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Ultrasound treatment of edible insects: a spectroscopic and machine learning approach
No full textL'uso di insetti commestibili come fonte alimentare alternativa è in crescita, grazie alla loro sostenibilità e al loro profilo nutrizionale bilanciato. Tuttavia, l’accettabilità dei prodotti a base di insetti e la loro caratterizzazione qualitativa pongono ancora diverse sfide. In questo studio, è stato valutato l’effetto del trattamento a ultrasuoni (US) su diverse specie di insetti commestibili, combinando analisi spettroscopiche (spettroscopia NIR e fluorescenza) con algoritmi di machine learning. Gli obiettivi principali erano: (i) sviluppare modelli matematici per discriminare le specie di insetti e le tecnologie di trattamento utilizzate, (ii) prevedere parametri chimico-fisici attraverso tecniche spettroscopiche e (iii) valutare l’impatto del trattamento US sulle proprietà degli insetti analizzati. I risultati hanno mostrato che i modelli di classificazione basati su Support Vector Classification (SVC) e Linear Discriminant Analysis (LDA) hanno ottenuto un’elevata accuratezza nella distinzione tra le specie e i trattamenti. Inoltre, i modelli di regressione (PLSR e SVR) hanno evidenziato una buona correlazione tra i dati spettroscopici e alcuni parametri chimico-fisici. L’analisi fisico-chimica ha confermato che il trattamento US può modificare significativamente la stabilità, la struttura e la composizione degli insetti, con effetti variabili in base alla specie considerata. Questo studio dimostra il potenziale dell’approccio spettroscopico e dell’intelligenza artificiale nell’analisi rapida e non distruttiva di ingredienti innovativi come gli insetti commestibili
High performance Hot-Mix Asphalt: laboratory characterization of three different polymer-modified asphalt mixtures realized including steel slags
No full textHigh-grade asphalt pavement, particularly the surface layer, should exhibit exceptional performance across multiple aspects, including compressive strength, crack resistance, skid resistance, drainage capability, and noise reduction. These properties are crucial for ensuring driving safety, comfort, and long-term durability. This study investigates three high-performance polymer-modified asphalts combined with an identical aggregate proportion to produce three distinct hot mix asphalt (HMA) mixtures, designated as PA, PB, and PV. Steel slag is incorporated as a partial replacement for natural aggregates, thereby reducing dependence on natural resources, minimizing industrial waste emissions, and enhancing environmental sustainability. And a comprehensive laboratory testing program was conducted to evaluate the performance of the three HMA mixtures, including void content analysis, indirect tensile strength (ITS) testing, indirect tensile stiffness modulus (ITSM) testing, skid resistance testing, and wheel tracking testing. The results indicate that PA exhibits excellent skid resistance and high resistance to high-temperature rutting. however, it has relatively low stiffness and poor tensile properties. PV demonstrates the highest stiffness and superior tensile properties but has limited resistance to high-temperature rutting. Among the three materials, PB has the best performance in moisture damage resistance, and its other properties are relatively balanced, with all evaluation indicators performing well
Network theory and out of equilibrium statistical mechanics: a quantum density matrix approach
Get PDFThe complex network framework has been successfully applied across various fields, from biochemistry to artificial intelligence. This dissertation studies an information-theoretic approach to complex networks based on quantum information.
We define a network entropy using the von Neumann entropy, where the density matrix is proportional to the exponential of the Laplacian matrix, scaled by a parameter β. This formulation provides a novel perspective on network dynamics, enabling the characterization of structural complexity.
Furthermore, we establish a connection between this density matrix approach and the evolution of quantum walks in the presence of thermal noise. Specifically, we show that the stationary distribution of a quantum walk on a network in contact with a thermal bath at temperature T = 1/β leads to the same formulation. The interactions with the bath are analyzed through the Lindblad master equation. The temperature T regulates the contribution of the possible routes where the information can take as it travels across the network: at lower temperatures, eigenstates with high eigenvalue are suppressed, influencing the system's relaxation dynamics. However, the quantum walk requires that the Laplacian is Hermitian. Thus, the analogy holds only for networks that satisfy the detailed balance condition.
Finally, we introduce Kullback-Leibler and Jensen-Shannon divergences based on network entropy, which define a distance between networks according to their relaxation behavior. However, these measures rely solely on the network spectrum and thus cannot distinguish between different networks with the same spectral properties.
These findings provide a deeper understanding of network complexity and open new avenues for applying quantum information tools to the study of complex systems
Definizione dei flussi logistici dei materiali in funzione dell'ottimizzazione dei trasporti e dell'impatto ESG. Un caso del settore automotive
No full textL'elaborato, sviluppato nell’ambito di un progetto realizzato in collaborazione con una società di consulenza su un'azienda cliente del settore automotive, ha l'obiettivo di definire un modello di calcolo per prevedere i flussi di contenitori in uscita dalla linea di produzione, al fine di ottimizzare i trasporti nella logistica di ritorno e ridurre emissioni e costi.
