Collegio del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale Verbale N. 27 del 24/10/2008 Il giorno 24 Ottobre 2008 alle ore 16:00 il Collegio del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale si è riunito nella Sala lettura del Dipartimento di Ingegneria Chimica e Materiali, per via telematica presso l'Universitè Libre de di Bruxelles, presso l'Universidad Autonoma Metropolitana Divisiòn de Ciencias Basicas e Ingenierìa Departamento de Ingenierìa de Procesos e Hidraulica- Itzapalab Mexico, presso la Luisiana State University Department of Chemical Engineering, e presso il Dpto. Ingeniería Química. Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Castilla-La Mancha, per discutere e deliberare sull’ordine del giorno previsto. Risultano presenti: R. Baratti, , R. Carta, D. Cocco, A. Lallai, , I. Marongiu, A. Montisci, G. Mura, P. Puddu. Assenti giustificati: M. T. Pilloni, F. Pilo, A. Fanni, B. Picasso, M. Grosso, A. Viola, S. Palmas, G. Tola, J. A. Calderon, M. Kinnaert, M. Rodrigo, J. Romagnoli. Assenti non giustificati: F. Ginesu, N. Locci, P. L. Priolo, D. Romano, M. Usai. Constatata la presenza del numero legale, il Coordinatore apre la seduta che prevede il seguente ordine del giorno: 1. Ratifica del verbale della seduta precedente; 2. Comunicazioni; 3. Pratiche studenti; 4. Scuola Dottorato; 5. Riconoscimento crediti; 6. Designazione commissione giudicatrice esame finale XX e XXI ciclo; 7. Ammissione all’esame finale per il conseguimento del titolo; 8. Proposta commissione di concorso XXIV ciclo; 9. Piani consuntivi delle attività A.A. 2007/2008 dei dottorandi del XXI e XXII ciclo; 10. Piani preventivi delle attività A.A. 2008/2009 dei dottorandi del XXII ciclo; 11. Presentazione attività consuntive A.A. 2007/2008 da parte dei dottorandi del XXII ciclo; 12. Ammissione al successivo anno dei dottorandi del XXII ciclo; 13. Varie ed eventuali. Il Coordinatore propone ad inizio seduta di modificare l’ordine del giorno, sostituendo il punto 4: “Scuola Dottorato” con il punto “Richieste Studenti”. Questo in quanto il Direttore della Scuola comunica che il calendario dei corsi non è ancora pronto, in quanto sarà discusso nella prossima seduta del Collegio della Scuola di Dottorato per la necessità di espletare delle richieste di dottorandi sopravvenute solo recentemente. 1. Ratifica del verbale della seduta precedente Il verbale precedente è stato ratificato all’unanimità. 2. Comunicazioni Il Coordinatore informa il Collegio che il dottorando Simone ORRU’ (XXIII ciclo) rinuncia al proseguimento del Dottorato. Il Coordinatore informa il Collegio che sta predisponendo la modifica della pagina del sito del Dottorato relativa alle tesi pubblicate al fine di meglio garantire la proprietà intellettuale 1 dei Dottori di Ricerca e di fornire indicazioni della loro attuale occupazione. La modifica verrà realizzata tramite un contratto dell’importo stimato di 300 euro. Il Coordinatore informa il Collegio che sono stati accreditati al Dottorato nuovi finanziamenti: 540 euro, come integrazione della dotazione e 129 euro derivanti da tasse e contributi. Il Coordinatore informa il Collegio che il modulo di valutazione del Dottorato e’ pronto e ne mette a disposizione una copia per eventuali osservazioni. Il Coordinatore informa il Collegio che proporrà nel prossimo Collegio l’approvazione di richiedere per tutti i dottorandi una valutazione della Tesi da parte di un Docente esperto nella materia. 3. Pratiche Studenti I dottorandi Alessandro SERPI e Silvia D’ALESIO chiedono al Collegio di essere autorizzati a redigere la tesi in lingua inglese; il Collegio, dopo ampia discussione approva ad unanimità (Allegati 3.1-3.2). Il presente punto all’ordine del giorno è approvato seduta stante. 4. Richieste Studenti L’ing. Fabio SERRA chiede di poter svolgere presso il Process and Energy Laboratory della University od Technology di Delft, in Olanda, un periodo di 6 mesi, dal 1 Dicembre 2008 al 31 Maggio 2009, una parte della propria attività di ricerca. Il Collegio, dopo ampia discussione, approva all’unanimità (Allegato 4.1). L’ing. Jesus RODRIGUEZ chiede di poter svolgere presso l’Institute of Inorganic Chemistry dell’Univerità di Erlangen-Numberg (Germania) un periodo di 3 mesi, dal 24 Gennaio 2009, una parte della propria attività di ricerca. Il Collegio, dopo ampia discussione, approva all’unanimità (Allegato 4.2). L’ing. Francesco DESOGUS chiede di poter svolgere presso Dipartimento di Modellistica per l’Ingegneria sez. Ingegneria Chimica e di Processo dell’Università della Calabria un periodo un periodo di sei mesi, dall’1 dicembre 2008 al 31 maggio 2009, una parte della propria attività di ricerca. Il Collegio, dopo ampia discussione, approva all’unanimità (Allegato 4.3). 5. Riconoscimento crediti Il Coordinatore porta all’attenzione del Collegio alcune domande di riconoscimento crediti per attività formative. Verificata la congruenza con quanto deliberato nelle precedenti sedute e la presenza di tutta la documentazione richiesta, il Collegio approva il riconoscimento dei crediti per le attività formative svolte dai dottorandi del XXI ciclo Alessandro Serpi, Gian Giuseppe Soma e Silvia D’Alesio, come di seguito riportato. Alessandro Serpi (Allegato 5.1) ATTIVITA' ORE CREDITI ESAME CREDITI ATTESTATO TOTALE III° ANNO Corso di “Controllo dei Processi in 60 Regime di Qualità” (prof. D. Salimbeni) Corso di “Energetica elettrica” (prof. A. 60 Damiano) 5,0 No 0 Sì 5,0 5,0 No 0 Sì 5,0 2 “Scuola Nazionale Dottorato in Convertitori, Macchine e Azionamenti 35,5 3,55 No Elettrici”, IX edizione, Bressanone (BZ), 04-07 Marzo 2008 Congresso internazionale, 10th International Workshop on Advanced 3,0 No Motion Control – AMC’08, Trento, 26-28 Marzo 2008 Congresso internazionale, 19th International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation 3,0 No and Motion – Speedam 08, Ischia, 11-13 Giugno 2008 Congresso internazionale, 39th Power Electronics Specialists Conference – 3,0 No PESC 08, Rhodes – Grecia, 15-19 Giugno 2008 TOTALE III° ANNO 22,55 0 Sì 3,55 0 Sì 3,0 0 Sì 3,0 0 Sì 3,0 Totale crediti nei 3 anni: 1,6+2,33+22,55 = 26,48 Gian Giuseppe Soma (Allegato 5.2) ATTIVITA' ORE CREDITI ESAME CREDITI ATTESTATO TOTALE III° ANNO Congresso internazionale, CIRED Seminar 2008: SmartGrids for 3,0 No Distribution” – Francoforte, 23-24 Giugno 2008 Corso di formazione “Dal risparmio energetico alla certificazione energetica” 8 0,64 No (Azienda Ospedaliera Brotzu, Cagliari, 20 Giugno 2008) Seminario “Impianti solari fotovoltaici: progettazione esecutiva in conto energia” 20 1,6 No (ENERGY MANAGER TEAM, Cagliari, 3-5 Aprile 2008) TOTALE III° ANNO 5,24 0 Sì 3,0 0 Sì 0,64 0 Sì 1,6 Totale crediti nei 3 anni: 9,4+13,54+5,24 = 28,18 Silvia D’Alesio (Allegato 5.3) ATTIVITA' ORE CREDITI ESAME CREDITI ATTESTATO TOTALE I° ANNO Corso di “Gasdinamica” (prof. F. Nurzia) ATTIVITA' 60 5,0 Sì 1 libretto 6,0 TOTALE I° ANNO 6,0 ORE CREDITI ESAME CREDITI ATTESTATO TOTALE II° ANNO Corso di “Modellazione di sistemi a 60 5,0 Sì fluido” (prof. F. Cambuli) TOTALE II° ANNO 6,0 3 1 libretto 6,0 ATTIVITA' ORE CREDITI ESAME CREDITI ATTESTATO TOTALE III° ANNO Corso di “Sperimentazione sulle 50 4,0 Sì macchine” (prof. N. Mandas) Congresso internazionale “Inore 2008”, 43,0 No 8 Maggio 2008, Comrie Croft, Scozia Corso Internazionale dal titolo “Supergen Marine Energy Research Consortium/Second Doctoral Training 40 4,0 No Programme Workshop”, Heriot-Watt University Orkney Campus, Scotland, UK, 24 - 27 Giugno 2008 Corso Internazionale dal titolo “Supergen Marine Energy Research Consortium/Third Doctoral Training 40 4,0 No Programme Workshop”, University of Strathclyde, Scotland, UK, 08 - 11 Settembre 2008 TOTALE III° ANNO 16,0 1 libretto 5,0 0 Sì 3,0 0 Sì 4,0 0 Sì 4,0 Totale crediti nei 3 anni: 6,0+6,0+16,0 = 28,0 6. Designazione commissione giudicatrice esame finale XX e XXI ciclo Il Collegio dopo ampia discussione propone la seguente commissione per l’esame finale del XX e XXI ciclo: Prof. Antonio VIOLA, Università di Cagliari Prof. Bernardo FORTUNATO, Politecnico di Bari Prof. Enrico PAGANO, Università di Napoli – Federico II Supplenti: Prof. Mariangela USAI, Università di Cagliari Prof. Diego IANNUZZI, Università di Napoli – Federico II Prof. Luca CRISTOFOLINI, Università di Bologna Il presente punto all’ordine del giorno è approvato seduta stante. 7. Ammissione all’esame finale per il conseguimento del titolo. Il Collegio delibera che per l’ammissione all’esame finale dei dottorandi del XX e XXI ciclo, che hanno presentato domanda, si procederà a: verificare il raggiungimento dei crediti formativi richiesti, ripartiti nelle due categorie: crediti obbligatori e a scelta così come precedentemente deliberato dal Collegio; approvare il piano consuntivo delle attività svolte durante il terzo anno; approvare la presentazione delle attività svolte nell’arco del triennio da parte dei dottorandi del XX e XXI ciclo. Tale presentazione avrà luogo il 18/12/2008; 4 stilare una relazione finale su ciascun candidato sulla base anche della presentazione orale. A tal fine, ferme restando le incombenze previste dal vigente regolamento di Ateneo, i candidati dovranno: predisporre il piano consuntivo delle attività svolte durante il terzo anno; predisporre la presentazione orale delle attività svolte nell’arco del triennio; consegnare, entro il 18/12/2008, la tesi finale di dottorato al Coordinatore, che la metterà a disposizione del Collegio dei Docenti, prima della presentazione delle attività del terzo anno da parte dei dottorandi. La mancata consegna pregiudicherà l'ammissione all'esame finale. 8. Proposta commissione di concorso XXIV ciclo Il Collegio dei Docenti dopo ampia discussione propone la seguente commissione per l’esame di ammissione al XXIV ciclo di dottorato: Prof. Renzo CARTA, DICM, Università di Cagliari Prof. Teresa PILLONI, DIMECA, Università di Cagliari Prof. Fabrizio PILO, DIEE, Università di Cagliari Supplenti Prof. Roberto BARATTI, DICM, Università di Cagliari Prof. Augusto MONTISCI, DIEE, Università di Cagliari Il Collegio dopo ampia discussione ha stabilito di riservare un posto ad uno studente straniero meritevole; qualora non dovesse essere selezionato alcun candidato, la borsa verrà riutilizzata all’interno dello stesso bando. Il presente punto all’ordine del giorno è approvato seduta stante. 9. Piani consuntivi delle attività A.A. 2007/2008 dei dottorandi del XXI e XXII ciclo Si procede all’esame dei piani consuntivi e alla verifica della rispondenza con le precedenti delibere del Collegio. Sono approvati i piani dei seguenti dottorandi: XXI ciclo: Silvia D’ALESIO, Alessandro SERPI e Gian Giuseppe SOMA (Allegati 9.1-9.3); XXII ciclo: Mariarosa BRUNDU, Mario CASCETTA, Efisio CASTI, Nicola CAU, Francesco DESOGUS, Anna MEREU, Simone PANI, Ruiz Jesus RODRIGUEZ e Fabio SERRA (Allegati 9.4-9.12). 10. Piani preventivi delle attività A.A. 2008/2009 dei dottorandi del XXII ciclo; Si dà lettura dei piani preventivi e verificata la congruenza con le delibere del Collegio vengono approvati i piani dei seguenti dottorandi del XXII ciclo: Mariarosa BRUNDU, Mario CASCETTA, Efisio CASTI, Nicola CAU, Francesco DESOGUS, Anna MEREU, Simone PANI, Ruiz Jesus RODRIGUEZ e Fabio SERRA (Allegati 10.1-10.9). 5 11. Presentazione attività consuntive A.A. 2007/2008 da parte dei dottorandi del XXII ciclo; Alle ore 17:05 si dà inizio alla presentazione delle attività di ricerca svolte dai dottorandi del XXII ciclo: Mario CASCETTA, Efisio CASTI, Francesco DESOGUS, Simone PANI, Ruiz Jesus RODRIGUEZ e Fabio SERRA. Per i dottorandi che si trovano fuori sede (Anna MEREU, Mariarosa BRUNDU, Nicola CAU), come da precedenti delibere del Collegio, viene data lettura di una relazione avente ad oggetto l’attività di ricerca svolta durante l’anno accademico; viene quindi deliberata l’ammissione all’anno accademico successivo sulla base della relazione fatta pervenire (Allegati 11.1-11.3); i dottorandi si impegnano inoltre a sostenere la presentazione davanti al Collegio alla prima seduta utile successiva al rientro dalla missione (Allegati 11.4-11.6). 12. Ammissione al successivo anno dei dottorandi del XXII ciclo Il Collegio all’unanimità approva l’ammissione alla frequenza del III° anno del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale i dottorandi: Mario CASCETTA, Efisio CASTI, Francesco DESOGUS, Simone PANI, Ruiz Jesus RODRIGUEZ, Fabio SERRA, Anna MEREU, Mariarosa BRUNDU e Nicola CAU. Il presente punto all’ordine del giorno è approvato seduta stante. 13. Varie ed eventuali Nessuna. Alle ore 19:05 la seduta è tolta. Letto, firmato e approvato Il Coordinatore Prof. Roberto BARATTI 6 ALLEGATI Allegato 3.1 Richiesta presentazione tesi in inglese Ing. Alessandro Serpi Allegato 3.2 Richiesta presentazione tesi in inglese Ing. Silvia D’Alesio Allegato 4.1 Richiesta autorizzazione periodo di ricerca in Olanda, Ing. Fabio Serra. Allegato 4.2 Richiesta autorizzazione periodo di ricerca in Germania, Ing. Jesus Ruiz Rodriguez. Allegato 4.3 Richiesta autorizzazione periodo di ricerca a Rende (CS), Ing. Francesco Desogus. Allegato 5.1 Richiesta riconoscimento crediti attività formative Ing. Alessandro Serpi Allegato 5.2 Richiesta riconoscimento crediti attività formative Ing. Gian Giuseppe Soma Allegato 5.3 Richiesta riconoscimento crediti attività formative Ing. Silvia D’Alesio Allegato 9.1 Piano consuntivo delle attività Ing. Alessandro Serpi Allegato 9.2 Piano consuntivo delle attività Ing. Gian Giuseppe Soma Allegato 9.3 Piano consuntivo delle attività Ing. Silvia D’Alesio Allegato 9.4 Piano consuntivo delle attività Ing. Mariarosa Brundu Allegato 9.5 Piano consuntivo delle attività Ing. Mario Cascetta Allegato 9.6 Piano consuntivo delle attività Ing. Efisio Casti Allegato 9.7 Piano consuntivo delle attività Ing. Nicola Cau Allegato 9.8 Piano consuntivo delle attività Ing. Francesco Desogus Allegato 9.9 Piano consuntivo delle attività Ing. Anna Mereu Allegato 9.10 Piano consuntivo delle attività Ing. Simone Pani Allegato 9.11 Piano consuntivo delle attività Ing. Jesus Rodriguez Ruiz Allegato 9.12 Piano consuntivo delle attività Ing. Fabio Serra Allegato 9.13 Piano preventivo delle attività Ing. Mariarosa Brundu Allegato 10.1 Piano preventivo delle attività Ing. Mario Cascetta Allegato 10.2 Piano preventivo delle attività Ing. Efisio Casti Allegato 10.3 Piano preventivo delle attività Ing. Nicola Cau 7 Allegato 10.4 Piano preventivo delle attività Ing. Francesco Desogus Allegato 10.5 Piano preventivo delle attività Ing. Anna Mereu Allegato 10.6 Piano preventivo delle attività Ing. Simone Pani Allegato 10.7 Piano preventivo delle attività Ing. Jesus Rodriguez Ruiz Allegato 10.8 Piano preventivo delle attività Ing. Fabio Serra Allegato 11.1 Relazione finale attività Ing. Anna Mereu Allegato 11.2 Relazione finale attività Ing. Mariarosa Brundu Allegato 11.3 Relazione finale attività Ing. Nicola Cau Allegato 11.4 Richiesta spostamento presentazione attività Ing. Anna Mereu Allegato 11.5 Richiesta spostamento presentazione attività Ing. Mariarosa Brundu Allegato 11.6 Richiesta spostamento presentazione attività Ing. Nicola Cau 8 Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Al Collegio dei Docenti Cagliari, 24 Ottobre 2008 Oggetto: richiesta presentazione tesi in lingua inglese. Il sottoscritto Alessandro Serpi, iscritto al XXI ciclo