Dissertations / Theses on the topic 'Caratterizzazione ambientale'

Alcuni contaminanti ambientali sono non biodegradabili e pericolosi per la salute umana con effetti tossici su svariati target nell’organismo. Ad oggi diversi studi suggeriscono il legame di alcuni di questi contaminanti alle proteine plasmatiche, prima fra tutte l’albumina sierica umana (HSA). L’oggetto del lavoro di tesi è stato dimostrare il legame di uno di questi contaminanti ad HSA sfruttando la tecnica della cristallografia ai raggi X. La risoluzione della struttura tridimensionale della proteina HSA in complesso con il contaminante ed il miristato di sodio ha permesso di identificare i siti e la stechiometria di legame. Utilizzando un approccio competitivo fra ligandi basato su differenti rapporti molari di contaminante, miristato di sodio ed HSA è stato infine possibile ipotizzare diverse affinità di legame per i siti stessi.

CARATTERIZZAZIONE AMBIENTALE DI HABITAT RIPRODUTTIVI DI Aphanius fasciatus IN LAGUNA DI VENEZIA Gli ambienti di transizione che si trovano all’interfaccia tra l’ambiente terrestre, marino e fluviale, come la Laguna di Venezia, sono caratterizzati da diversi habitat di acque poco profonde e supportano associazioni di specie e interazioni ecologiche uniche e di grande importanza (Kennish; 2002). Sono ecosistemi sono ricchi di microhabitat come le barene, le quali hanno un ruolo ecologico molto importante: grazie alla loro complessità strutturale fungono da zone di riparo dai predatori ed essendo ricche di risorse trofiche sono zone nursery e di riproduzione per molte specie di uccelli e pesci. Studi recenti hanno messo in luce come le stesse funzioni siano svolte anche da habitat artificiali, i quali sembrano essere un valido rifugio alternativo rispetto alle barene naturali ed infatti, sono risultati avere un’alta densità di fauna ittica (Cavraro et al; 2017). Analisi effettuate in precedenza, hanno messo in evidenza come, in laguna di Venezia, Aphanius fasciatus sia un elemento che contraddistingue la comunità ittica degli habitat di barena (Franco et al., 2006; Franzoi et al., 2010) e delle canalizzazioni artificiali (Cavraro et al.; 2017) Questo lavoro di tesi ha l’obiettivo di caratterizzare diversi siti di barena naturale e siti di canalizzazioni artificiali della Laguna di Venezia, habitat riproduttivi di A. fasciatus (inserito nell’Allegato II della Direttiva Habitat), per verificare se, tra ambienti naturali e ambienti artificiali, sussistano significative differenze in termini di: 1) disponibilità basale trofica 2) fattori e 3) parametri correlati alla produzione primaria rappresentata dalla disponibilità di diatomee, dalla concentrazione di clorofilla in acqua e nel sedimento e dalla copertura e posizione sistematica delle macroalghe presenti. Sono stati caratterizzati sette siti, di cui tre habitat di barena naturale e quattro canalizzazioni artificiali, al fine di comprendere quale sia l’habitat più ottimale per la specie in esame, e per indirizzare le azioni di conservazione.

