco temporale di 13 anni. Una delle due rotazioni e’ stata caratterizzata da lavorazioni del suolo poco frequenti e dalla presenza di residui colturali ricchi in N (ALF), mentre l’altra rispondeva alle esigenze di un’agricoltura piu’ intensiva, con lavorazioni frequenti e prevalenza di colture sfruttanti (CON). I due campi sperimentali sono stati coltivati con grano duro e cece in due successive stagioni colturali e gli effetti delle rotazioni colturali effettuate nei 13 anni precedenti l’inizio dell’esperimento, cosi’ come quelli relativi alla coltivazione di grano e cece nei due campi, sono stati analizzati approfonditamente. Il primo esperimento ha preso in considerazione gli effetti delle pratiche
sopra citate sulla composizione chimica della sostanza organica. Un frazionamento chimico sequenziale e’ stato applicato ai campioni di suolo, in modo da ottenere un pool di SOM labile, composto dalla frazione leggera (LF) e dal carbonio organico solubile (WSOC), e un pool recalcitrante costituito dalla frazione umica, ulteriormente divisa in acidi umici (HAs) e acidi fulvici (FAs). Il secondo esperimento ha avuto come oggetto l’analisi degli effetti delle stesse pratiche colturali sull’occlusione della sostanza organica negli aggregati e sulla formazione di complessi organo-minerali. Durante il secondo esperimento sono state isolate, mediante frazionamento per classi di aggregati e per densita’il contenuto e la composizione chimica delle particelle organiche grossolane libere (fPOM) e di quelle occluse in aggregati di diverse dimensioni, cosi’ come della frazione organica intimamente legata alle superfici dei minerali.
I risultati ottenuti hanno evidenziato che la stabilizzazione della SOM e’ influenzata sia dalla intensita’ delle lavorazioni, sia dalla composizione chimica dei residui colturali, principalmente attraverso l’influenza che questi due fattori esercitano sulla formazione degli aggregati e sull’interazione fra molecole organiche e superfici dei minerali. Le lavorazioni hanno esercitato un’azione dirompente sugli aggregati, particolarmente evidente nella classe dei macro-aggregati (>200 μm). Di conseguenza, la quantita’ di macro aggregati in ALF era significativamente maggiore che in CON all’inizio dell’esperimento. Le lavorazioni svolte durante la coltivazione del grano e del cece, sebbene abbiano causato una diminuzione del contenuto di macro-aggregati in ALF, non hanno determinato una riduzione del contenuto di sostanza organica occlusa all’interno degli aggregati, probabilmente a causa della forte azione cementante svolta dal carbonato di calcio (CaCO3) sugli aggregati. I continui input di materiale organico avvenuti in ALF durante i 13 anni precedenti l’inizio dell’esperimento, hanno favorito le attivita’ della comunita’ microbica, che a sua volta ha determinato un’alta capacita’ di mineralizzare la fPOM. La composizione chimica della sostanza organica e’ cambiata significativamente nei due suoli in seguito alla coltivazione di grano e cece, come si evince dai risultati emersi in entrambi gli esperimenti. Il frazionamento chimico sequenziale ha messo in luce un aumento del contenuto di acidi umici e fulvici in entrambi i suoli in seguito alla coltivazione del cece. Il frazionamento dei suoli per classi di aggregati e per densita’ ha meso in luce un pattern piu’ complesso. In ALF l’aumento dell’intensita’ delle pratiche agricole ha determinato il rimescolamento della fPOM grossolana con parte della fPOM piu’ fine e degradata, probabilmente a causa dell’interruzione della continuita’ degli input di residui organici. Il contenuto di OC nei macro aggregati e’
diminuito, mentre e’ aumentato il ternore di OC nelle particelle non aggreagate piu’ fini. In CON la coltivazione di grano, e soprattutto del cece, ha determinato l’arrivo al suolo di residui ricchi in N. Questo ha fatto si’ che il conteuto di OC e N aumentasse nelle particelle minerali piu’ fini. L’accresciuta attivita’ microbica avvenuta in CON durante la prova di campo, e’ probabilmente alla base dell’accumulo di materiale organico relativamente “fresco” avvenuto all’interno degli aggregati.