del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale, richiede con la presente di poter presentare la propria tesi di dottorato in lingua inglese. __________________________ Alessandro Serpi 1 Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Al Collegio dei Docenti Oggetto: Richiesta presentazione tesi in lingua inglese. La sottoscritta Silvia D’ALESIO, iscritta al XXI° ciclo del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale, richiede con la presente di poter presentare la propria tesi di dottorato in lingua inglese. Silvia D’ALESIO 2 Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Cagliari, 22 Ottobre 2008 Al Coordinatore del Dottorato Sede Oggetto: Richiesta di autorizzazione per il soggiorno all'estero Con la presente si chiede al Collegio del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale l'autorizzazione al soggiorno all'estero dell'Ing. Fabio Serra, residente a San Sperate, via Pixinortu 1, iscritto al III° anno del Corso del XXII° ciclo del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale. L'ing. Fabio Serra trascorrerà un periodo di sei mesi, dal 1° dicembre 2008 al 31 maggio 2009, presso il Process and Energy Laboratory della University od Technology di Delft, in Olanda, sotto la supervisione del Prof. Piero Colonna, occupandosi della valutazione delle prestazioni energetiche di sistemi di gassificazione integrati con impianti di cogenerazione e trigenerazione di piccola taglia. Il Tutor Prof. Daniele Cocco 3 Università degli Studi di Cagliari Dipartimento di Ingegneria Chimica e Materiali Piazza D’Armi-Telefono:0706755067 – Fax:0706755067 I-09123 Cagliari Italia Cagliari, 24/10/2008 Al Collegio dei Docenti SEDE Oggetto: Richiesta autorizzazione missioni del personale esterno Con la presente si chiede al Collegio del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale che l’Ing. Jesus Rodriguez Ruiz, iscritto al III° anno del Corso del XXII° ciclo del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industrial, venga autorizzato ad effettuare la seguente missione: Stage di ricerca presso l’Institute of Inorganic Chemistry, University of Erlangen-Nurnberg, sotto la supervisione del Prof. Radim Beranek. Con Osservanza ____________________ Prof. Simonetta Palmas 4 Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Cagliari, 22 Ottobre 2008 Al Coordinatore del Dottorato Sede Oggetto: Richiesta di autorizzazione per il soggiorno fuori sede Con la presente si chiede al Collegio del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale l’autorizzazione al soggiorno fuori sede dell’Ing. Francesco Desogus, residente a Quartu Sant’Elena, via E. Pais 45/A, iscritto al III anno (XXII ciclo) del Corso di Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale. L’ing. Francesco Desogus trascorrerà un periodo di sei mesi, dall’1 dicembre 2008 al 31 maggio 2009, presso il Dipartimento di Modellistica per l’Ingegneria sez. Ingegneria Chimica e di Processo dell’Università della Calabria, a Rende (CS), sotto la supervisione del Prof. Bruno De Cindio, occupandosi della della modellazione di sistemi biologici reagenti in campi irradiati con microonde. Il Tutor Prof. Renzo Carta 5 Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Cagliari, 24 Ottobre 2008 Al Collegio dei Docenti Oggetto: Riconoscimento crediti per attività formative di Alessandro Serpi Il sottoscritto Prof. Ignazio Marongiu, in qualità di tutore, richiede con la presente il riconoscimento dei crediti per le attività formative svolte dall’Ing. Alessandro Serpi iscritto al XXI ciclo del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale, come di seguito specificato: Attività formative Ore III° anno 35.5 - Partecipazione alla IX edizione della “Scuola Nazionale Dottorato in Convertitori, Macchine e Azionamenti Elettrici”, Bressanone (BZ), 04-07 Marzo 2008. Partecipazione a The 10th International Workshop on Advanced Motion Control – AMC’08, Trento – Italy, March 26-28, 2008. - Partecipazione a The 19th International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion – Speedam 08, Ischia – Italy, June 11-13, 2008. - Partecipazione a The 39th Power Electronics Specialists Conference – PESC 08, Rhodes – Greece, June 15-19, 2008. 60 Frequenza del corso Controllo dei Processi in Regime di Qualità. 60 Frequenza del corso Energetica Elettrica. Il Tutore Prof. Ignazio Marongiu Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Cagliari, 24 Ottobre 2008 Al Collegio dei Docenti Oggetto: Riconoscimento crediti per attività formative di Gian Giuseppe Soma Il sottoscritto Prof. Fabrizio Pilo, in qualità di tutore, richiede con la presente il riconoscimento dei crediti per le attività formative svolte dall’Ing. Gian Giuseppe Soma iscritto al XXI ciclo del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale, come di seguito specificato: Ore 8 20 Attività formative CONGRESSI INTERNAZIONALI E WORKSHOP Partecipazione al congresso internazionale “CIRED Seminar 2008: SmartGrids for Distribution” – Francoforte, 23-24 Giugno 2008, per la presentazione del lavoro “Digital model of a Distribution Management System for the optimal operation of active distribution systems” CORSI E SEMINARI Frequenza del corso di formazione “Dal risparmio energetico alla certificazione energetica” (Azienda Ospedaliera Brotzu, Cagliari, 20 Giugno 2008) Frequenza del seminario “Impianti solari fotovoltaici: progettazione esecutiva in conto energia” (ENERGY MANAGER TEAM, Cagliari, 3-5 Aprile 2008) Il Tutore Prof. Fabrizio Pilo Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Cagliari, 24 Ottobre 2008 Al Collegio dei Docenti Oggetto: Riconoscimento crediti per attività formative di Silvia D’Alesio Con la presente, il sottoscritto Prof. Pierpaolo Puddu, in qualità di tutore, richiede il riconoscimento dei crediti per le attività formative svolte dall’Ing. Silvia D’Alesio iscritta al XXI ciclo del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale, come di seguito specificato: Ore Attività formative CONGRESSI INTERNAZIONALI E WORKSHOP Partecipazione al Symposium Internazionale: “Inore 2008: International Network for Offshore Renewable Energy”, 4 - 8 Maggio 2008, Comrie Croft, Scotland, UK 40 40 60 60 50 Corso Internazionale dal titolo “Supergen Marine Energy Research Consortium/Second Doctoral Training Programme Workshop”, organizzato dalla Supergen Marine in collaborazione con l’Università di Edimburgo, ICIT, Heriot-Watt University Orkney Campus, Scotland, UK, 24 - 27 Giugno 2008 Corso Internazionale dal titolo “Supergen Marine Energy Research Consortium/Third Doctoral Training Programme Workshop”, organizzato dalla Supergen Marine in collaborazione con l’Università di Edimburgo, Fraser of Allender Institute, Department of Economic, University of Strathclyde, Scotland, UK, 08 - 11 Settembre 2008 Partecipazione alla Conferenza Internazionale: “ICOE 2008 - 2nd International Conference on Ocean Energy” , 15 - 17 Ottobre 2008, Brest, Francia CORSI E SEMINARI Frequenza del corso “Gasdinamica” (Università di Cagliari, secondo semestre A.A. 2005/2006) Frequenza del corso “Modellazione di sistemi a Fluido” (Università di Cagliari, secondo semestre A.A. 2006/2007) Sperimentazione sulle macchine Frequenza del corso “Sperimentazione sulle macchine” (Università di Cagliari, primo semestre A.A. 2007/2008) Il Tutore Prof. Pierpaolo Puddu Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano Consuntivo di Attività per l'a.a. 2007-2008 (III° anno) Dottorando: Alessandro Serpi Ore Attività di ricerca Parte dell’attività di ricerca svolta ha riguardato l’applicazione di algoritmi di controllo predittivi per il servomotore sincrono a riluttanza variabile; in particolare, utilizzando un modello matematico non lineare del servomotore per tenere conto dell’effetto della saturazione magnetica del rotore, si è reso necessario modificare opportunamente gli algoritmi di controllo predittivi impiegati in precedenza per il modello lineare. 300 700 Le simulazioni del controllo di coppia del sistema convertitore – servomotore effettuate nell’ambiente Simulink del software MATLAB hanno evidenziato come gli algoritmi predittivi proposti consentano di ottenere migliori prestazioni rispetto al controllo tradizionale; in particolare, la differenza di prestazioni risulta ancora più marcata rispetto al caso lineare esaminato lo scorso anno. Parte dell’attività di ricerca si è concentrata sullo sviluppo di un algoritmo di controllo predittivo per il servomotore asincrono: in particolare, è stato realizzato un controllo diretto di coppia (DTC) in modo più rigoroso rispetto al tradizionale DTC, inoltre è stata ottimizzata la gestione sia del vincolo di saturazione di tensione sia della limitazione in corrente. Le simulazioni del controllo di coppia del sistema convertitore – servomotore effettuate nell’ambiente Simulink del software MATLAB hanno evidenziato il netto miglioramento delle prestazioni ottenibili mediante l’algoritmo predittivo proposto rispetto al tradizionale DTC, soprattutto per quanto riguarda il ripple di coppia. 300 Parte dell’attività di ricerca è stata dedicata alla messa a punto di un dispositivo per la generazione di impulsi elettrici, regolabili sia in ampiezza sia in frequenza; in particolare, è stato elaborato un software di controllo in linguaggio C per la gestione del convertitore boost, utilizzato per la regolazione dell’ampiezza degli impulsi, e per la gestione dell’interfaccia utente, realizzata mediante un display LCD. Una volta caricati i programmi di controllo elaborati su due microprocessori della serie PIC-micro, dedicati al controllo rispettivamente del convertitore e del display LCD, è stato verificato, attraverso numerosi test sperimentali, il corretto funzionamento del dispositivo Ore Attività formative 35.5 Partecipazione alla IX edizione della “Scuola Nazionale Dottorato in Convertitori, Macchine e Azionamenti Elettrici”. 20 Frequenza del corso di “Sistemi di Supervisione e Controllo di Processi Industriali”. 60 Frequenza del corso “Controllo dei Processi in Regime di Qualità”. 60 Frequenza del corso “Energetica Elettrica”. 10 Studio individuale. Ore 60 Ore Attività didattica Tutoraggio nell’ambito dei corsi di Azionamenti Elettrici 1 e 2 per allievi elettrici ed elettronici e del corso di Attuatori Elettrici per allievi biomedici: collaborazione in aula durante le esercitazioni, seminari individuali su argomenti specifici, assistenza agli studenti nella preparazione degli esami di profitto. Attività scientifica 20 G. Gatto, I. Marongiu, A. Serpi, A. Perfetto, “A Predictive Optimal Torque Control of Synchronous Reluctance Motor Drive”, The 10th International Workshop on Advanced Motion Control – AMC ’08, Trento (Italy), March 26-28 2008, pp. 382-386. 20 G. Gatto, I. Marongiu, A. Serpi, A. Perfetto, "A Predictive Direct Torque Control of Induction Machines", The 19th International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion – SPEEDAM 2008, Ischia (Italy), June 11-13 2008, pp. 1103-1108. 20 G. Gatto, I. Marongiu, A. Perfetto, A. Serpi, "Optimal Torque Control of Synchronous Reluctance Motor Drive by Predictive Algorithm", The 39th IEEE Power Electronics Specialists Conference – PESC08, Rhodes (Greece), June 15-19 2008, pp. 844-850. Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Ore Piano consuntivo per l'a.a. 2007-2008 (III° anno) Dottorando: Gian Giuseppe Soma Tutore: Prof. Ing. Fabrizio Pilo Attività di ricerca Studio delle reti di distribuzione innovative: le smart grids Il settore elettrico sta attraversando un periodo di cambiamenti che porteranno ad una rete del futuro caratterizzata da vari aspetti, come un approccio verso l’utente e la ricerca di nuovi schemi di reti elettriche innovative, con obiettivi di gestione ottima ed aumento del grado di automazione per una migliore qualità del servizio. Un possibile modello per le reti elettriche del futuro è una rete analoga a quella internet, dove il potere decisionale è distribuito nella rete ed i flussi sono bi-direzionali. Una rete intelligente è richiesta per fornire energia efficiente, pulita e sicura con una continuità a basso impatto ambientale. Inoltre, l’utilizzo di fonti di energia rinnovabili, che per loro natura sono aleatoria, costringono all’utilizzo di sistemi di accumulo (batterie, volani, etc.) locali per correggere l’irregolare generazione delle fonti rinnovabili. La gestione della rete richiederà perciò un controllo digitale, un’analisi automatica dei problemi ed una capacità di gestione automatica degli interruttori con una gestione analoga a quella di una rete internet. Una smart grid è definibile come l’applicazione della tecnologia digitale alla distribuzione e consegna dell’energia ai clienti finali. Il concetto di smart grid è perciò nato per trasformare la rete elettrica mediante l’utilizzo di comunicazioni avanzate, controlli automatici ed altre forme di information technology. La gestione e la pianificazione dei sistemi di generazione, distribuzione e trasmissione, con l’utilizzo di una smart grid, presenta vari benefici: comunicazioni istantanee e migliori tempi di reazione, incremento 110 della produzione, diminuzione dei costi operativi e di manutenzione e miglioramento 0 complessivo del servizio. Lo scopo dell’attività di ricerca è stato lo studio delle smart grids come sistema innovativo di gestione per la GD. E’ stata inoltre eseguita un’approfondita ricerca bibliografica al fine di definire lo status normativo e tecnico legato all’applicazione su casi reali delle microreti di distribuzione. L’utilizzo delle microreti, allo stato attuale, nel mercato dell’energia elettrica, è possibile in base a due scenari possibili che possono verificarsi: ⇒ microrete ottenuta con rete di distribuzione privata; ⇒ microrete “virtuale” con generazione distribuita. Le modalità di utilizzo appena elencate sono state analizzate nel dettaglio, dal punto di vista tecnico ed economico, con riferimento alle scelte classiche nella realizzazione dei sistemi di distribuzione. Negli studi di evoluzione di strutture di rete con Generazione Distribuita (GD) si possono ipotizzare due tipi di analisi: determinazione della rete ottimale, noti i siti e le potenze dei gruppi GD da installare; nota la rete, determinazione dell’allocazione ottimale dei siti e delle potenze dei gruppi GD da installare (la percentuale di penetrazione totale della GD può essere o no nota). Nel secondo caso, oggetto dell’attività di ricerca del 3° anno, il risultato è una struttura di rete in cui vengono individuati il numero e la posizione ottimale ove allocare i gruppi di generazione in grado di minimizzare la funzione obiettivo di costo. La percentuale di penetrazione totale della GD è un risultato del calcolo, dato che nella funzione obiettivo dei costi si introducono il costo di acquisto dell’energia dalla rete di trasmissione ed i costi della GD (installazione ed esercizio). Lo sviluppo delle attività ha quindi previsto l’approfondimento delle soluzioni previste per le microreti di distribuzione con l’applicazione a casi reali. In particolare, sono stati realizzati diversi studi di fattibilità allo scopo di individuare i casi possibili di applicazione delle microreti; tali studi sono stati condotti al fine di ottenere, per il sito studiato, il maggior profitto economico garantendo un’adeguata qualità del servizio. La dimensione della microrete è stata ottenuta in