La trattazione parte da una panoramica sulla supply chain, passando poi a un focus sulle politiche di sostenibilità ESG e sulle tematiche green. Viene, poi, introdotta la teoria dei contenitori, analizzando le diverse tipologie e caratteristiche, ed esaminate le modalità di gestione dei contenitori vuoti in vari settori industriali. Successivamente, viene definito il contesto aziendale del caso studio e la situazione attuale (as-is) di partenza per il modello. Questo si articola in due parti: la prima, dall'analisi dei database di produzione, è finalizzata al calcolo dei volumi di contenitori vuoti generati giornalmente; la seconda si concentra sulla gestione dei trasporti, descrivendo la programmazione attuale (as-is) e, a partire da questa, proponendo tre soluzioni alternative (to-be 1, to-be 2 e mix).
Infine, attraverso un'analisi comparativa delle emissioni e dei costi complessivi, viene identificata l'alternativa più conveniente in termini di risparmio economico-sostenibile rispetto all'as-is (considerando un orizzonte temporale settimanale, annuale e quinquennale). Sulla base dei risultati ottenuti, si conclude con una valutazione dell’impatto ESG derivante dall’implementazione della soluzione ottimale individuata per l'azienda cliente
Applicazione del World Class Manufacturing per l’analisi delle perdite e il miglioramento dell’OEE- Caso studio Thermowatt
No full textLa tesi analizza l'ottimizzazione dell'efficienza produttiva attraverso il World Class Manufacturing (WCM), con focus sull'OEE (Overall Equipment Efficiency) nell’azienda Thermowatt. Il WCM è un approccio sistemico per migliorare le performance produttive, riducendo sprechi, migliorando la qualità e ottimizzando i costi.
Il primo capitolo tratta il WCM, analizzando l'evoluzione dei processi produttivi dal Toyota Production System alla sua introduzione. Viene fornita una panoramica sui metodi, sugli strumenti e sui pilastri WCM, distinguendo tra pilastri manageriali e tecnici.
Il secondo capitolo descrive l’azienda Thermowatt, la sua struttura, il processo produttivo e le principali sfide nell’efficienza operativa.
Il terzo capitolo analizza il caso studio dell’ottimizzazione dell'OEE sulla macchina CAMAS 2, con l’identificazione delle criticità, la raccolta dati e l'analisi del processo. Viene illustrata la situazione AS-IS e le criticità, seguita dalla situazione To-Be e dagli interventi di miglioramento.
Il quarto capitolo valuta i risultati e l'impatto economico degli interventi, misurando gli effetti sulle prestazioni produttive.
Infine, il quinto capitolo presenta le conclusioni, riassumendo i principali risultati, le implicazioni pratiche e i possibili sviluppi futuri
Abbattimento dei gas acidi in un termovalorizzatore di rifiuti: analisi e affinamento del sistema di controllo del dosaggio di reagente
No full textL’industrializzazione e il progresso tecnologico hanno determinato un aumento esponenziale della produzione di rifiuti, soprattutto nelle aree densamente popolate, rendendo imprescindibile lo sviluppo di strategie di gestione che vadano oltre lo smaltimento, includendo il recupero di materiali ed energia, il riciclo e pratiche di smaltimento sostenibili. In questo contesto, i termovalorizzatori, noti anche come impianti Waste-to-Energy (WtE), rappresentano una soluzione consolidata, poiché trattano rifiuti solidi urbani e industriali trasformandoli in energia termica ed elettrica, contribuendo alla transizione verso un modello di economia circolare.
Il presente lavoro di tesi si propone di ottimizzare il processo di abbattimento dei gas acidi (HCl, SO₂, NOₓ) prodotti dal termovalorizzatore di Ferrara, gestito da Hera, con l’obiettivo di migliorare l’efficienza operativa e la sostenibilità economica del sistema.
I dati, raccolti su un arco di 3 giorni, mostrano una maggiore variabilità dovuta alle differenti condizioni operative. In questo contesto, le variazioni dei parametri del controllore si riflettono in un andamento meno definito sia dei costi che del MAE (Errore assoluto medio), poiché la presenza di condizioni operative variabili complica l’identificazione di tendenze nette. In particolare, quando il PB o il TauI si discostano dai valori ottimali, il controllore risponde in modo meno efficace, incidendo negativamente sui costi e aumentando l'errore.