Questa ricerca ha mostrato come gli effetti delle rotazioni colturali non dipendono solamente dall’azione di disturbo alla formazione degli aggregati esercitata dalle lavorazioni del suolo, ma anche dalla qualita’ degli input organici e da processi mediati dalla comunita’ microbica, i quali influenzano l’occlusione della SOM negli aggregati e l’interazione della sostanza organica con le particell minerali
Short codes for telecommand space link
No full textLo scopo di questa tesi ´e studiare l’impatto di diversi algoritmi di decodifica sulle performance dei codici a correzione d’errore proposti per l’aggiornamento dello standard del telocommand link nelle missioni spaziali, che sono rappresentati dai codici Low Density Parity Check (LDPC) binari e non
binari.
Per la valutazione delle performance si sono considerati tre diversi modelli di canale di grande rilevanza nello comunicazioni con lo spazio, ossia: Additive White Gaussian Noise (AWGN), canale AWGN con pulsed jamming e canale AWGN con scintillazione solare; e tre diverse metriche, ossia:
Codeword Error Rate (CER), Undetected Codeword Error Rate (UCER) e
complessità.
La lista degli algoritmi considerati include algoritmi iterativi, come: il Sum Product Algorithm (SPA), l’algoritmo Min-Sum (MS) e l’algoritmo Normalized Min-Sum (NMS); ma anche una procedura non iterativa, ossia l’algortimo Most Reliable Basis (MRB). Infine per i codici non binari consideriamo una specifica implementazione del metodo Belief Propagation (BP).
Oltre a questi schemi di decodifica classici, viene proposto anche un approccio alternativo, chiamato decoder ibrido. Il decoder ibrido è costituito dalla combinazione parallela di un algoritmo iterativo e di un algoritmo basato sull’affidabilità. Vengono mostrati i vantaggi che questo schema ´è in grado di fornire rispetto agli algoritmi di decodifica classici. Nello specifico, il decoder ibrido combina le eccellenti performance in termini di error
rate dell’algoritmo MRB con una complessità media lievemente maggiore di
quella degli algoritmi iterativi.
Gran parte del lavoro è stato sviluppato tramite analisi teorica e simulazioni. Tuttavia, vengono anche fornite alcune considerazioni preliminari sull’implementazione pratica dei più efficienti algoritmi di decodifica. In par-
ticolare, viene discussa la realizzazione dell’algoritmo MRB su Field Programmable Gate Array (FPGA) proponendo, come possibile soluzione, una implementazione combinata hardware-software
Microvascular perfusion and tissue oxygenation during critical illness
No full textGittata cardiaca, livelli di emoglobina e di ossigeno nel sangue arterioso (SaO2 e PaO2) sono generalmente considerati come i principali determinanti della disponibilità di O2 sistemica. Tuttavia, negli stati critici l’ipossia tissutale può persistere nonostante la normalizzazione dei parametri emodinamici e dell’ossigenazione sistemica, a causa di una compromissione della perfusione microcircolatoria. Negli stati di infiammazione sistemica come la sepsi, lo stress ossidativo e i mediatori infiammatori possono portare a danno endoteliale e disfunzione microvascolare, che possono essere a loro volta responsabili di ipoperfusione e insufficienza d’organo. E’ quindi importante monitorizzare il microcircolo e la sua risposta alle terapie. Negli studi inclusi in questa tesi sono state utilizzate due tecniche non invasive che permettono di valutare la perfusione microcircolatoria e l’ossigenazione tissutale: la tecnica di video-microscopia sublinguale Sidestream Dark Field (SDF) e la Near Infrared Spectroscopy (NIRS) a livello del muscolo scheletrico (eminenza tenar) con test di occlusione vascolare. Questa tesi conferma il valore prognostico del microcircolo nei pazienti critici. Un’alterata capacità del tessuto di estrarre O2 in corso di ischemia e una riduzione della reattività microvascolare nella fase di riperfusione si sono rivelate in grado di predire la mortalità in una popolazione eterogenea di 89 pazienti ricoverati in Terapia Intensiva. Utilizzando la tecnica SDF, abbiamo trovato significative alterazioni del glicocalice endoteliale a livello del microcircolo sublinguale nei pazienti critici in confronto a volontari sani, e tali alterazioni sono apparse più pronunciate in presenza di sepsi. Il monitoraggio del microcircolo può rappresentare un’utile guida terapeutica. In pazienti settici la trasfusione di emazie leucodeplete ha prodotto un effetto più favorevole sul flusso convettivo a livello microcircolatorio rispetto alle emazie non leucodeplete. La trasfusione di emazie vecchie (tempo di conservazione >15 giorni) si è associata ad un aumento