base a studi di allocazione, secondo quanto descritto in precedenza. Per l’analisi si sono utilizzati, tra l’altro, alcuni software commerciali per lo studio delle reti elettriche (DIgSILENT) e/o software di pianificazione, opportunamente adattati, sviluppati negli ultimi anni dal Gruppo di Sistemi Elettrici. Ore Attività formative Lezioni, esercitazioni, corsi: 60 28 Corsi obbligatori per dottorandi della durata di 20 ore ciascuno Corso di Numerical Linear Algebra: Tools and Methods (Prof. Claude Brezinski), Giugno 2007; Corso di Sistemi per la supervisione ed il controllo di processi industriali (Prof. Usai), Febbraio 2008; Corso di Metodologie di analisi e ottimizzazione energetica (Proff. CoccoCau), Luglio 2008. Seminario: “Impianti solari fotovoltaici: progettazione esecutiva in conto energia”, Cagliari, 3-5 Aprile 2008 Corso di formazione: “Dal risparmio energetico alla certificazione energetica”, Cagliari, 20 Giugno 2008 Convegni e conferenze Congresso internazionale “CIRED Seminar 2008: SmartGrids for Distribution”– Francoforte, 23-24 Giugno 2008, per la presentazione del lavoro “Digital model of a Distribution Management System for the optimal operation of active distribution systems”. Scuole di Dottorato 3 Scuola di Dottorato di Sistemi Elettrici per l’Energia “Bruno Delfino”, Padova, 1 Settembre 2008 G. Celli, S. Mocci, F. Pilo, G. G. Soma, “A Multi-Objective Approach for the Optimal Distributed Generation Allocation with Environmental Constraints”, PMAPS 2008, Portorico 25-29 Maggio 2008; F. Pilo, G. Pisano, G. G. Soma, “Digital model of a Distribution Management System for the optimal operation of active distribution systems”, CIRED Seminar 2008, Francoforte 23-24 Giugno 2008; G. Celli, F. Pilo, G. Pisano, G. G. Soma, “Optimal planning of active networks”, PSCC 2008, Glasgow 14-18 Luglio 2008; G. Celli, E. Ghiani, S. Mocci, F. Pilo, G. Pisano, G. G. Soma, “From passive to active distribution networks: methods and models for planning network transition and development”, CIGRE’, Parigi, 24-29 Agosto 2008; F. Pilo, G. Pisano, G. G. Soma, “Robust Distribution State Estimation for Active Networks”, UPEC 2008, Padova, 1-4 Settembre 2008; F. Pilo, G. Pisano, G. G. Soma, “Optimal Placement of Custom Power Devices to Mitigate Voltage Dips in Distribution Networks”, ICHQP 2008, Wollongong, Australia, 28 Settembre-1 Ottobre 2008. Ore Attività scientifica Ore Attività svolte dal Dottorando 100 Supporto agli studenti impegnati nel lavoro di Tesi. 200 Studio individuale. Cagliari, 24 Ottobre 2008 Ing. Gian Giuseppe Soma Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano consuntivo delle attività dell’a.a. 2007-2008 (III° anno) Dottorando: Silvia D’Alesio Ore Attività di ricerca Simulazione numerica di fenomeni fluidodinamici nei condotti interpalari di una turbina assiale, ad aria, del tipo “Wells” L’attività effettuata in questo terzo anno ha riguardato l’utilizzazione del codice commerciale FLUENT per l’analisi del flusso nell’intorno di profili alari (isolati e in schiera) di una turbina ad aria tipo Wells. Sono state eseguite dapprima delle analisi bidimensionali, ipotizzando inizialmente il flusso stazionario. 1420 Successivamente si è studiato il comportamento bidimensionale, non stazionario della schiera attraversata da un flusso unidirezionale. Infine si è sottoposto il rotore della turbina Wells ad un flusso non stazionario rispondente alle reali condizioni di funzionamento della macchina (flusso bidirezionale). Negli ultimi sei mesi del 2008, l’attività di ricerca si è svolta all’estero, presso l’Istituto di Sistemi Energetici dell’Università di Edimburgo. Ore 40 40 Attività formative Frequenza del corso: “SuPergen Marine Energy Research Consortium/ Second Doctoral Training Programme Workshop: Getting to grips with the Marine Environment” Frequenza del corso: “SuPergen Marine Energy Research Consortium/ Third Doctoral Training Programme Workshop: Economics” Ore Attività didattica Partecipazione al Symposium Internazionale: INORE 2008 30 30 Partecipazione alla Conferenza Internazionale: ICOE 2008 Il Tutor Prof. Ing. P. Puddu Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano Consuntivo di Attività per l'a.a. 2007-2008 (II anno) Dottorando: MARIAROSA BRUNDU Ore 900 360 Ore 20 20 20 20 240 Attività di ricerca L’attività di ricerca per l’anno accademico 2007-2008 si è principalmente concentrata sul miglioramento del modello matematico del reattore di gassificazione di tipo Updraft alimentato a biomassa o carbone sviluppato durante l’anno precedente. Per quanto riguarda il metodo di calcolo, uno studio della stabilità delle equazioni e la separazione dei bilanci di materia da quelli di calore durante l’esecuzione dei calcoli hanno permesso di ridurre il tempo necessario per raggiungere la convergenza e incrementato la possibilità di raggiungere la convergenza stessa al variare delle condizioni di esercizio. Tuttavia sembra essere presente un forte condizionamento del sistema da parte dei parametri cinetici in gioco e non è ancora possibile studiare il fenomeno in un ampio intervallo di condizioni operative. Per quanto riguarda invece la descrizione dei fenomeni in gioco si è lavorato soprattutto sullo scambio di calore all’interno dell’apparecchiatura(scambio tra le due fasi) ed è stato inserito il termine di perdita di calore verso l’ambiente esterno. Si è inoltre lavorato sull’utilizzo del modello nel caso di alimentazione costituita da sola biomassa. Durante l’ultima parte dell’anno accademico l’attività si è concentrata su uno studio sperimentale presso il dipartimento di tecnologie chimiche del Royal Institute of Technology a Stoccolma. La ricerca si colloca all’interno di un progetto finalizzato ad ottenere metano a partire da biomassa secondo un processo di gassificazione e successiva depurazione del syngas. In particolare, la campagna sperimentale si è incentrata sullo studio di tre diversi tipi di ferro come catalizzatore per la rimozione del TAR da Syngas ed il conseguente incremento della concentrazione di metano. Studio individuale Attività formative Sistemi per la supervisione e il controllo di processi industriali (Usai) 25/02/200829/02/2008 Metodologie di analisi e ottimizzazione energetica(Cau-Cocco) 14/07/200818/07/2008 Advanced Process Monitoring (Josè Romagnoli) 16/06/2008-20/06/2008 Numerical Methods for inverse problems (Reichel) 30/06/2007- 4/07/2008 Studio individuale per la preparazione di esami e/o tesine dei corsi obbligatori riservati ai dottorandi Ore Attività didattica 190 Assistenza all’attività di laboratorio e alla stesura delle tesi degli allievi del prof. Mura presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica Ore Attività scientifica 40 Partecipazione al 11th Conference “ Process Integration, modelling and optimization for energy saving and pollution reduction”– Agosto 2008 40 Partecipazione alla scuola nazionale Controllo di Processo – Giugno 2008 Stoccolma, 15 ottobre 2008 Il dottorando Il tutor Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano di Attività per l'a.a. 2007-2008 (II° anno) Dottorando: Mario Cascetta Titolo tesi: Modellazione e progettazione di un impianto solare a concentrazione con accumulo dell’energia termica per produzione di energia elettrica. Ore Attività di ricerca 860 L’attività di ricerca riguarda lo studio di un impianto solare termodinamico capace di alimentare un impianto a vapore a ciclo Rankine. Nel suo complesso, l’impianto può essere suddiviso in 3 blocchi proncipali: il campo solare, un sistema di accumulo e il ciclo a vapore. Il campo solare è costituito da una serie di specchi parabolici in grado di concentrare la radiazione solare nel proprio fuoco ove è posto un tubo raccoglitore all’interno del quale passa un fluido termovettore gassoso che riscaldandosi raggiunge la temperatura di progetto. Durante il secondo anno di lavoro si è sviluppato un modello termo-fluidodinamico del collettore solare a concentrazione con il software Matlab. Esso consente di analizzare le diverse condizioni di funzionamento del collettore solare, prevedendomene le prestazioni al variare dei principali parametri di influenza: radiazione solare, pressione e temperatura e portata del fluido termovettore, nonché delle sue caratteristiche termofisiche. Fra i fluidi gassosi che possono svolgere la funzione di vettore dell'energia termica captata dal collettore sono stati considerati: l'azoto, l'elio e l'anidride carbonica. Contestualmente è iniziata la modellazione dell'accumulatore termico che dovrà assorbire il calore rilasciato dal gas da utilizzare poi o nelle ore notturne e nei periodi di scarso irraggiamento solare. Ore 20 20 20 20 20 20 20 560 Piano consuntivo Corso di scuola di dottorato: “Sistemi per la supervisione ed il controllo di processi industriali” , docente: Elio Usai. Corso scuola di dottorato “Numerical Methods for inverse problems”. Docente: S. Seatzu, G. Rodriguez, Lothar Reichel Corso scuola di dottorato “Metodologie di analisi e ottimizzazione energetica”, docenti: G. Cau, D. Cocco. Corso scuola di dottorato: “Sistemi non lineari e caos”, docenti: Barbara Cannas, Stefania Tronci Corso scuola di dottorato: “Affidabilità e sicurezza”, docente: Fabrizio Pilo Corso scuola di dottorato: “Advanced Process Monitoring” docente: Josè Romagnoli. Corso scuola di dottorato: “Elaborazione dei segnali digitali” docente: Mariangela Usai Studio individuale Cagliari, 21 Ottobre 2008 Il dottorando Mario Cascetta Il tutor Pierpaolo Puddu Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Consuntivo Attività per l'a.a. 2007-2008 (II° anno) Dottorando: Titolo tesi: combinato. Ore 850 Ore 20 20 20 20 20 50 560 Efisio Casti Modellazione dei fenomeni di instabilità nei compressori assiali di un impianto Attività di ricerca L’attività di ricerca ha riguardato l’implementazione su codice di calcolo di vari modelli matematici derivati da quello di Moore e Greitzer per la simulazione del comportamento dinamico del compressore bi-stadio presso il laboratorio di turbomacchine del DIMeCa. E' stata inoltre effettuata un'attività sperimentale sul compressore del laboratorio che ha consentito sia la determinazione dei parametri necessari al codice di calcolo, sia il confronto con i risultati ottenuti dalle simulazioni. Inoltre, alcune indagini sperimentali sul flusso a monte della palettatura hanno permesso di verificare alcune ipotesi alla base del modello matematico . Sono stati, altresì, raccolti dati riguardanti la variazione di grandezze globali sul funzionamento dei compressori del gruppo turbogas Ansaldo V94-3A, per varie situazioni di carico e durante le fasi di avviamento, in esercizio rispettivamente alla centrale di La Casella (ENEL) e in quella di Vado-Ligure (TIRRENO POWER). Attività formative Corso scuola di dottorato “Sistemi per la supervisione e il controllo dei processi industriali”, docente: E.Usai Corso scuola di dottorato “Numerical Methods for Inverse Problems”, docenti: S. Seatzu, G. Rodriguez, Lothar Reichel Corso scuola di dottorato “Sistemi non lineari e caos”, docenti: B. Cannas, S. Tronci. Corso scuola di dottorato “Elaborazione dei segnali digitali”, docente: M. Usai Corso scuola di dottorato “Metodologie di analisi e ottimizzazione energetica”, docenti: G. Cau, D. Cocco. Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Gestionale “Regolazione e Diagnostica degli Impianti Energetici”, docente:”M.Troilo”. -DIMSET- Univesità di Genova Studio individuale Cagliari, 21 Ottobre 2008 Il dottorando Il tutor _______________________ ___________________________ Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano di Attività dell'Anno Accademico 2007-2008 (II° anno) Dottorando: Nicola Cau Tutore : Prof. Bruno Picasso Ore Attività di ricerca 680 L’attività di ricerca in questo secondo anno si è concentrata prevalentemente sull'ottimizzazione acustica di un incubatrice neonatale. Nella prima parte dell'attività si sono individuate e classificate le principali fonti sonore che condizionano l'acustica di un'incubatrice. Nella seconda parte, invece, utilizzando metodi di simulazione basati sugli elementi finiti si è valutato il campo di pressione acustica all'interno della calotta generato da fonti sonore esterne o interne all'incubatrice stessa. Sono stati simulati due casi rappresentativi di queste due tipologie di rumore. Il primo caso è relativo al campo acustico generato all'interno dell'incubatrice in seguito all'urto accidentale di un oggetto sopra la superficie della calotta (a simulare ad esempio la chiusura di un oblo). Nel secondo caso, invece, si è valutato il campo di pressione sonora all'interno dell'incubatrice generato dal pianto dello stesso neonato e, attraverso un analisi modale del sistema, si sono valutati possibili fenomeni di eccitazione della cavità. Nell'ambito di una collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell'Università Cattolica di Lovanio (Belgio), si sta attualmente valutando la possibilità di realizzare, in camera semi-anecoica, un set-up sperimentale di validazione dei modelli realizzati. All'attività di ricerca è affiancata una fase di studio delle principali tecniche di soppressione attiva del suono per la minimalizzazione del rumore generato dal sistema di termo-ventilazione dell'incubatrice. Ore 20 20 20 Attività formative Corso per dottorandi “Sistemi per la Supervisione e il Controllo di Processi Industriali” tenuto presso l’Università di Cagliari dal prof. Elio Usai dal 25/02/2008 al 29/02/2008 Corso per dottorandi “Metodi iterativi per la risoluzione di sistemi lineari e non lineari” tenuto presso l’Università di Cagliari dal prof. Sebastiano Seatzu dal 30/06/2008 al 04/07/2008 Corsi ISAAC 2008 "Seminar on Advanced Techniques in Applied and Numerical Acoustics" 18-19 Settembre 2008 Leuven (Belgio) 20 700 Ore 50 40 Ore 30 Conferenza: ISMA 2008 “International Conference on Engineering” 15-17 Settembre 2008 Leuven (Belgio) Studio individuale Noise and Vibration Attività didattica Attività tutoriale per il corso di Fondamenti di Meccanica e Biomeccanica, assistenza allo sviluppo delle tesi di laurea. Segreteria organizzativa del Workshop di Bioingegneria e Medicina: “Sentire dall'utero alla culla ed oltre..” tenutosi il 27 Giugno 2008 presso la Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Cagliari Attività scientifica “Analisi ed ottimizzazione acustica di una termoculla con metodi FEM” Relazione presentata nell'ambito del Workshop di Bioingegneria e Medicina: “Sentire dall'utero alla culla ed oltre..” tenutosi il 27 Giugno 2008 presso la Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Cagliari Cagliari, 22 Ottobre 2008 Il dottorando Il tutor Nicola Cau Bruno Picasso Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano di Attività per l'a.a. 2007-2008 (II° anno) Dottorando: Francesco Desogus Ore Attività di ricerca L’argomento dell’attività di ricerca verte sullo studio dell’evoluzione di sistemi biochimici in assenza e poi in presenza di irraggiamento con microonde a bassa potenza. Si vuole studiare l’azione che le microonde esercitano su tali sistemi, in particolare per quanto riguarda gli effetti non termici, e per questo si è pensato di condurre la sperimentazione a 37°C, in quanto temperatura di crescita ottimale, operando in ambiente termostatato. A tale scopo, una volta messi a punto la struttura sperimentale e il sistema di analisi, sono state condotte numerose prove sperimentali che hanno avuto come oggetto le specie Bacillus clausii e Pseudomonas aeruginosa, volte a determinate la presenza o meno di tale tipologia di effetti su tali specie di microorganismi. 