In last decades, environmental aspects and in particular energy consumptions related to whole building life cycle have become an important field of research both at institutional level and in the discussions of a public opinion which is increasingly sensible to these aspects. This research study aims to investigate thermophysical behaviour of Living Walls, a new kind of vertical green cladding installed on external facades of building envelope. In the first chapter, the state of the art of the international research panorama on vertical greenery and in particular on Living Walls is proposed. What comes out from the research is that many aspects of this particular kind of green cladding are actually object of study and in this context new sperimental and theoretical informations and evaluations are needed. In the second chapter two of the most important kinds of green claddings are presented and in the third chapter heat transmission theory is analysed and focused on Living Wall behaviour. Others specific phenomenon and features typical of green claddings, such as evapotranspiration and Leaf Area Index, have been analysed. Results of two monitoring campaigns are presented in the fourth chapter. These field measurements have been performed on two prototypes of Living Walls, made available during the research period. Interactions between the cladding and the back wall in terms of surface temperatures and heat fluxes are presented. In the fifth chapter, a numerical model, which aims to reproduce the energetic behaviour of the two monitored green claddings, is developed and validated against field measurements. In the subsequent chapter a sensitivity analysis is performed on the mathematical model considering the most important variables. In the last chapter the U-Value calculation, for a facade with a Living Wall installed on, is proposed. The calculation is performed by means of the numerical model proposed in the fifth chapter and results are compared to those achievable by means of actual regulations. In Appendix A, the VBA code of the numerical model, developed in the fifth chapter, is entirely reported.
Negli ultimi decenni, gli aspetti energetici ed in particolare i consumi di energia legati all’intera vita utile degli edifici sono divenuti oggetto di studio e confronto sia nelle sedi istituzionali di tutto il mondo sia nei dibattiti di una opinione pubblica fortemente sensibilizzata. In quest’ottica si colloca questo lavoro che indaga il comportamento termofisico dei Living Walls, un nuovo tipo di rivestimento vegetale d’involucro direttamente installato sulle facciate degli edifici. Nel primo capitolo viene proposto l’attuale stato dell’arte che offre il panorama della ricerca internazionale sul tema dei rivestimenti vegetali ed in particolare dei Living Walls. Come emerge dalle ricerche effettuate vi sono molti aspetti ancora in fase di studio e conoscenza per i quali sono necessarie valutazioni di tipo teorico e sperimentale. Nel secondo e terzo capitolo vengono introdotte le due principali tipologie di rivestimento d’involucro e vengono ripresi i concetti generali di trasmissione del calore calandoli nello studio dei Living Walls. Vengono inoltre caratterizzati alcuni fenomeni e parametri tipici dei rivestimenti vegetali come l’evapotraspirazione e il Leaf Area Index. Nel quarto capitolo vengono riportati i risultati di due campagne di monitoraggio effettuate su prototipi di Living Walls resi disponibili durante la fase di ricerca. Evidenti sono apparse le interazioni tra il rivestimento e la parete dell’edificio retrostante in termini di temperatura superficiale e flussi di calore. Nel quinto capitolo viene proposto un modello numerico il cui obiettivo è quello di riprodurre il comportamento energetico dei due tipi di Living Wall monitorati. Il modello è stato validato utilizzando i dati delle campagne microclimatiche effettuate sui prototipi. Nel capitolo successivo viene effettuata l’analisi di sensitività del modello considerando le variabili ritenute più significative. Nell’ultimo capitolo viene proposto il calcolo della trasmittanza termica di una parete dotata di Living Wall, attraverso l’utilizzo del modello numerico sviluppato nei capitoli precedenti e i risultati vengono affiancati ai possibili risultati ottenibili con l’utilizzo della normativa attuale. Infine, in Appendice A, viene riportato il codice di calcolo scritto per il modello numerico sviluppato nel quinto capitolo.