dell’emoglobina libera plasmatica, la quale può aver condotto ad una riduzione della densità microvascolare per la sua attività di scavenger nei confronti dell’ossido nitrico. Dal momento che la perfusione e l’ossigenazione tissutali dipendono principalmente dalla funzione microcircolatoria, è importante tenere in considerazione gli effetti che le terapie comunemente applicate (ad es. l’ossigenoterapia) possono avere sul microcircolo. Una meta-analisi di studi osservazionali ha mostrato un’associazione tra l’esposizione ad iperossia e una più alta mortalità in diverse categorie di pazienti critici. In uno studio prospettico osservazionale su 40 pazienti, l’iperossia ha prodotto una precoce riduzione della densità microvascolare (indice di vasocostrizione), seguita tuttavia da normalizzazione al ritorno ai livelli inspiratori di ossigeno basali. Un’esposizione di 2 ore all’iperossia ha causato un aumento dei radicali liberi, inducendo un aumento della produzione di glutatione: questo meccanismo può essere stato in grado di stimolare la produzione di eritropoietina, secondo la teoria del “normobaric oxygen paradox”. Infine, questa tesi ha messo in luce le difficoltà tecniche relative al monitoraggio del microcircolo sublinguale tramite tecnica SDF e ha sottolineato l’importanza della qualità delle immagini raccolte al fine di ottenere una valutazione del microcircolo attendibile
APPLICAZIONE DELLE NEUROSCIENZE NELL'ATTIVITA' SETTORIA
No full textAPPLICAZIONE DELLE NEUROSCIENZE NELL’ATTIVITA’ SETTORIA
BACKGROUND:
Recenti studi di neuroimaging condotti in soggetti aggressivi/violenti e in pazienti affetti da depressione maggiore hanno mostrato una riduzione del volume della corteccia prefrontale ed un suo alterato metabolismo. Questo studio mira ad individuare una eventuale correlazione tra dati morfologici/istologici ottenuti dal lobo frontale e le risultanze degli studi di neuroimaging. Si tratta di una analisi morfometrica ed istologica di particolari aree della corteccia prefrontale: orbito frontale e dorso laterale che corrispondono alle aree di Broadmann 10-47 e 9, rispettivamente.
METODO:
Le aree corticali prefrontali 9, 10 e 47 di entrambi gli emisferi di 2 suicidi e di 2 controlli (con anamnesi psichiatrica negativa) sono stati campionati al fine di effettuare l’immunoistochimica con NeuN e Calretinina. La conta dei neuroni maturi (NeuN +) e dei neuroni inibitori (CR+) è stata attuata con il software j-image.
RISULTATI:
Nei suicidi, paragonati ai controlli, si è osservata una riduzione del numero e della densità dei neuroni NeuN nell’area 10 di destra. In aggiunta l’espressione dei neuroni CR + è marcatamente ridotta con riduzione del numero e della densità di detti neuroni nelle aree 9, 10 e 47 di sinistra, nonché nell’area 9 di destra. Sia la riduzione numerica dei neuroni NeuN che di quelli CR+ è statisticamente significativa.
CONCLUSIONI:
Questi risultati confermano e supportano sia i dati di neuroimaging relativamente ad una abnorme funzionalità della corteccia pre-frontale nei soggetti aggressivi e, con questo studio, anche nei soggetti suicidi. Tali risultati sono probabilmente dovuti ad una anormale distribuzione dei neuroni nonché ad alterati meccanismi di interconnessione tra gli stessi. I nostri dati concorrono ad incrementare le evidenze fino a qui acquisite grazie allo studio di tre aree corticali in entrambi gli emisferi cerebrali
CLUSTER ANALYSIS E PATTERN SINTOMATOLOGICI NELLA FIBROMIALGIA - RISULTATI DI UNO STUDIO POLICENTRICO SU PIATTAFORMA WEB-BASED
No full textScopo del lavoro. La fibromialgia (FM) è una complessa ed eterogenea affezione caratterizzata dalla persistenza di dolore muscoloscheletrico diffuso e da molteplici sintomi di accompagnamento. L'obiettivo dello studio è stato quello di identificare e caratterizzare differenti pattern sintomatologici all'interno di un eterogeneo campione di pazienti con FM, attraverso l’impiego di questionari validati di auto-valutazione, somministrati mediante piattaforma WEB.