1284 Ore Attività formative Frequenza del corso di “Advanced Process Monitoring”. Frequenza del corso di “Metodi Iterativi per la Risoluzione di Sistemi Lineari e non 20 Lineari”. 20 Frequenza del corso di “Metodologie di Analisi e Ottimizzazione Energetica”. 50 Frequenza del corso di “Campi Elettromagnetici 2”. Frequenza della Scuola Nazionale GR.I.C.U. di Dottorato di Ricerca 2008 su 26 “Fenomeni di Trasporto – Intensificazione di Processo”. Ore Attività didattica Tutoraggio nell’ambito del corso di “Reattori chimici I”: svolgimento di 30 esercitazioni in aula, seminari individuali su argomenti specifici, assistenza agli studenti nella preparazione dell’esame di profitto. Tutoraggio nell’ambito del corso di “Reattori chimici non ideali”: svolgimento di 30 esercitazioni in aula, seminari individuali su argomenti specifici, assistenza agli studenti nella preparazione dell’esame di profitto. 20 Ore 20 30 30 Attività scientifica Partecipazione al congresso internazionale “MISA 2008 – 1° Incontro Bilaterale su Microonde nell’Ingegneria e nelle Scienze Applicate”; Salerno, 21-23 maggio 2008. Partecipazione al congresso internazionale “IBIC 2008 – Industrial Biotechnology International Conference”; Napoli, 8-11 giugno 2008. Partecipazione al congresso nazionale “Convegno GR.I.C.U. 2008”; Le Castella (KR), 14-17 settembre 2008. Cagliari, 20 ottobre 2008 Il dottorando Il tutor _______________________ ___________________________ Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it Piano Consuntivo per l'a.a. 2007-2008 (II° anno) Dottorando: Anna Mereu Ore Attività di ricerca 1148 L’attività di ricerca è orientata verso i seguenti settori. L’ottimizzazione dei flussi di traffico sulle reti di telecomunicazioni multiservizio; in particolar modo lo studio si focalizza sullo sviluppo di modelli in grado di garantire la survivability della rete. Sviluppo di algoritmi per l’ottimizzazione del traffico di rete basati sul paradigma di programmazione parallela dell’architettura Grid Computing. Ore 72 100 20 20 20 20 Ore 20 20 Attività formative Frequenza del Corso Nazionale “Primo Corso di formazione INFN su aspetti pratici dell'integrazione di applicazioni in GRID “, 12-23 Novembre 2007, Martina Franca (TA), Italy Frequenza della Scuola Internazionale “International Winter School Grid Computing , IWSGC '08 “ 6 Febbraio-12 Marzo 2008 Frequenza del corso di “Advanced Process Monitoring ” Frequenza del corso di “Metodi iterativi per la risoluzione di sistemi lineari e non lineari ”. Frequenza del corso di “Sistemi per la supervisione e il controllo di processi industriali ”. Frequenza del corso di “Sistemi non lineari e Caos ” Attività scientifica Partecipazione alla conferenza scientifica internazionale IEEE CEFC '08 Partecipazione alla conferenza scientifica nazionale Italian e-Science 2008 Pubblicazioni Sara Carcangiu, Alessandra Fanni, Anna Mereu, Augusto Montisci, Grid Computing for the Design Optimization of Electromagnetic Devices , Proc. of the 13th Biennal Conference on Electromagnetic Field Computation (CEFC 2008), 11 - 15 May 2008, Athens, Greece. Sara Carcangiu, Alessandra Fanni, Anna Mereu, Grid Computing for Optimal Internet Traffic Engineering based on OSPF/IS-IS Protocols, Conferenza Nazionale Italian e-Science 2008 (IES08),27 - 29 May, Naples, Italy. Ore 60 Attività didattica Tutoraggio nell’ambito del corso di “Elettrotecnica 1 e 2” per allievi elettrici ed elettronici: collaborazioni in aula durante le esercitazioni, seminari individuali su argomenti specifici, assistenza agli studenti nella preparazione degli esami di profitto. Cagliari, 16 Ottobre 2008 Il dottorando Il tutor Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano consuntivo a.a. 2007-2008 (II anno) Dottorando: Simone Pani Tutore: Prof. Ing. Fabrizio Pilo Ore Attività di ricerca svolta Parte fondamentale dell’attività di ricerca svolta è stata la simulazione e l’implementazione di quei modelli che permettono lo studio dei transitori nel sistema elettrico quando questo è soggetto a fulminazione naturale. Per questo motivo uno degli obiettivi di questi anni è stato quello di acquisire tutte quelle conoscenze e competenze specifiche che oggi mi permettono di utilizzare software specifici che consentono lo studio e l’analisi dei transitori elettromagnetici nei sistemi elettrici di potenza. Nell’attività di ricerca sono stati studiati gli effetti dovuti alla fulminazione diretta e indiretta sulle strutture, implementati modelli per la simulazione del fulmine, analizzati i transitori elettrici nel sistema elettrico formato da generatori, trasformatori, linee e impianti di terra. Per lo studio e la rappresentazione dei modelli è stato utilizzato EMTP-RV (ElectroMagnetic Transients Program) che è uno dei software maggiormente utilizzati nello 100 studio dei transitori elettromagnetici. Questi modelli consentono di analizzare il comportamento transitorio del singolo componente ma anche quelle che sono le relazioni e 0 le reciproche influenze dovute alla presenza di altri elementi che costituiscono il complesso sistema elettrico. In particolare ci si è occupati di analizzare e studiare il comportamento degli impianti di terra quando questi sono attraversati dalla corrente di fulmine considerando gli effetti che l'intensità e la forma d'onda della corrente producono in termini di prestazioni dinamiche degli impianti di terra. E’ stato simulato il comportamento non lineare degli impianti di terra al verificarsi delle condizione di ionizzazione del terreno dovuto alle alte correnti di fulmine e il comportamento induttivo dipendente dall’ampio spettro di frequenze presente nella corrente. In ultima analisi questi modelli permettono anche di individuare quelle particolari situazioni che potrebbero comportare un potenziale pericolo per le persone o cose. Ore 50 Attività formative svolte Lezioni, esercitazioni: Corso di “pile a combustibile” (Prof.ssa Simonetta Palmas) anno accademico 2007/2008 Corso “La sicurezza elettrica del paziente in ospedale” (Prof. Fabrizio Pilo), 2008 Corsi obbligatori: 100 Affidabilità e sicurezza (Prof. Fabrizio Pilo), 2008; Elaborazione dei segnali digitali (Prof.ssa Mariangela Usai) 2008; Metodologie di analisi e ottimizzazione energetica (Prof. Giorgio Cau, Prof. Daniele Cocco) 2008 Sistemi per la supervisione e il controllo di processi industriali 2008 Numerical linear algebra: tool and methods (Prof. C. Brezinski) 4 Convegni, conferenze, seminari: Scuola di dottorato tutorial in “Philosophies and technologies for future distribution networks” Padova, 1 settembre 2008 8 Corso di formazione “Dal risparmio energetico alla certificazione energetica” Cagliari, 20/06/2008 Ore Attività svolte 150 Supporto agli studenti impegnati nel lavoro di Tesi. 300 Studio individuale. Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano consuntivo di Attività per l'a.a. 2007-2008 (II° anno) Dottorando: Jesus Rodriguez Ruiz Ore Attività di ricerca Durante il secondo anno l’attività di ricerca è stata orientata allo studio di materiali semiconduttori e allo sviluppo di adatte tecniche per la fabbricazione di fotoanodi. Lo scopo era quello di usare questi elettrodi per realizzare la fotoelettrolisi dell’acqua utilizzando una radiazione luminosa di lunghezze d’onda nello spettro UV-Visibile. Ad una prima fase di ricerca bibliografica, è seguita una fase esperimentale di preparazione e caratterizzazione di questi elettrodi, nonché la selezione delle condizione più adeguate al loro utilizzo. L’attenzione è stata focalizzata su materiali nanostrutturati a base di TiO2. I risultati ottenuti sono stati oggetto di comunicazioni scientifiche presentate a congressi nazionali e internazionale, così come pubblicati per alcuni giornali scientifici: S. PALMAS, A.M. POLCARO, F. FERRARA, J. RODRIGUEZ RUIZ, F. DELOGU, C. BONATTOMINELLA, G. MULAS “Electrochemical performances of mechanically treated SnO2 powders for OER in acid solution” J. Appl. Electrochem. (2008) 38: 907-913 1350 S. PALMAS, J. RODRIGUEZ RUIZ, F. DELOGU, A.M. POLCARO, M. MASCIA, A. VACCA. “Electrophotocatalytic activity of mechanically activated anatase for environmental applications”. Catalysis Today, Submitted. J.RODRIGUEZ RUIZ, M. PANIZZA, M.A. RODRIGO, G. CERISOLA. “Electrochemical Oxidation of Acid Yellow 1 using Diamond Anode.” Journal of Applied Electrochemistry, Submitted E.ARCA, G.MULAS, F.DELOGU, J.RODRIGUEZ RUIZ, S.PALMAS “The influence of mechanical processing on the photoelectrochemical behaviour of TiO2”, In press S. PALMAS, J. RODRIGUEZ RUIZ, F. DELOGU, A.M. POLCARO, M. MASCIA, A. VACCA “Modeling of Oxygen evolution at Teflon bonded Ti/Co3O4 electrodes. International Journal of Hydrogen Energy, Acepted for publication J. RODRIGUEZ RUIZ, M.A. RODRIGO, M.PANIZZA, G. CERISOLA “Ossidazione elettrochimica di giallo naftolo su anodi di diamante”. Congresso GEI-ERA 2008, Genova, Luglio 2008 A.M. POLCARO, A. VACCA, S. PALMAS, M. MASCIA, F. FERRARA, J. RODRIGUEZ RUIZ. “The fate of chloride during electrochemical treatment of waters with BDD anodes” Congresso GEI-ERA 2008, Genova, Luglio 2008 M. MASCIA, A.M. POLCARO, A. VACCA, S. PALMAS, F. FERRARA, J. RODRIGUEZ RUIZ. “Risanamento elettrocinetico di suoli contaminati da piombo e cadmio” Congresso GEI-ERA 2008, Genova, Luglio 2008 S. PALMAS, J. RODRIGUEZ RUIZ, F. DELOGU, A.M. POLCARO, M. MASCIA, A. VACCA, F. FERRARA. “TiO2 nanostructured powders for electrophotocatalytic applications” Congresso CHISA 2008, Praga Repubblica Ceca, Agosto2008 S. PALMAS, J. RODRIGUEZ RUIZ, F. DELOGU, A.M. POLCARO, M. MASCIA, A. VACCA, F. FERRARA “Mathematical model of electrochemical disinfection of water at boron doped diamond anodes” Congresso CHISA 2008, Praga Repubblica Ceca, Agosto2008. P. CANIZARES, C.SAEZ, M.A.RODRIGO, A.M. POLCARO, A. VACCA, S. PALMAS, F. FERRARA, J. RODRIGUEZ RUIZ “Electrochemical synthesis of disinfection reagents using BDD electrodes” Congresso CHISA 2008, Praga Repubblica Ceca, Agosto2008 S. PALMAS, J. RODRIGUEZ RUIZ, F. DELOGU, A.M. POLCARO, M. MASCIA, A. VACCA. “Modified TiO2 films for visible light for photoelectrocatalysis for enviromental applications” SPEA5, Ottobre 2008, Palermo Ore Attività formative Frequenza del corso di “Metodi iterativi per la risoluzione di sistemi lineari e non lineari” (30 Giugno-4 Luglio 2008) Frequenza del corso di “Pile combustibile”. (Marzo 2008) 20 30 Ore 10 Tutoraggio nell’ambito del corso di “Chimica”: collaborazioni in aula durante le esercitazioni, seminari individuali su argomenti specifici, assistenza agli studenti nella preparazione degli esami di profitto. 40 Ore 20 20 30 30 Attività didattica Collaborazione nell’ambito del corso di “Chimica Industriale” durante le esercitazioni, assistenza agli studenti nella preparazione degli esami di profitto. Attività scientifica Partecipazione al congresso GEI 2008, Giornate dell’Elettrochimica Italiana (15-18, Genova, Luglio 2008) Partecipazione al congresso ERA 2008, Elettrochimica per il Recupero Ambientale (18-20, Genova, Luglio 2008) Partecipazione al CHISA 2008, 18th International Congress of Chemical and Process Engineering. (18-20, Praga Repubblica Ceca, Agosto 2007) Partecipazione al congresso SPEA5, 5th European Meeting on Solar Chemistry and Photocatalysis: Enviromental Applications (18-20, Palermo, Ottobre 2007) Cagliari, 20 Ottobre 2008 Il dottorando Il tutor _______________________ ___________________________ Università degli Studi di Cagliari Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale - XXII ciclo Consuntivo delle Attività svolte nell'a.a. 2007-2008 (II anno) Dottorando: Fabio Serra Ore 960 Attività di ricerca L’attività di ricerca del secondo anno è iniziata con lo studio teorico di sistemi energetici integrati basati su impianti di gassificazione di medio-piccola taglia, alimentati con carbone, nei quali il syngas prodotto viene utilizzato per la copertura dei fabbisogni energetici di piccoli distretti territoriali in cui le utenze possono presentare caratteristiche molto varie, con differenze anche molto marcate nei profili dei carichi elettrici, termici e frigoriferi. L’analisi bibliografica è stata essenzialmente volta alla caratterizzazione dello stato dell’arte degli impianti per la generazione distribuita di energia, quali in particolare microturbine a gas, motori alternativi a combustione interna e celle a combustibile, ed è stata estesa alla caratterizzazione dello stato dell’arte delle prestazioni dei sistemi di cogenerazione e di trigenerazione. Questo lavoro è documentato nel report interno “Stato dell’arte nel settore delle tecnologie di conversione energetica potenzialmente in grado di utilizzare syngas da carbone e da altri combustibili per la generazione distribuita di energia e inserite in sistemi di cogenerazione e trigenerazione”. Contemporaneamente è stata svolta l’attività di modellazione utilizzando e ottimizzando la modellistica a disposizione del DIMECA, sviluppata nel corso di precedenti attività di ricerca nel settore dei sistemi energetici integrati. In particolare l’attenzione è stata focalizzata verso l’integrazione dei sistemi di gassificazione con le celle a combustibile ad alta temperatura, quali le MCFC, per le quali era stato realizzato un apposito modello di simulazione durante il primo anno di attività. Peraltro, questa attività è documentata dalla memoria: “FIXEDBED COAL GASIFIERS INTEGRATED WITH MCFC-GT HYBRID SYSTEMS FOR DISTRIBUTED POWER AND HEAT GENERATION”, presentata al Congresso ASME Turbo Expo 2008. Sul modello del gassificatore è stato inoltre svolto uno studio per individuare delle condizioni robuste di funzionamento, cioè stabilire un set di parametri in grado di fornire alte prestazioni indipendentemente della variabilità della composizione del carbone. Il lavoro ha richiesto l’applicazione della Design of Experiments, metodologia consolidata della statistica industriale per la gestione razionale della ricerca sperimentale che permette di ottenere il massimo numero di informazioni con il minimo numero di prove. Questa attività è documentata nella memoria presentata al 63° Congresso Nazionale ATI: “CARATTERIZZAZIONE DI UN GASSIFICATORE A LETTO FISSO MEDIANTE LA METODOLOGIA DELLA PIANIFICAZIONE DEGLI ESPERIMENTI”. Ore Attività formative Corso “Pile a Combustibile” (Corso di Laurea in Ingegneria Chimica) tenuto presso 30 l’Università di Cagliari dall’ Ing. Simonetta Palmas durante il primo semestre dell’anno accademico 2007/2008. Corso “Chimica Industriale” (Corso di Laurea in Ingegneria Chimica) tenuto presso 50 l’Università di Cagliari dall’ Ing. Simonetta Palmas durante il secondo semestre dell’anno accademico 2007/2008. Corso per dottorandi “Numerical Methods for Inverse Problems” tenuto presso 20 l’Università di Cagliari dal Prof. Lothar Reichel (Kent State University, U.S.A) dal 30 giugno all’8 luglio 2008. Corso per dottorandi “Metodologie di analisi e ottimizzazione energetica” tenuto 20 presso L’Università di Cagliari dai Proff. Giorgio Cau e Daniele Cocco dal 14/07/2008 al 18/07/2008. 