Applicando un filtro per stabilizzare la portata di HCl, il dataset risulta più omogeneo, permettendo una valutazione più chiara dell’impatto dei parametri di controllo. In questo scenario si osserva che esiste una gamma ottimale di PB e TauI in cui: i costi operativi risultano inferiori, in quanto il controllore, grazie ad una corretta taratura, interviene in maniera più precisa per correggere le deviazioni; il MAE si riduce, segnalando una migliore aderenza del sistema ai valori target
Circuito di caratterizzazione della RDS(on) di un modulo di potenza SiC integrato in inverter automotive
No full textLa sempre maggior attenzione posta sulla sicurezza in strada ha permesso al settore automobilistico di svilupparsi sempre più dal punto di vista dei sistemi di sicurezza ed ha portato oltretutto ad una rapida crescita di interesse nella prevenzione dei danneggiamenti e malfunzionamenti negli autoveicoli. L’elettronica di potenza e la microelettronica collaborano quotidianamente nello sviluppo di nuove tecnologie al fine di migliorare l’esperienza di utilizzo delle autovetture, tant’è che l’evoluzione ha portato allo sviluppo di veicoli ibridi ed elettrici. Tra i sistemi che li compongono citiamo l’inverter, il dispositivo utilizzato per alimentare e comandare i motori elettrici trifase tipici delle automobili elettriche. Il principio di funzionamento del sistema inverter si basa sui MOSFET di potenza che fungendo da interruttori permettono la conversione da corrente continua ad alternata. Il MOSFET sottoponendosi però a continui stress termici ed elettrici può col tempo degradarsi ed aumentare la sua resistenza di conduzione drain-source anche detta RDS(on). In questa tesi verrà studiata SoDA, una scheda on-board in grado di misurare la resistenza del MOSFET, informazione fondamentale per stimare il tempo di vita residuo del componente. Il lavoro svolto prevede lo sviluppo di un circuito in grado di effettuare una misura a 4 cavi della RDS(on), cioè di generare una corrente costante sul componente e di prelevare successivamente il segnale di tensione presente sulla resistenza per poter essere amplificato e dato in pasto ad un convertitore analogico-digitale. Inoltre si terrà conto delle specifiche progettuali richieste sia dal punto termico che elettrico e dei dati analitici ottenuti dalle autovetture. Lo studio seguirà un percorso lineare partendo dalla teoria, proseguendo con la ricerca, il dimensionamento e la simulazione dei circuiti e terminando con il confronto delle soluzioni e la scelta della migliore per l’ambito automotive
Model-Theoretic Stability and its application to the Szemerédi Regularity Lemma
Get PDFIn questa tesi viene affrontata una delle strategie tramite le quali è possibile eliminare le coppie eccezionali che caratterizzano il Lemma di Regolarità di Szemerédi. Le coppie eccezionali sono quelle coppie di sottoinsiemi di nodi che non seguono le proprietà di regolarità dettate dal Lemma: esse sono inevitabili se si desidera mantenere la massima generalità. Una delle possibili limitazioni è la restrizione a grafi che, per un certo naturale k, esprimono la non-k-order property per la formula xRy, dove R è la relazione binaria di connessione tramite arco. Questo permette non solo di rimuovere la necessità di coppie eccezionali, ma anche di ottenere partizioni in sottoinsiemi indiscernibili con forti proprietà di regolarità
Misure micro Doppler mediante radar a onde millimetriche
No full textIn questa tesi si discutono i principi di funzionamento di una particolare tipologia di tecnologia radar: la categoria dei radar ad onda continua modulati in frequenza (radar FMCW). In particolare, si pone l'attenzione sulla loro capacità di rilevare oggetti in movimento sfruttando l'effetto Doppler. Inoltre, vengono mostrati i risultati di una campagna di misura volta a determinare la sensibilità di un sistema radar a onde millimetriche in merito alla rilevazione di piccoli spostamenti
Misura di Hausdorff e la Formula dell'Area
Get PDFIl risultato principale di questa tesi è la Formula dell'Area che nasce con l'obiettivo di generalizzare il classico teorema di analisi di cambiamento di variabile nell'integrale di Lebesgue in R^N. Per arrivare a tale generalizzazione vengono introdotti alcuni strumenti preliminari. La prima parte della tesi è dedicata al richiamo di concetti di misura e di integrazione astratta, mentre nel secondo capitolo si passa all'introduzione della misura di Hausdorff. Dopo averla definita vengono discusse le proprietà fondamentali tra cui la regolarità e l'equivalenza tra la misura di Hausdorff N-dimensionale e la misura di Lebesgue, risultato che mostra come la misura di Hausdorff conservi le proprietà essenziali della misura di Lebesgue in R^N. La tesi si sviluppa successivamente analizzando il comportamento delle funzioni lipschitziane rispetto alla misura di Hausdorff, studiando quest'ultima rispetto ad insiemi piatti e definendo la dimensione di Hausdorff.
Nel terzo capitolo si giunge allo scopo della tesi; dopo aver definito gli insiemi p-parametrizzabili viene enunciata la Formula dell'Area la quale estende il teorema iniziale proprio a questi insiemi. Essa permette di calcolare in modo preciso la misura di Hausdorff di insieme p-piatti riducendosi alla formulazione classica nel caso p=N. Per arrivare alla dimostrazione del teorema vengono utilizzati poi diversi lemmi che ne rendono più chiara la spiegazione.
Infine per valorizzare il risultato ottenuto vengono studiati diversi esempi e applicazioni come il calcolo della misura unidimensionale associata a curve regolari semplici oppure il calcolo dell'area di superfici in R^3.
Dunque, abbiamo raggiunto l'obiettivo della tesi ovvero l'enunciazione e la dimostrazione della Formula dell'Area