Materiali e metodi. Abbiamo reclutato 353 pazienti (85,3% donne), di età media pari a 51 anni e durata media di malattia di 4,7 anni (range 1-18 anni). Mediante piattaforma WEB appositamente implementata (http://fibromialgiaitalia.it/site/), sono stati somministrati la versione italiana del revised Fibromyalgia Impact Questionnaire (FIQR) e l'indice composito di malattia Fibromialgia Assessment Status (FAS). L’identificazione dei sottogruppi (Cluster Analysis) in base ai sintomi, è stata condotta mediante clustering gerarchico di tipo agglomerativo.
Risultati. I domini considerati più rilevanti dai pazienti sono risultati stanchezza, sonno non ristoratore, dolore, rigidità, difficoltà di concentrazione e perdita di memoria. Un’elevata percentuale di pazienti ha riferito cerviconucalgia (81,4%), dorsalgia (70,1%) e lombalgia (83,2%). La soluzione gerarchica agglomerativa svelava la presenza di un modello tricompartimentale (p<0.0001). I tre sottogruppi suddividono il campione in differenti (p<0.0001) livelli di severità: il Cluster 1 comprende pazienti (n=117) con bassi punteggi in tutti i domini del FIQR; il Cluster 3 raggruppa i pazienti (n=116) con elevati valori; il Cluster 2 pazienti (n=120) con moderato controllo del dolore e bassa componente psico-affettiva.
Conclusioni. I risultati indicano che la valutazione Internet-based è più precisa e consente di ottenere dati centrati sul paziente FM oltre a dimostrare l'esistenza di tre differenti sottogruppi
Ecodesign methods and tools: development of integrated systems to foster sustainability in industrial companies
No full textNegli ultimi anni, il problema ambientale ha acquisito sempre maggiore importanza e il concetto di sostenibilità ambientale è divenuto importante anche all’interno dei contesti aziendali. Al fine di promuovere la consapevolezza ambientale e di favorire la progettazione e la produzione di prodotti sostenibili, sono stati sviluppati numerosi metodi e strumenti di ecodesign. Tuttavia il loro uso all’interno delle aziende è ancora abbastanza ridotto, a causa della loro complessità, del tempo richiesto per condurre le analisi e della necessità di avere un’adeguata e specifica conoscenza. A partire da queste considerazioni, nasce perciò l’esigenza di approcci che permettano di realizzare analisi ambientali efficaci, in modo semplificato e rapido. L’obiettivo di ricerca di questo Dottorato può essere sintetizzato nella definizione di un nuovo approccio per favorire l’implementazione di strategie di ecodesign nei contesti industriali. Lo strumento software CBR (Case Base Reasoning) sviluppato inizialmente come un modulo della piattaforma G.EN.ESI e poi ottimizzato come uno strumento stand-alone, mira a supportare i progettisti collezionando lineeguida di carattere ambientale conoscenza aziendale in un framework strutturato ed organizzato. I dati collezionato all’interno del database dello strumento possono infatti contribuire ad accrescere la conoscenza del progettista sulle tematiche ambientali, facilitare la ricerca di soluzioni migliorative e ridurre il tempo legato alla risoluzione dei problemi. I progettisti, anche se con una non estesa conoscenza delle tematiche ambientali, sono in questo modo supportati nella applicazione di strategie di ecodesign e possono conseguentemente progettare prodotti con elevate prestazioni ambientali. L’implementazione dello strumento CBR in due casi industriali ha permesso di validare lo strumenti, ottimizzare le sue funzionalità e valutare la sua usabilità
Studio e sviluppo di dispositivi wireless indossabili per applicazioni Ambient Assisted Living ed e-health
No full textL’attività di ricerca può essere suddivisa in due ambiti: dispositivi indossabili wireless per Ambient Assisted Living e Wireless Sensor Networks per applicazioni e-health.