350 Studio individuale Ore 50 Attività didattica Tutoraggio nell’ambito del corso di “Sistemi Energetici” (terzo anno del Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica), assistenza agli studenti nella preparazione degli esami di profitto. Ore Attività scientifica 20 Convegno Internazionale WHTC 2007, Montecatini Terme, 5-7 Novembre 2007. 36 Congresso Internazionale ASME TURBO EXPO 2008, Berlino, 9-13 Giugno 2008. 28 63° Congresso Nazionale ATI 2008, Palermo, 23-26 Settembre 2008. Il dottorando Fabio Serra Il tutor Prof. Daniele Cocco Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano preventivo di Attività per l'a.a. 2008-2009 (III anno) Dottorando: MARIAROSA BRUNDU Ore 1000 420 Ore 20 180 Attività di ricerca L’attività di ricerca per l’anno accademico 2008-2009 prevede ulteriori migliorie al modello matematico del gassificatore di tipo up-draft alimentato a carbone, aria e vapore costruito durante gli anni precedenti al fine di incrementare l’intervallo di convergenza del modello al variare delle condizioni operative. La ricerca verterà inoltre sullo studio della gassificazione di una particella di Char con lo sviluppo di un modello matematico di questo sistema. Il periodo che va dal mese di novembre 2008 a marzo 2009 verrà trascorso presso il dipartimento di tecnologie chimiche del Royal Institute of Tecnology di Stoccolma. Durante questo periodo l’attività di ricerca sarà di tipo sperimentale e verterà sullo studio di un reattore di gassificazione di biomassa a letto fluido e la conseguente depurazione del syngas. La ricerca si colloca all’interno di un progetto finalizzato ad ottenere metano a partire da biomassa secondo un processo di gassificazione e successiva depurazione del syngas. Una prima campagna sperimentale già iniziata durante l’anno accademico precedente porterà alla scelta tra tre diversi tipi di ferro nel loro utilizzo come catalizzatore per la rimozione del TAR da Syngas con produzione di metano. Successivamente si studierà il processo in modo da individuare le condizioni operative ottime al fine di ottenere la massima produzione di metano possibile. Studio individuale Attività formative Ottimizzazione non lineare Studio individuale per la preparazione di esami e/o tesine dei corsi obbligatori riservati ai dottorandi Ore Attività didattica 150 Assistenza all’attività di laboratorio e alla stesura delle tesi degli allievi del prof. Mura presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica Ore Attività scientifica th 40 Partecipazione al 4 International Conference on Clean Coal Technologies for our Future Maggio 2009 40 Partecipazione alla scuola nazionale AMO 2009 Cagliari, 15 ottobre 2007 Il dottorando Il tutor _______________________ ___________________________ Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano di Attività per l'a.a. 2008-2009 (III° anno) Dottorando: Mario Cascetta Titolo tesi: Modellazione, progettazione di un impianto solare a concentrazione con accumulo dell’energia termica per produzione di energia elettrica. Ore Attività di ricerca 950 L’attività di ricerca prevista per il secondo anno intende definire il gas termovettore da utilizzare nell’impianto in funzione delle analisi tecniche effettuate e di un'analisi economica. Saranno pertanto definite le caratteristiche del circuito ed i relativi costi di impianto e di funzionamento. La scelta sarà sostanzialmente ristretta ai 3 gas: l’elio, l’anidride carbonica e l’azoto. Inoltre si dovrà scegliere definitivamente e testare il materiale ceramico da adoperare negli accumulatori termici che dovranno essere caratterizzati da elevata capacità termica (possibilmente superiore ai 1000 J/kgK), buona conducibilità e buone caratteristiche termo-meccaniche dal momento che dovrà resistere anche ad elevate pressioni e temperature. Si dovrà naturalmente eseguire anche un’analisi dei costi del materiale scelto trattandosi di materiali ceramici piuttosto costosi che potrebbero incidere sul costo complessivo dell’impianto. Infine si effettuerà una modellazione dell'impianto (utilizzando un appropriato software commerciale) per valutare l’andamento della temperatura nei diversi componenti ed in particolare all’interno dei serbatoi . Infine si modellerà l’impianto complessivo per fornire le indicazioni sulle perdite di carico totali, le potenze assorbite ed il rendimento complessivo dell’impianto solare. Ore 20 20 570 Piano preventivo Corso scuola di dottorato “Ottimizzazione non lineare”, docente: P. Zuddas. Corso scuola di dottorato “Ottimizzazione su reti”, docente: P. Zuddas. Studio individuale Cagliari, 21 Ottobre 2008 Il dottorando Mario Cascetta Il tutor Pierpaolo Puddu Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano Attività per l'a.a. 2008-2009 (III° anno) Dottorando: Titolo tesi: combinato. Ore 900 Ore 20 20 620 Efisio Casti Modellazione dei fenomeni di instabilità nei compressori assiali di un impianto Attività di ricerca L’attività di ricerca riguarderà l’implementazione del codice di calcolo precedentemente analizzati e/o lo sviluppo di nuovi codici per la simulazione del comportamento del compressore da laboratorio. Si prevede di adottare una nuova configurazione del compressore da laboratorio che permetterà analisi più efficaci del flusso in corrispondenza delle sezioni di maggiore interesse per l’attività in corso. Sarà indispensabile la raccolta di dati relativi al comportamento dinamico stabile ed in transitorio di compressori di gruppi turbogas in esercizio presso impianti combinati reali per la realizzazione di un software che sia in grado di prevedere il comportamento non stabile delle macchine e di simularne il controllo per le varie esigenze di carico in modo da migliorarne l’efficienza complessive dell’impianto e al contempo di mantenere un alto livello di affidabilità. Attività formative Corso scuola di dottorato “Ottimizzazione non lineare”, docente: P. Zuddas. Corso scuola di dottorato “Ottimizzazione su reti”, docente: P. Zuddas. Studio individuale Cagliari, 21 Ottobre 2008 Il dottorando Il tutor _______________________ ___________________________ Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano di Attività per l'Anno Accademico 2008-2009 (III° anno) Dottorando: Nicola Cau Tutore : Prof. Bruno Picasso Ore Attività di ricerca 430 L’attività dell'ultimo anno sarà orientata nella realizzazione di un set-up sperimentale per la soppressione attiva del suono con lo scopo di minimizzare il rumore generato dal sistema di termo-ventilazione dell'incubatrice neonatale. 900 Ore 20 20 20 20 50 Ore 50 Ore 50 Studio individuale e scrittura della tesi Attività formative Frequenza del corso di “Ottimizzazione non lineare” Frequenza del corso di “Brevetti” Frequenza del corso di “Affidabilità e sicurezza”. Corsi per l’approfondimento della lingua inglese o altra lingua straniera. Attività didattica Attività tutoriale per il corso di Fondamenti di Meccanica e Biomeccanica, assistenza allo sviluppo delle tesi di laurea. Attività scientifica Partecipazione a conferenze scientifiche e seminari Cagliari, 22 Ottobre 2008 Il dottorando Nicola Cau Il tutor Bruno Picasso Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano di Attività per l'a.a. 2008-2009 (III° anno) Dottorando: Francesco Desogus Ore 1340 Attività di ricerca L’argomento dell’attività di ricerca verte sullo studio dell’evoluzione di sistemi biochimici in assenza e poi in presenza di irraggiamento con microonde a bassa potenza. Si vuole completare lo studio volto alla determinazione dell’azione che le microonde esercitano su sistemi isotermi, in modo da individuare e quantificare gli effetti non termici, e per questo si continuerà a condurre la sperimentazione a 37°C, in quanto temperatura di crescita ottimale, operando in ambiente termostatato. Le indagini continueranno con le specie Staphylococcus aureus e Listeria Monocytogenes, che rivestono notevole interesse nel campo della sicurezza alimentare e sanitaria. Ore Attività formative 20 Frequenza del corso di “Ottimizzazione non lineare”. 20 Frequenza del corso di “Ottimizzazione su reti”. Ore Attività didattica Tutoraggio nell’ambito del corso di “Reattori chimici I”: svolgimento di 30 esercitazioni in aula, seminari individuali su argomenti specifici, assistenza agli studenti nella preparazione dell’esame di profitto. Tutoraggio nell’ambito del corso di “Reattori chimici non ideali”: svolgimento di 30 esercitazioni in aula, seminari individuali su argomenti specifici, assistenza agli studenti nella preparazione dell’esame di profitto. Ore Attività scientifica 120 Partecipazione a conferenze scientifiche e seminari. Cagliari, 20 ottobre 2008 Il dottorando Il tutor _______________________ ___________________________ Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it Piano di Attività per l'a.a. 2008-2009 (III° anno) Dottorando: Anna Mereu Ore Attività di ricerca 1220 L’attività di ricerca è orientata verso i seguenti settori. L’ottimizzazione dei flussi di traffico sulle reti di telecomunicazioni multiservizio; in particolar modo lo studio si focalizza sullo sviluppo di un modello in grado di garantire la survivability della rete da implementare secondo la formulazione arcpath e da risolvere col metodo della column generation. Studio del path splicing, una nuova primitiva di routing che consente la creazione di percorsi all'interno della rete costruiti come combinazione di molteplici alberi di routing (slices) verso una singola destinazione. Studio di una tecnica per la stima delle matrici di traffico che si basa sulla minimizzazione della distanza fra la matrice di traffico incognita e una di riferimento e mira a minimizzare il numero di richieste di traffico che differiscono da quella di riferimento per una quantità superiore ad una certa soglia. Ore 20 40 40 40 Attività formative Frequenza del corso di “Ottimizzazione su reti ” Partecipazione alla Scuola Nazionale di Elettrotecnica “Ferdinando Gasparini” (Ottobre, Napoli). Partecipazione alla “Winter school on Network Optimization” Partecipazione a Seminari Ore 40 40 Attività scientifica Partecipazione a conferenze scientifiche internazionali Partecipazione a conferenze scientifiche nazionali Ore Attività didattica Tutoraggio nell’ambito del corso di “Elettrotecnica 1 e 2” per allievi elettrici ed elettronici: collaborazioni in aula durante le esercitazioni, seminari individuali su argomenti specifici, assistenza agli studenti nella preparazione degli esami di profitto. 60 Cagliari, 16 Ottobre 2008 Il dottorando Il tutor ___________________________ Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano di Attività proposta per l'a.a. 2008-2009 (III anno) Dottorando: Simone Pani Tutore: Prof. Ing. Fabrizio Pilo Ore Attività di ricerca Protezione dei sistemi elettrici dalle fulminazioni L’attività di ricerca ha come scopo quello di studiare gli effetti della fulminazione sui sistemi elettrici. La sovratensione derivante dalla fulminazione diretta o indiretta della struttura produce un’amplificazione della tensione d‘esercizio in un impianto; tali sovratensioni possono causare danni agli impianti e, conseguentemente, pregiudicarne il corretto funzionamento e la necessaria sicurezza. Tutti i sistemi elettrici hanno parti in tensione che vengono isolate con materiali sempre più resistenti alle sovratensioni, ma naturalmente non è possibile immaginare che questi possano resistere a tutte la sollecitazioni, infatti ogni sistema viene garantito con un certo grado di isolamento che dipenderà dalle tensioni di funzionamento, dal grado di sicurezza che si vuole raggiungere. Sovratensioni molto superiori a quella massima consentita dall’apparecchio possono provocare danni. Le sovratensioni in un impianto elettrico sono generalmente provocate da due diverse cause. Una va ricercata direttamente nell’impianto, infatti, nello stesso si possono verificare fatti o fenomeni inerenti all’esercizio dell’impianto o configurazioni elettriche tali da 100 facilitare fenomeni di sovratensione. L’altra causa di sovratensione, quella di 0 interesse in questa ricerca, è invece di origine esterna ed è dovuta all’elettricità atmosferica ed alle fulminazioni dirette o indirette. Le sovratensioni prodotte dai fulmini dipendono esclusivamente dalla quantità di corrente che questo riesce ad iniettare sull’impianto e dall’impedenza che la stessa incontra nell’attraversarlo. Le sovratensioni dovute a fulminazione, potendo raggiungere valori pari a molte migliaia di kV, sono particolarmente pericolose per gli impianti di media tensione, in quanto progettati per resistere al massimo a sovratensioni di 100kV. Nella ricerca saranno studiati gli effetti dovuti alla fulminazione diretta e indiretta sulle strutture, verranno implementati modelli per la simulazione del fulmine e per la studio dei transitori elettrici nel sistema elettrico formato da generatori, trasformatori, linee ecc. Per la studio e la rappresentazione dei modelli verranno utilizzati diversi software come, ad esempio, EMTP (ElectroMagnetic Transients Program) che è uno dei programmi maggiormente utilizzati nello studio dei transitori elettromagnetici nei Sistemi Elettrici di Potenza. In modo particolare la ricerca si concentrerà sullo sviluppo di modelli a parametri concentrati per la progettazione dei sistemi di protezione LPS e degli impianti di terra soggetti a fulminazione. Ore Attività formative Lezioni, esercitazioni: Seminari organizzati nell’ambito del Gruppo Impianti con temi di riferimento 10 inerenti agli argomenti della ricerca; Corsi : Controllo di Impianti Termici (Prof. Domenico Salimbeni) Campi Elettromagnetici 1(Prof. Giorgio Mentisci) 110 Trasmissione del calore in regime transitorio e cambio di fase (Prof. Francesco Floris) 60 25 Corsi obbligatori per dottorandi della durata di 20 ore ciascuno: Ottimizzazione non lineare (Prof .Paola Zuddas); Ottimizzazione su reti (Prof .Paola Zuddas); Corso di Brevetti ( Prof. S.Ennas, S.Marcis)); Convegni, conferenze, seminari Conferenze organizzate dal CSIE e dall’AEIT. Ore Attività svolte dal Dottorando 100 Supporto agli studenti impegnati nel lavoro di Tesi. 200 Studio individuale. Ore Attività scientifica 100 Preparazione di articoli scientifici legati all’attività di studio condotta; Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Piano di Attività per l'a.a. 2008-2009 (III° anno) Dottorando: Jesús Rodríguez Ruiz Ore Attività di ricerca L’attività di ricerca sará orientata allo studio dei sistemi fotoelettrochimici, partendo dei risultati ottenuti precedentemente. Particolare attenzione sarà posta all’ottimizzazione della struttura del materiale per aumentare la sua capacita fotocatalitica, cercando di ampliare lo spettro di assorbimento del fotoanodo nel campo del visibile. A tale fine, saranno utilizzati metodi opportuni di preparazione degli elettrodi, completando lo studio precedente nel qualle venivano preparati attraverso casting dopo un adatto trattamento meccanochimico. Fra questi metodi aggiuntivi, si cercherà di sviluppare e studiare la generazione elettrochimica di nanotubi mediante una anodizazione sullo stesso supporto di titanio. In questo modo si prevede di ottenere elettrodi di elevata stabilità, con bassa resistenza elettrica ed alta efficienza. L’efficacia del materiale ottenuto sarà testata per reazioni di sintesi o di degradazione fotocatalitica di inquinanti . L’attività di ricerca sarà parzialmente condotta presso l’Institute of Inorganic Chemistry, University of ErlangenNurnberg. 1320 Ore 20 20 50 Attività formative Frequenza del corso di “Ottimizzazione non lineare” Frequenza del corso di “Advanced Wastewater Treatment” Corsi per l’approfondimento della lingua inglese. Ore Attività didattica Tutoraggio nell’ambito del corso di “Chimica Industriale”: collaborazioni in aula 50 durante le esercitazioni, seminari individuali su argomenti specifici, assistenza agli studenti nella preparazione degli esami di profitto. Ore 50 Attività scientifica Partecipazione a conferenze scientifiche e seminari Cagliari, 20 Ottobre 2008 Il dottorando Il tutor _______________________ ___________________________ Università degli Studi di Cagliari Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale - XXII ciclo Piano di Attività per l'a.a. 2008 –2009 (III-anno) Dottorando: Fabio Serra Ore 20 Attività di formazione svolte dal Dottorando (previste) Corso per dottorandi “Ottimizzazione su reti”, se previsto dal calendario dei corsi. Ore Attività svolte all’estero 720 Periodo di studio di sei mesi (da dicembre a maggio) presso la Technische Universiteit di Delft in Olanda. In questo periodo verranno approfondite le conoscenze sulla dinamica dei sistemi energetici con particolare attenzione alle tematiche legate al comportamento dinamico del gassificatore a letto fisso. Verrà quindi sviluppato un apposito modello per il gassificatore in modo da poterne valutare il livello di integrazione in un sistema di trigenerazione in cui il syngas prodotto viene utilizzato per coprire i fabbisogni energetici di piccoli distretti territoriali nei quali le utenze possono presentare caratteristiche molto varie, con differenze anche molto marcate nei profili dei carichi elettrici, termici e frigoriferi. Ore 40 Attività svolte dai Dottorandi Attività tutoriale per i corsi dell’area energetica impartiti nell’ambito del corso di laurea in ingegneria meccanica, assistenza allo sviluppo delle tesi di laurea. 630 Attività di ricerca: completamento e ottimizzazione dei modelli zerodimensionali per la simulazione del gassificatore a letto fisso, celle a combustibile ad alta temperatura, motori a combustione interna, microturbine a gas e macchine ad assorbimento. Utilizzo della modellistica per la simulazione, progettazione e gestione di microreti per la generazione distribuita di energia elettrica, termica e frigorifera basate sull’impiego di sistemi di gassificazione del carbone di piccola taglia integrati con motori a combustione interna, microturbine a gas e celle a combustibile, prendendo in considerazione le curve di carico caratteristiche di un piccolo distretto territoriale. 150 Studio individuale Il dottorando Fabio Serra Il tutor Prof. Daniele Cocco Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it Relazione Attività di Ricerca AA. 2007-2008 (II° anno) Dottorando: Anna Mereu Durante l'AA 2007-2008 l’attività di ricerca si è sviluppata attorno a tre principali problemi: porting di applicazioni su griglia computazionale; sviluppo di un modello LP per l'ottimizzazione del routing de traffico sulla rete internet; studio di algoritmi per la traffic matrix estimation. Attività Completate: Porting di applicazioni sulla griglia computazionale L'attività si è concentrata su porting delle applicazioni sviluppate nell’ambito dell’ottimizzazione di reti multi servizio e di dispositivi elettromagnetici nella griglia computazionale. Entrambe le applicazioni di ottimizzazione si basano sull'algoritmo meta-euristico Tabu Search. Il Tabu Search è un metodo meta euristico che si basa sull’utilizzo di una memoria adattativa. A partire da una configurazione iniziale, durante ciascuna iterazione l’algoritmo esplora le configurazioni che rappresentano il vicinato di quella corrente alla ricerca della migliore. Al fine di evitare di ciclare attorno ad una certa configurazione (magari in corrispondenza di un minimo locale della funzione obiettivo) , le configurazioni già esplorate vengono memorizzate in una Tabu List e queste non potranno essere più esplorate per un numero di iterazioni prefissato. Se si utilizza il Tabu Search con un problema che presenta m variabili, il vicinato si ottiene cambiando il valore di una variabile alla volta. Questo significa che, se ciascuna variabile può assumere n valori, il vicinato consiste al massimo di m*(n-1) . Questo costituisce un upper bound in quanto è possibile che qualche configurazione sia già presente nella lista tabu. Il fatto che nel nostro algoritmo l’esplorazione del vicinato avvenga in maniera cartesiana (ovvero modificando una variabile alla volta), ci ha suggerito l’idea di slittare l’esplorazione dell’algoritmo in M parti dove M è il numero di variabili. La parallelizzazione può essere effettuata dal momento che il calcolo della funzione obiettivo è indipendente per ciascuna configurazione di valori che le variabili possono assumere. Il middleware che è stato utilizzato per il porting delle applicazione è gLite in quanto, oltre ad essere presente nella griglia computazionale italiana dell’INFN e quello presente anche nella rete CYBERSAR. E’ molto importante notare che nella griglia computazionale non è possibile avviare l’esecuzione di job ciclici. Per questo motivo il core dell’algoritmo sviluppato è stato progettato per girare localmente su una macchina che funge da user interface mentre l’esecuzione dei job paralleli ha luogo nella griglia computazionale. Questo è stato possibile tramite la suddivisione dell’algoritmo in una architettura master e slave. La parte master che gira localmente rappresenta il fulcro dell’algoritmo Tabu Search, ovvero valuta la situazione nell’iterazione corrente e prepara l’elaborazione per l’iterazione successiva. Questo è stato possibile tramite l’utilizzo di API’s ovvero chiamate a comandi di gLite. A ciascuno slave viene affidata una variabile da esplorare. Quando tutti gli slaves terminano l’esecuzione il loro output viene valutato dal master. Infatti all’inizio il programma master crea un catalogo che rappresenta la lista tabu. A tale catalogo anche gli slaves possono avere accesso, e , quando terminano la loro esecuzione, scrivono il loro output sul catalogo. Quando tutti gli slaves hanno terminato la loro esecuzione, il programma master legge i dati e li confronta alla ricerca della soluzione migliore. Il database utilizzato è AMGA ed è compatibile con il middleware gLite. La prima applicazione della quale si è affrontato il porting sulla griglia computazione è un algoritmo per il traffic management nelle reti di telecomunicazioni. In particolare, è stato affrontato il problema sull’ottimizzazione delle metriche IS-IS nella rete internet dato un certo set di domande. In una rete di telecomunicazione il traffico internet viene instradato tramite dei protocolli di routine che sono capaci di trovare il percorso più corto per ciascuna domanda associando una metrica a ciascun arco e calcolando il percorso più corso tramite l’applicazione dell’algoritmo di Dijkstra. In caso di cammini di costo minimo multipli equivalenti, il traffico viene diviso in maniera equa. Nelle reti backbone le metriche associate a ciascun arco vengono modificate dall’operatore sulla base della propria esperienza e, nella maggior parte dei casi, ciò avviene senza tenere in conto la Quality of Service. Ad esempio i pesi possono essere settati in maniera proporzionale alla lunghezza dei link, oppure possono essere settati in maniera inversamente proporzionale alla loro capacità. Nell’algoritmo da noi sviluppato, l’obiettivo principale è quello di settare i pesi in modo tale da ottenere delle soluzioni robuste ed economiche per il routing del traffico nella rete e minimizzare nel contempo il rischio di commettere una cattiva decisione in caso di congestione, la quale può avere luogo in diverse situazioni: condizione di normale funzionamento; incertezza della domanda; condizione di fallimento di un link in maniera transitoria o permanente. Il problema è del tipo NPhard, anche per grosse approssimazioni, pertanto per la sua risoluzone è stato sviluppato un algoritmo meta-euristico, basato sul Tabu-Search . L’algoritmo di ottimizzazione funziona nel seguente modo. Per ciascuna richiesta di traffico diversa da zero, il problema di routine consiste nel distribuire la quantità di traffico richiesta dal nodo origine al nodo destinazione. L’obiettivo è quello di ottenere un grado di survivability della rete pari al 100%. L’algoritmo di ottimizzazione funziona off-line e utilizza le informazioni ricavate dall’osservazione del traffico che fluisce nella rete. Vengono analizzati diversi scenari di funzionamento ovvero la condizione di normale funzionamento e i scenari di fallimento di un singolo link per tutti i link che compongono la rete. A partire da una configurazione iniziale di pesi (ad esempio, tutti unitari) l’algoritmo trova per ciascuna domanda il percorso di costo minimo e calcola il carico complessivo di ciascun link. Il massimo viene selezionate come il valore della funzione obiettivo. La strategia del Tabu Search viene utilizzata per modificare i pesi degli archi al fine di trovare il minimo della funzione obiettivo. L’altra applicazione che è stata studiata riguarda il design ottimo di dispositivi elettromagnetici al fine di ridurre drasticamente il carico computazionale delle analisi numeriche richieste dalla maggior parte degli algoritmo iterativi. Infatti nel design di strutture elettromagnetiche è spesso necessario analizzare la distribuzione del campo elettromagnetico utilizzando tecniche numeriche quali il Metodo agli Elementi Finiti (FEM). Al fine di effettuare un design ottimo si utilizzano tecniche iterative per cercare la configurazione potenzialmente migliore nel dominio delle soluzioni. Inoltre, quando il numero di parametri di design da ottimizzare diviene considerevole, il numero di problemi elettromagnetici da risolvere può crescere fino a raggiungere l’ordine delle migliaia. Al fine di ridurre le tempistiche proibitive nell’algoritmo di ottimizzazione è senza dubbio utile utilizzare la griglia computazionale. L’algoritmo del Tabu Search viene impiegato associando a ciascun parametro di design una variabile da ottimizzare e la valutazione della funzione obiettivo avviene tramite la soluzione di un problema agli elementi finiti del dispositivo in esame considerando il valore dei parametri di design pari a quello corrispondente alla configurazione corrente. I risultati ottenuti in entrambe le applicazioni hanno evidenziato il fatto che un elevato grado di overhead viene introdotto attraverso il porting delle applicazioni nella griglia computazionale. Questo fatto è causato da diversi fattori, primo fra tutti il ritardo di comunicazione nella griglia. Questo aspetto deve essere tenuto in grossa considerazione, nel momento in cui si effettua il design del porting di applicazioni sulla griglia. Questo overhead viene superato nel momento in cui la parte del programma che viene parallelizzata e fatta eseguire nella griglia porta avanti un grosso carico computazionale, come avviene nelle nostre applicazioni in caso di elaborazione FEM di dispositivi e in caso di reti di telecomunicazione di elevate dimensioni. Nel futuro intendiamo perfezionare il design delle nostre applicazione tramite altri meccanismi di parallelizzazione che sono attualmente oggetto del nostro studio. Pubblicazioni: Sara Carcangiu, Alessandra Fanni, Anna Mereu, Augusto Montisci, Grid Computing for the Design Optimization of Electromagnetic Devices , Proc. of the 13th Biennal Conference on Electromagnetic Field Computation (CEFC 2008), 11 - 15 May 2008, Athens, Greece. Sara Carcangiu, Alessandra Fanni, Anna Mereu, Grid Computing for Optimal Internet Traffic Engineering based on OSPF/IS-IS Protocols, Conferenza Nazionale Italian e-Science 2008 (IES08),27 - 29 May, Naples, Italy. Sviluppo di un modello LP per l'ottimizzazione del traffico nelle reti multi servizio Si è sviluppato un modello di Linear programming per l'ottimizzazione del routing del traffico internet che mira a grantire la survivability della rete in caso di fallimento del singolo link. Tale modello è stato sviluppato al fine di utilizzare il protocollo IS-IS insieme alle nuove potenzialità di traffic engineering offerte dal protocollo MPLS-TE. Sappiamo che il protocollo di routing maggiormnete utilizzato nella rete internet è il protocollo IS-IS che funziona nel seguente modo. Data una rete di telecommunicazioni, a ciascun link viene associato una metrica, detta anche peso. Basandosi su tali pesi l'algoritmo di Dijkstra (il ben noto algoritmo per il calcilo dei cammini di costo minimo), calcola il percorso attraverso il quale una certa domanda deve essere instradata. Attraverso l'utilizzo di questo semplice algoritmo di routing è possibile che il traffico non venga instradato efficientemente dal punto di vista della massima occupazione dei link, detta anche livello di congestione. Pertanto è di significativa importanza riuscire ad effettuare il routing del traffico nella maniera migliore possibile. Tale obiettivo, il routing ottimo delle commodity, può essere ottenuto qualora si sfrutti la tecnologia MPLS, con la quale è possibile assegnare dei perscorsi, i cosiddetti tunnel LSP (Label Switched Path) a certe commodity. Attraverso il modello LP sviluppato è possibile trovare il set ottimo di LSP che garantisce il livello minimo di congestione nela rete. E' stato inserita anche la condizione di survivability per la quale uno scenario di congestione deve essere evitato considerando anche fallimento di link singoli sulla rete. Il modello implementato è stato sviluppato a partire dal classico Multicommodity min cost flow problem e, in particolare, dalla sua formulazione cosiddetta arc-path in quanto le variabili del problema sono associate ai path (percorsi) sulla rete. Tale formulazione ha come conseguenza il fatto che il modello LP non ha più una formulazione compatta in quanto è praticamente impossibile enumerare tutti i possibili percorsi all'interno di un grafo per reti di dimensioni reali. Peratnto per la sua risoluzione si è utilizzato il metodo della Column Generation. Sostanzialmente, tale metodo ci consente di trovare la soluzione ottima al nostro problema, ovvero il set ottimo di percorsi da assegnare alle commodity, senza risolvere il problema primale bensì il suo duale. Nel dettaglio la procedure consiste nel considerare un set ridotto di percorsi nella rete e costruire in tal modo il problema primale ridotto. Successivamente si costruisce il duale di quest'ultimo e se ne verifica l'ammissibilità. L'ammissibilità del problema duale costituisce il ben noto pricing problem. L'algoritmo è cosituito sostanzialmente da una procedura iterativa che termina quando tutti i percorsi ottimi sono stati identificati. Attività intraprese nel periodo di mobility: Traffic Matrix Estimation Le matrici di traffico rappresentano un aspetto molto importante nell'intero processo di design e il planning delle reti internt. Inoltre la conoscenza delle matrici di traffico può facilitare notevolmente la diagnosi e il management di scenari quali, congestione della rete e identificazione di eventi anomali. In generale una misura diretta dei flussi origine destinazione (OD) è un'attività proibitiva e tecniche di stima che si basano su informazioni parziali sembrano essere l'unica soluzione al fine di ricavare le matrici di traffico. Le