Per quanto riguarda i dispositivi wireless indossabili per AAL è stato interamente sviluppato un Attitude and Heading Reference System wireless che, attraverso l’elaborazione dei dati rilevati da accelerometro, giroscopio e magnetometro, è in grado di fornire una stima dell’orientazione del segmento corporeo sul quale è posizionato mediante algoritmi di data fusion. Vista l’ottima precisione ottenuta dal dispositivo in protocolli sperimentali, l’AHRS è stato utilizzato per realizzare dei dispositivi custom in grado di monitorare l’equilibrio nei pazienti affetti da sclerosi multipla, analizzare il tremore nei Parkinsoniani, fornire uno strumento di ausilio alla valutazione del Flexion Relaxation Phenomenon e rilevare le cadute negli anziani. Dai risultati ottenuti nelle prove effettuate seguendo protocolli standard di validazione, il dispositivo per la rilevazione della caduta assicura prestazioni superiori rispetto a quelle di sistemi simili proposti in letteratura.
Nell’ambito delle WSN per applicazioni e-health è stato realizzato un sistema intelligente per il monitoraggio da remoto ed in tempo reale di anziani che vivono soli in casa. I principali elementi di tale sistema sono una coppia di lampade LED. La lampada LED posta a casa dell’anziano integra un dispenser automatico di medicinali per la somministrazione quotidiana di farmaci e un sistema di monitoraggio della mobilità domestica con generazione di allarmi derivanti da eventi critici quali la mancata somministrazione del farmaco o la prolungata permanenza dell’anziano in una stanza. Le informazioni relative alla mobilità dell’anziano, alla regolare assunzione di farmaci e alla gestione degli allarmi sono disponibili sulla seconda lampada LED posta a casa del caregiver e su un server web accessibile ad utenti autorizzati
Applicazioni GPS nell’ambito della Navigazione e del Controllo Orbitale di satelliti LEO
No full textUna ridefinizione del concetto e del ruolo dell'oggetto sociale
No full textL’obiettivo della ricerca è quello di dimostrare che il concetto di oggetto sociale appare quasi del tutto svuotato di significato alla luce del contesto socio-economico attuale e di quanto indicato dal legislatore. In particolare, alcune modifiche normative introdotte negli ultimi anni hanno portato a privare di molta della sua importanza storica l’istituto dell’oggetto sociale. Ad esempio, l’art. 2380-bis c.c. da ultimo novellato attribuisce agli amministratori la generale ed esclusiva competenza per la gestione dell’impresa, legittimando gli stessi, in funzione di ciò, al compimento di tutte le operazioni necessarie per l’attuazione dell’oggetto sociale. L’attività che costituisce l’oggetto sociale di una società rappresenta allora un limite meramente interno ai poteri gestori dell’organo amministrativo, ma non un limite al suo potere di rappresentanza che è invece generale. Detto altrimenti, l’oggetto sociale rileverebbe solo ed unicamente a livello endo-societario, quale misuratore di responsabilità degli amministratori, venendo invece svuotato di significato sul piano esterno. Ulteriori limiti possono alla valenza dell’oggetto sociale sono rinvenibili anche nella normativa riformata di diritto societario che ha disciplinato il piano interno alla società, ma è soprattutto nell’ambito dei gruppi societari che l’istituto in esame pare privo di utilità. Qui il concetto di interesse di gruppo dovrebbe sempre prevalere, come affermano concordemente dottrina e giurisprudenza (che hanno individuato in proposito la teoria dei vantaggi compensativi), su quello di oggetto sociale, con l’ovvia conseguenza di lasciare a quest’ultimo un ruolo quasi del tutto marginale. A ciò si aggiunga che già altri ordinamenti hanno cominciato a rileggere il concetto di “oggetto sociale” per adattarlo alle esigenze di un mondo ormai radicalmente diverso da quello di pochi decenni fa. Ad esempio, l’ordinamento britannico, con la sec. 31 (1) del Companies Act 2006, dispone che, salvo sia diversamente stabilito dallo statuto, la società abbia oggetto sociale “unrestricted”, ovvero non limitato. Disposizioni non molto distanti sono state adottate dal legislatore irlandese e da quello spagnolo. Da tutto quanto sopra, pare evidente che l’oggetto sociale non riveste più un ruolo di centralità all’interno del nostro ordinamento. Nuova linfa potrebbe essere data all’istituto in esame dall’introduzione di società con un oggetto sociale non limitato, ma - allo stato - questo non pare essere un punto all’ordine del giorno del legislatore