informazioni disponibili sono in genere costituite da misure dell'occupazione deglia archi e delle configurazioni dei link (i pesi degli archi). L'occupazione dei link può essere ricavata facilmente tramite il protocollo SNMP (Simple Network Management Protocol ) che è una parte del protocollo IP e che consiste in un set di standards per il network management. Le altre informazioni che possono essere utilizzate sono informazioni topologiche (peering, link d'accesso) o assunzioni sulla distribuzione delle domande. Inoltre possono essere sfruttate anche informazioni dinamiche sull'evoluzione del traffico. Gli approcci presenti in letteratura sono molto diversi tra loro. Primi tentativi, chiamati deterministici, si basavano sulla costruzione di modelli lineari di ottimizzazione al fine di trovare il la matrice di traffico ottima. Altri invece si basano su delle assunzioni sulla statistica delle matrici di traffico. In particolar modo tali approcci partono dalla costruzione di un modello statistico del traffico (ad esempio di tipo Poissoniano, Bayesiano oppure gravity model). In seguito si tenta di minimizzare la distanza (ad esempio minimum least squares oppure expectation maximization) tra la matrice di traffico attuale e quella derivante dal modello facendo in modo che quella ignota soddisfi l'equazioni di routing. Il nostro approccio consiste nello studio di una tecnica per la stima delle matrici di traffico che si basa sulla minimizzazione della distanza fra la matrice di traffico incognita e una di riferimento e mira a minimizzare il numero di richieste di traffico che differiscono da quella di riferimento per una quantità superiore ad una certa soglia. Studio della primitiva di routing path splicing Studio del path splicing, una nuova primitiva di routing che consente la creazione di percorsi all'interno della rete costruiti come combinazione di molteplici alberi di routing (slices) verso una singola destinazione. Il path splicing fa in modo che il traffico possa migrare tra diversi alberi all'interno della rete durante ciascun hop verso il nodo destinazione. Tale tecnica può essere adottata da diversi protocolli di routing. In particolar modo, nell'intradomain routing, il cui protocollo è l'ISIS, i diversi slices vengono generati tramite una perturbazione dei pesi dei link. Questo metodo per la generazione degli alberi è quello che è stato originariamente proposto dagli autori che hanno per la prima volta analizzato tale tipo di routing. E' possibile tuttavia pensare a modi alternativi più efficenti per calcolare i percorsi alternativi che possono avere migliori performances soprattutto dal punto di vista della reliability della rete. Cagliari, 16 Ottobre 2008 Il dottorando Il tutor Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Relazione Piano consuntivo a.a. 2007-2008 (II anno) Dottorando: Mariarosa Brundu Tutore: Prof. Ing. Giampaolo Mura Relazione dell’Attività svolta dalla dottoranda Mariarosa Brundu. Anno Accademico 2007-2008 Introduzione Il carbone è un combustibile ad alto potenziale inquinante, per questo motivo è necessario sviluppare delle tecnologie efficienti per un utilizzo ambientalmente compatibile di tale risorsa. A questa esigenza sembra rispondere pienamente lo sfruttamento del combustibile all’interno di un processo di gassificazione. Il co-utilizzo di materiale ligneo-cellulosico e carbone all’interno di tale processo sembra inoltre essere molto promettente. Queste motivazioni ci hanno indotto ad incentrare le nostre ricerche sulla gassificazione di biomassa e carbone. L’obiettivo specifico attuale consiste nel produrre un modello matematico monodimensionale di un reattore di gassificazione a letto fisso in controcorrente basato su principi primi. Il modello, la cui descrizione è stata riportata nei successivi paragrafi, è stato sviluppato durante i primi due anni di dottorato, in particolare, durante l’ultimo anno, sono state apportate delle modifiche che consentissero di ridurre il tempo di calcolo e aumentassero la probabilità di raggiungere la convergenza in un intervallo di condizioni operative maggiori. Tali modifiche riguardano sia il metodo di calcolo che la descrizione dei fenomeni coinvolti. Durante l’ultima parte dell’anno accademico l’attività di ricerca è stata svolta presso il dipartimento di tecnologie chimiche del Royal Institute of Technology a Stoccolma. La ricerca svolta in tale sede è principalmente sperimentale e si colloca all’interno di un progetto finalizzato ad ottenere metano a partire da biomassa secondo un processo di gassificazione e successiva depurazione del syngas. In particolare, la campagna sperimentale si è incentrata sullo studio di tre diversi tipi di ferro come catalizzatore per la rimozione del TAR da Syngas ed il conseguente incremento della concentrazione di metano. La relazione riportata di seguito conterrà tre sezioni separate. La prima sezione è finalizzata a fornire alcuni concetti di base sugli argomenti trattati nella relazione. La seconda riporta la descrizione del modello sviluppato con particolare riferimento alle migliorie apportate nell’ultimo anno ed alcuni risultati ottenuti dal modello. Nella parte conclusiva si descriverà brevemente il lavoro sperimentale che è attualmente in atto presso il Dipartimento di Tecnologie chimiche del KHT di Stoccolma con particolare riferimento al sistema oggetto di studio e alle prove in corso. Gassificazione Con il termine gassificazione si indica quel processo termochimico che, a partire da un combustibile solido, consente di produrre un combustibile gassoso chiamato syngas principalmente composto di CO, CO2, H2 e CH4. Il processo è abbastanza complesso ed ingloba in se diversi fenomeni. Per via delle alte temperature al quale il solido viene esposto perde l’umidità contenuta subendo il fenomeno dell’essiccamento. Lo stadio successivo è costituito dalla pirolisi, processo termico attraverso il quale il combustibile si decompone per dare origine ad un composto solido ad alto contenuto di carbonio, il char, ad una miscela di idrocarburi volatili alle temperature vigenti all’interno del gassificatore chiamato TAR e una miscela di gas principalmente composta di CO, CO2, H2 e CH4. Il Char ed il gas reagiscono ulteriormente incrementando la produzione di gas. Tra le reazioni omogenee in fase gas che avvengono all’interno del processo sono di particolare rilevanza le reazioni di cracking del TAR e le reazioni di combustione della fase gassosa. Il processo può avvenire sia in reattori a letto fluido (bollente o trascinato a seconda del tipo di fluidizzazione) sia in reattori a letto fisso. Questi ultimi si classificano in Updraft, Downdraft e Cross flow a seconda del flusso reciproco tra solido e gas e rispettivamente: controcorrente, equicorrente e a flussi incrociati. Modello matematico di un gassificatore a letto fisso alimentato a biomassa o carbone Il gassificatore oggetto di studio è stato schematizzato in Figura 1 Il solido viene alimentato nella parte alta dell’apparecchiatura mentre le ceneri vengono scaricate dal basso, sezione nella quale l’agente ossidante vede il suo ingresso nel reattore. Il syngas prodotto viene collezionato nella parte alta del reattore. Attraverso il lavoro svolto, è stato prodotto un modello monodimensionale basato su principi primi del funzionamento di tale reattore. Il modello prevede l’alimentazione dell’apparecchiatura costituita da biomassa o da carbone, mentre per quanto riguarda la fase gas è possibile alimentare aria, vapore o gas di sintesi stesso secondo la composizione desiderata. I dati di input del modello sono le condizioni iniziali lungo il Figura 1: Schematizzazione di reattore in termini di composizione, portata e temperatura della fase un rattore di gassificazione di gas e della fase solida. Altre informazioni necessarie per tipo Updraft l’inizializzazione del calcolo sono le condizioni operative in termini di rapporto ossidante-combustibile, temperatura, composizione e portata dell’alimentazione in fase gas ed in fase solida. I dati di uscita del modello sono i profili di temperatura e concentrazione lungo l’apparecchiatura al variare delle iterazioni. Il modello è costituito da 24 equazioni differenziali a derivate parziali e tre equazioni algebriche. Le principali assunzioni alla base del modello sono: Modello monodimensionale; Simmetria cilindrica; Fluidodinamica di tipo plug flow per entrambe le fasi; Pressione costante lungo reattore; Grado di vuoto costante lungo il reattore; Gran parte dei fenomeni coinvolti nel processo sono regolati dallo scambio termico tra le fasi, per questo motivo è opportuno descrivere in maniera dettagliata le assunzioni che riguardano questo argomento. Tra le equazioni costitutive del modello sono stati inseriti bilanci di calore separati per le due fasi, all’interno dei quali è previsto un termine di scambio termico tra le fasi. Tabella 1 : Equazioni costitutive del modello Bilanci di materia Singolo composto in fase gas − Singolo composto in fase solida ∂ρ i ∂u g ερ i nr ∂ερ i + + ∑ Ri , j = 2 ∂z ∂t ∂z j =1 − Df ns Totale per il solido −∑ i =1 ng Totale per il gas ∂u s ρ i nr ∂ρ + ∑ Ri , j = i ∂z ∂t j =1 ns ∂u s ρ i ns nr ∂ρ + ∑∑ Ri , j = ∑ i ∂z i =1 j =1 i =1 ∂t g g g nr ∂u g ερ i ∂ρ i ∂ερ i + + R = ∑ ∑∑ ∑ i, j 2 ∂z ∂z i =1 i =1 j =1 i =1 ∂t n − ∑ Df i =1 n n Bilanci di energia ∂u s Cpi ρ iTs nrs ∂ 2Ts ns ∂Cpi CisTs 4 s −∑ + ∑ ∆H j R j − Uav (Ts − Tg ) − hsw (Ts − Tw ) − K 2 = ∑ ∂z D ∂z ∂t i =1 j =1 i =1 ns ng ∑ i =1 ∂u g Cpi ρ iTg ∂z nrg + ∑ ∆H j R gj + Uav (Ts − Tg ) − j =1 ∂ 2Tg ng ∂Cpi Cig Tg 4 hsw (Tg − Tw ) − K =∑ D ∂z 2 ∂t i =1 Congruenza ng ns ρ s = ∑ ρi ρ g = ∑ ρi i =1 i =1 Equazioni ausiliarie ns ε = 1− ∑ i =1 . ρi ρ* i . P V = n RT In questo modo è possibile tenere conto del trasporto convettivo e dell’irraggiamento tra le due fasi. Il trasporto all’interno del solido avviene per conduzione mentre il trasporto in fase gas avviene per conduzione e irraggiamento. Durante l’ultimo anno è stata inoltre apportata una modifica che riguarda il bilancio termico con l’inserimento di un termine di scambio con l’esterno. I meccanismi considerati in questo caso sono conduzione e irraggiamento. Il termine viene calcolato considerando che la parete del reattore si trovi sempre ad una temperatura di 100°C. è necessario comunque precisare che essendo il modello monodimensionale non è stato inserito il termine di variazione radiale della temperatura. Per entrambe le fasi la temperatura è costante in ogni sezione trasversale al flusso pur risentendo dello scambio termico con l’esterno attraverso le pareti. La lista delle equazioni alla base del Tabella 2: Reazioni considerate dal modello modello è riportata in Tabella 1. Il modello sviluppato è di tipo cinetico ossia per ogni reazione coinvolta nel sistema è stata considerata una equazione cinetica che definisse la velocità alla quale tale reazione avviene come funzione di temperatura e concentrazioni. Una lista delle reazioni coinvolte nel processo e considerate nel modello è consultabile in Tabella 2. Reazioni in fase solida Essiccamento Pirolisi della biomassa Pirolisi del carbone Durante la modellazione è stata inclusa una cinetica del primo ordine nei confronti dell’umidità presente ed una dipendenza del tipo Arrhenius dalla temperatura per tenere conto dell’essiccamento del combustibile. La pirolisi della biomassa viene descritta attraverso cinetiche di tipo pseudo omogeneo Reazioni eterogenee del char che dipendono dal contenuto iniziale di materiale ligneo cellulosico. Nel caso del carbone la quantità di gas prodotto è funzione della differenza tra massima resa teorica del singolo Reazioni in fase gas gas a partire dal solido e resa effettiva. Reazioni secondarie del Tar Per la biomassa non è stato possibile reperire in letteratura una migliore descrizione del fenomeno. Per quanto riguarda il carbone modelli più elaborati sono anche i più complessi e quindi i più difficili da inserire in un modello Reazione di shift complesso e spesso necessitano di software Combustione in fase gas appositi. L’eterogeneità delle reazioni di gassificazione viene considerata attraverso un modello cinetico a nucleo non reagente. Per il calcolo dei coefficienti stechiometrici delle reazioni di gassificazione il char viene considerato come puro carbonio. Tra le reazioni omogenee si annoverano quelle di combustione dei gas più importanti e le reazioni secondarie di cracking del TAR. Per quanto riguarda la soluzione delle equazioni è importante sottolineare la forte instabilità del sistema. Ottenere una convergenza per un ampio intervallo di condizioni operative era difficile e richiedeva un tempo di calcolo eccessivamente elevato. Nell’ultimo anno si è lavorato soprattutto su questo aspetto. Le equazioni costitutive del modello vengono ora risolte attraverso un metodo alle differenze finite di tipo esplicito. I bilanci di materia e calore vengono risolti in maniera separata ed è stato inserito un coefficiente di diffusione fittizio che consente di incrementare la stabilità, aumentare il passo di integrazione e di conseguenza ridurre il tempo di calcolo. Nel seguito verranno mostrati alcuni grafici ricavati attraverso l’utilizzo del modello sul reattore alimentato con carbone. Le condizioni di esercizio utilizzate nella simulazione delle quale si riportano i risultati sono presenti in Tabella 3 e Tabella 4. Tabella 3: Condizioni operative Diametro interno del reattore Altezza del letto Pressione del letto Portata di carbone Diametro delle particelle Densità apparente iniziale Grado di vuoto Temperatura di alimentazione del solido Temperatura di alimentazione dell’aria Temperatura di alimentazione del vapore Temperatura di parete 1.98 2.13 1 0.284 1.27 1260 0.3 25 287 287 100 Rapporto aria combustibile 2 Rapporto vapore combustibile 0.26 m m Atm Kg/s cm Kg/m3 M3vm3r °C °C °C °C Kg/s Kg/s Kg/s Kg/s Tabella 4: Composizione del carbone Analisi Prossima in peso% Ceneri 5.7 Carbonio fisso 42.4 16.8 Umidità Volatili 35.1 Analisi elementare in peso% Carbonio 77.5 Idrogeno 5.6 Azoto 1.2 Zolfo 1. Ossigeno 14.7 Temperatura del solido[°C] Figura 3: profilo di Ascissa del reattore a partire dalla testa [m] Frazione ponderale Figura 2: profilo di temperature del solido al variare delle iterazioni Ascissa del reattore a partire dalla testa [m] concentrazione del carbone Da una rapida analisi del profilo di temperatura (Figura 2)del solido al procedere del calcolo si evince che il sistema necessita di un alto numero di iterazioni per raggiungere la convergenza, con un tempo di calcolo dell’ordine delle ore. Da un confronto tra la fase gas e la fase solida(Figura 3 e Figura 4) si può notare come, esattamente come ci si aspettava, il gas raggiunga la convergenza più velocemente del solido. Le reazioni che avvengono in fase solida e il lento movimento del solido attraverso il letto sono i fenomeni limitanti del processo. Allo stato stazionario il reattore risulta diviso in tre distinte zone, separate dai due cambiamenti di pendenza dei profili termici della fase solida e della fase gas (Figura 5). I cambiamenti di pendenza derivano con molta probabilità dalla diverse endotermicità dei tre fenomeni. La parte bassa del reattore presenta inoltre un picco caratteristico che indica che la maggior parte delle reazioni di Frazione ponderale Frazione ponderale combustione sta avvenendo in questa porzione del reattore. Ascissa Ascissadel delreattore reattorea apartire partiredalla dallatesta testa[m] [m] Temperatura [°C] Figura 4: profilo di concentrazione del vapor d'acqua Ascissa del reattore a partire dalla testa [m] Figura 5:profilo di temperatura delle due fasi all'interno del reattore In Tabella 5 è stata riportata la composizione del syngas in uscita dall’apparecchiatura. Tabella 5: composizione del syngas in uscita CO 67.04 CO2 9.55 H2 23.39 CH4 0.02 Studio sperimentale di un impianto di gassificazione di materiale ligneo cellulosico Il fine ultimo dello studio è quello di produrre gas di sintesi con la maggiore concentrazione di metano possibile. L’apparecchiatura sperimentale utilizzata è costituita da un piccolo serabtoio di accumulo della biomassa, un reattore a letto fluido operante in condizioni atmosferiche, una sezione di depurazione e una sezione di analisi del gas di sintesi. L’indagine portata avanti nell’ultimo periodo riguarda lo studio di tre diversi tipi di catalizzatore derivati dal ferro all’interno della sezione di conversione del TAR. In specifico si desidera conoscere quale dei tre catalizzatori dia più alte conversioni. Il materiale ligneo cellulosico alimentato all’apparecchiatura è costituito da betulla di dimensioni comprese tra 1 e 3 mm. La sezione di depurazione è costituita da un filtro ceramico ed un reattore catalitico. La composizione del syngas prodotto viene ricavata attraverso un analisi cromatografica. La prova può essere brevemente schematizzata come illustrato di seguito. Viene caricato il materiale del letto (sabbia). Il reattore viene riscaldato attraverso un sistema di resistenze. Una volta raggiunta la temperatura di esercizio (si sta indagando il campo di temperatura che va dai 700°C agli 800°C) la biomassa viene alimentata al serbatoio di accumulo, e da lì all’interno del reattore attraverso una coclea. La portata di biomassa in ingresso viene regolata attraverso la velocità di rotazione della coclea. Una volta raggiunto lo stato stazionario (30 min c.ca dopo il momento in cui viene attivata l’alimentazione della biomassa al reattore) inizia la fase di analisi. Mentre le concentrazioni degli altri gas vengono fornite ogni 10 min. dal gascromatografo i campioni di TAR vengono prelevati manualmente. La concentrazione del TAR viene analizzata prima e dopo il reattore di conversione. L’operazione viene inoltre ripetuta impostando diverse temperature all’interno di quest’ultimo reattore. Al termine delle analisi il sistema viene raffreddato e viene misurata la quantità di solido sia all’interno del letto materiale del letto , ceneri e char non reagito) che all’interno della camera di accumulo della biomassa (biomassa non reagita). Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind RELAZIONE DELL'ATTIVITÀ DI RICERCA SVOLTA DURANTE IL 2° ANNO DEL DOTTORATO IN INGEGNERIA INDISTRIALE XXII CICLO: ANALISI E OTTIMIZZAZIONE DELLE TERMOCULLE PER I REPARTI DI TERAPIA INTENSIVA NEONATALE Dottorando Tutor NICOLA CAU BRUNO PICASSO ATTIVITÀ DI RICERCA L'ottimizzazione acustica delle incubatrici neonatali è stato il principale argomento di ricerca sviluppato durante il secondo anno di dottorato. L'attività svolta si può principalmente suddividere in 2 fasi. La prima è relativa alla classificazione e valutazione delle principali fonti sonore presenti all'interno di un incubatrice. Nella seconda fase, invece, utilizzando metodi di simulazione basati sugli elementi finiti, si è valutato il campo di pressione acustica all'interno della calotta generato da fonti sonore esterne o interne all'incubatrice stessa. Fase 1: Classificazione delle principali fonti sonore all'interno di un incubatrice neonatale. Agli eventi rumorosi sono associati problemi cognitivi e sensoriali, apnea, tachicardia ed alterazione del ciclo sonno-veglia. Questi effetti sono strettamente legati tempo di esposizione alla fonte sonora, alla sua intensità e frequenza. Partendo da queste valutazione possiamo suddividere le fonti sonore che interessano un incubatrice in 3 categorie principali: Suoni connessi al funzionamento dell'incubatrice. Suoni connessi alla sua manipolazione Rumore ambientale Suoni connessi al funzionamento dell'incubatrice Alcuni suoni sono associati al funzionamento dell'incubatrice come quello, ad esempio, generato durante il funzionamento del sistema di termo-ventilazione dell'aria. Questa tipologia di rumore, classificabile anche come rumore aeroacustico, è causato dalle turbolenze generate dal profilo alare del ventilatore durante il suo funzionamento. La normativa CEI 62-22, norme particolari sulla sicurezza delle incubatrice neonatali, impone che il livello sonoro all'interno dell'incubatrice sia minore di 45 dB. Il livello sonoro generato dal funzionamento del ventilatore è, per la maggior parte delle incubatrici in commercio, inferiore ma il tempo di esposizione a questa fonte sonora è elevato poiché il sistema di ricircolo dell'aria è continuamente in funzione per assicurare il corretto lavaggio della CO2 che si accumula all'interno dell'incubatrice. Suoni connessi alle operazioni di manipolazione sull'incubatrice Sono suoni connessi alle operazioni di manipolazione dell’incubatrice durante la pratica clinica. Sono generalmente rumori da impatto, structural noise, in genere di elevata intensità e breve durata come ad esempio quelli generati dalla chiusura degli oblò. Sono strettamente legati alle caratteristiche costruttive della calotta, alle dimensioni e al materiale di cui è costituita ed alle scelte progettuali e costruttive delle aperture e degli sportelli dell'incubatrice. Rumore ambientale I suoni di questa categoria sono quelli associati all’inquinamento acustico del reparto dove sono ospitate le incubatrici. Secondo L’American Accademy Of Pediatrics Committee On Environmental Health la soglia di rumore che deve essere rispettata in un reparto di terapia intensiva neonatale (R.T.I.N.) è di 45 dB. Gli elevati livelli di intensità sonora all'interno del R.T.I.N. sono da ricondurre a: Progettazione del reparto: scelta degli arredi e disposizione degli spazi nei quali sono ospitate le incubatrici Presenza di allarmi Presenza di altre apparecchiature medicali. Attività del personale ospedaliero. Fase 2: Analisi ed ottimizzazione acustica di una termoculla con metodi FEM L'uso del metodo agli elementi finiti in campo acustico è stato impiegato per poter valutare il livello di pressione acustica a cui è esposto il neonato. Sono stati scelti cosi due casi rappresentativi: Campo di distribuzione acustica durante l'impatto di un oggetto sulla superficie della calotta, a simulare la chiusura di un oblo o la caduta di un oggetto, ad esempio una cartella clinica. Campo di distribuzione acustica durante il pianto del bambino Partendo da un’incubatrice commerciale si è realizzato un modello ad elementi finiti della sola parte fluida contenuta all’interno della calotta. In particolare si sono impiegati elementi fluidi 3D a 8 nodi e a 4 g.d.l. per nodo (3 spostamenti lungo le 3 direzioni principali (x,y,z,) o in alternativa un valore scalare di pressione acustica). L'uso di questi elementi permette di risolvere in maniera approssimata l'equazione di propagazione delle onde e quindi di calcolare per ogni nodo il valore di pressione acustica e conoscere per l'intero modello il campo di pressione sonora generato da una qualsivoglia sorgente. Principali caratteristiche costruttive dell'incubatrice presa in esame 0,466 [m] Dimensioni della caloota: 0,768 [m] Materiale: 0,500 [m] Lastra policarbonato dello spessore di 6 [mm] Figura 1: L'incubatrice commerciale impiegata nello studio e principali caratteristiche costruttive Nel caso dell'impatto si è di fronte ad un problema accoppiato fluido-struttura. Infatti a seguito dell'urto, nel nostro caso una piccola cartella clinica di massa pari a 200 grammi, la superficie della calotta è posta in vibrazione cosi come l'aria che la lambisce. Questo genera, come descritto dall'equazione di propagazione delle onde, una perturbazione del campo di pressione acustica all'interno della calotta. L'uso di particolari elementi fluidi e la definizione di una superficie di interfaccia Fluido-Struttura permette di disaccoppiare il problema modellando solamente la parte fluida. La presenza di eventuali fenomeni di riflessione sulle pareti della calotta possono essere tenuti in considerazione definendo, tramite l'impedenza acustica, le caratteristiche fonoassorbenti della calotta e del materassino su cui è adagiato il neonato (nel nostro modello si esprime come ammettenza). Elementi Fluidi di interfaccia (E.F.I) Elementi acustici puri (E.A.P)) Boundary admittance dell'aria µ= 0.0 Boundary admittance del materassino µ= 0.75 Boundary admittance del policarbonato µ(*)= 0.25 Impatto di un oggetto sulla superficie della calotta Per rappresentare correttamente l'affetto acustico generato durante l'impatto deve essere calcolata la deflessione della calotta durante l'urto. Gli spostamenti nodali lungo la direzione verticale saranno imposti come condizioni al contorno sulla parte fluida. m1 ∆z z x Massa dell'oggetto impattante m1= 0.200 [Kg] Posizione dell'oggetto impattante rispetto alla superficie della calotta ∆z = 0.05 [m] Spostamenti nulli sul contorno del volume fluido (ipotesi di pareti rigite) Spostamenti verticali della parete durante l'impatto. Figura 3: Schema rappresentativo del problema e condizioni al contorno imposte nel modello FEM Sotto l'ipotesi di struttura semi rigida non è stato necessario modellare l'intera calotta ma, è stato impiegato un modello equivalente che rappresentasse la sola area affetta dall'impatto. La parte superiore della calotta, è stata quindi modellata come una piastra vincolata lungo i bordi costituita dallo stesso materiale e dimensioni pari a quelle del modello reale. Impiegando un software di dinamica esplicita si sono calcolati gli spostamenti nodali lungo la sola direzione verticale. In seguito, questi valori sono stati imposti come condizioni al contorno nel modello ed è stato calcolato il campo di distribuzione acustica attraverso un analisi armonica. Figura 4: Modello equivalente della calotta e deflessione verticale della piastra durante l'urto Risulta fondamentale conoscere il livello di pressione sonora percepito dal neonato. Si è cosi individuato un punto di osservazione in prossimità della testa del neonato (Figura 5). In figura 6 è riportata il valore della pressione acustica [dB] in prossimità di questo punto in funzione della frequenza. Come si può osservare i valori sono estremamente elevati con valore RMS intorno ai 66 [dB]. Z Punto di osservazione del livello di pressione sonora all'interno dell'incubatrice P Y X P=(0.15, 0.20, 0.10) Figura 5: Punto di osservazione del livello di pressione acustica in prossimità della testa del neonato. Figura 6: Pressione acustica in [dB], in funzione della frequenza, calcolata nel punto P per il caso dell'impatto di un oggetto sulla superficie della calotta Durante il pianto del bambino Con lo stesso approccio è stato studiato l'effetto acustico generato dal pianto del neonato. Le principali difficoltà incontrate sono state quelle di individuare le corrette condizioni al contorno del modello. Il pianto del neonato non è facilmente definibile né, tanto meno calcolabile a priori come nel caso dell'impatto. E' stato cosi necessario registrare il pianto di un neonato di pochi giorni di vita. La registrazione è stata effettuata in un ambiente il più possibile isolato da fonti sonore indesiderate. E' stato impiegato un microfono direzionale posto in prossimità della bocca del neonato ad una altezza di circa 20 cm in modo da evitare possibili contatti accidentali. Dalla registrazione, della durata di circa 60 secondi, è stato individuato un campione rappresentativo del pianto del neonato. E' stato successivamente calcolato lo spettro ed è è stata fatta un analisi armonica. Nel modello impiegato la testa del neonato è stata modellata come una semi sfera ed alcuni nodi sono stati selezionati a rappresentare la bocca del neonato. Anche in questo caso, è stato osservato il valore di pressione sonora in un punto in prossimità della testa del neonato. I valori di pressione sonora RMS sono elevati e nell'ordine dei 60 [dB] ,figura 7. In aggiunta all'analisi armonica è stata effettuata un'analisi modale della cavità fluida. Come si può notare la cavità può essere posta in risonanza dallo stesso pianto del neonato, figura 8. Non è stata realizzata ancora una analisi accoppiata Fluido-Struttura completa che potrebbe dare informazioni aggiuntive su come il design ed il materiale della calotta influenzano il campo di pressione al suo interno. Quest'ultimo aspetto potrebbe essere studiato nel proseguo delle attività di ricerca per il prossimo anno. Figura 7: Risposta acustica in [dB], in funzione della frequenza, calcolata nel punto P per il caso del pianto del neonato Modo 4 Freq= 423 [Hz] Campo di distribuzione acustica Freq= 425 [Hz] Figura 8: Confronto tra il campo di distribuzione acustica e forma modale intorno alla frequenza di 423 [Hz] Cagliari 22 Ottrobre 2008 Il dottorando Nicola Cau Il tutor Bruno Picasso Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it Cagliari, 16 Ottobre 2008 Al Collegio dei Docenti Oggetto: Richiesta spostamento presentazione delle attività La sottoscritta Anna Mereu, allieva del XXII ciclo del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale, si impegna formalmente a sostenere una presentazione orale, relativa all'attività svolta durante l'Anno Accademico 2007-2008, davanti al Collegio dei Docenti del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale, alla prima seduta utile successiva al rientro dal periodo di mobility presso l'Università di Leicester. In fede Anna Mereu Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it/dott_ing_ind Stoccolma, 15 Ottobre 2008 Al Collegio dei Docenti Oggetto: Richiesta spostamento presentazione delle attività La sottoscritta Mariarosa Brundu, allieva del XXII ciclo del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale, si impegna formalmente a sostenere una presentazione orale relativa all’attività svolta durante l’Anno Accademico 2007-2008 davanti al Collegio Docenti del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale. Tale presentazione avverrà alla prima seduta utile successiva al rientro dalla missione presso il Royal Institute of Technology (Stoccolma), sede in cui la sottoscritta sta attualmente svolgendo la propria attività di ricerca. In fede Mariarosa Brundu Università degli Studi di Cagliari DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA INDUSTRIALE Piazza d'Armi - 09123 Cagliari - Italia Tel: +39 070 6755870 Fax: +39 070 6755900 http://www.diee.unica.it Cagliari, 22 Ottobre 2008 Al Collegio dei Docenti Oggetto: Richiesta spostamento presentazione delle attività Il sottoscritto Nicola Cau, allievo del XXII ciclo del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale, si impegna formalmente a sostenere una presentazione orale, relativa all'attività svolta durante l'Anno Accademico 2007-2008, davanti al Collegio dei Docenti del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale, alla prima seduta utile successiva al rientro dal periodo di mobility presso l'Università Cattolica di Lovanio (Belgio). In fede Nicola Cau