Inner Tracker (ITK) è il nome del futuro tracciatore dell'esperimento ATLAS, sostituto dell’attuale Inner Detector (ID). ITK sarà costituito solo da rivelatori al silicio con geometria a strip e a pixel. ITK è un upgrade necessario perchè ATLAS lavori durante la Fase II del Large Hadron Collider (LHC): High-Luminosity LHC. Le condizioni di lavoro a HL LHC richiedono una maggiore granularità, rispetto al detector attuale, per far fronte alla maggiore molteplicità delle tracce cariche. Le correnti più elevate dei fasci, e la maggiore luminosità, si riflettono in un maggiore flusso di radiazione. Per garantire le operazioni del detector nel lungo periodo ITK dovrà avere una robustezza alle radiazioni superiore rispetto a ID. Uno dei compiti del gruppo dell'INFN di Bologna è la qualifica di una parte dei moduli del rivelatore che comporrà gli strati più interni di ITK. È previsto che ciascun modulo (insieme di materiale attivo, chip di readout e PCB per le connessioni) sia sottoposto a cicli termici per verificare la robustezza del collegamento tra le sue parti. I moduli devono anche essere messi in funzione in ambienti a temperature diverse, in particolare a quelle previste durante la presa dati. In questi passaggi è importante associare alle misure fatte sui moduli le misure delle condizioni ambientali. Si tengono sotto controllo temperatura e umidità dell'ambiente e la temperatura del modulo stesso. Misurare la temperatura permette di controllare che i test avvengano secondo le specifiche e a temperature che non pregiudichino la qualità dei risultati. Misurare l’umidità permette di garantire che le operazioni avvengano a temperature lontane dal punto di rugiada, eliminando il rischio di condensazione di acqua sui moduli. L’elaborato presenta il mio lavoro per lo sviluppo del sistema di monitoraggio delle condizioni ambientali. Il sistema ha permesso di misurare la temperatura e l'umidità durante i test dei moduli e di registrare le misure su un database.

2011/2012
I fondali che si estendono dal Golfo di Venezia fino alle coste Slovene (Nord Adriatico) prevalentemente fangosi o detritici, sono interrotti da numerosi affioramenti rocciosi distribuiti a profondità tra 7 e 25 m. e distanti dalla costa 0.5-25 miglia nautiche. Tali affioramenti localmente chiamati “tegnùe”, “trezze”, “grebeni”, sono maggiormente concentrati tra il Delta del Po e il Golfo di Trieste (Fig. 1). Stefanon (1967) è stato il primo a descrivere alcuni di questi affioramenti, inizialmente definiti come beachrocks; la loro genesi è invece attualmente connessa alle emissioni di gas metano [1]. La migrazione di gas poco profondi attraverso i sedimenti marini induce la deposizione di carbonato di calcio, cementificando il substrato altrimenti non consolidato.La maggior parte degli affioramenti del Nord Adriatico, che mostrano un ampio spettro di morfologie e dimensioni, è formata da una base rocciosa colonizzata da bioconcrezioni calcaree [1]. Le tegnùe sono state definite formazioni coralligene, anche se differiscono dal tipico coralligeno mediterraneo sensu stricto (Ballesteros, 2006). Il coralligeno e i fondi a maërl e rodoliti sono considerati tra i principali hot-spots di biodiversità in Mediterraneo. Il coralligeno è prodotto dal concrezionamento di alghe calcaree, briozoi, serpulidi, coralli e spugne che si accrescono in condizioni sciafile (Hong, 1980; Ballesteros, 2006), mentre i fondi a rodoliti e maërl sono substrati sedimentari ricoperti da alghe calcaree libere (Corallinales o Peyssonneliaceae) (UNEP-MAP-RAC/SPA, 2008). La conoscenza dell’estensione e struttura delle formazioni coralligene in Mediterraneo è essenziale per l’individuazione di attività di gestione e protezione di questi habitat, così come indicato dalle più recenti Direttive europee e Convenzioni internazionali. Nell’ambito della Marine Strategy Framework Directive 2008/56/CE (MSFD) il “Coralligeno (C)” e i “Fondi a maërl e rodoliti” sono stati inseriti tra gli Special Habitat da caratterizzare e di cui valutare lo Stato Ecologico (GES). Lo scopo ultimo di questo studio, basato sia su attività sperimentali di campo e di laboratorio che sull’analisi di dati di letteratura, è quello di contribuire ad una più approfondita conoscenza delle comunità biotiche degli affioramenti rocciosi del Nord Adriatico. La maggior parte dell’attività di ricerca è stata incentrata sullo studio della struttura e variabilità delle comunità macroalgali, in relazione alle principali variabili ambientali e caratteristiche morfologiche degli affioramenti rocciosi del Veneto e del Friuli Venezia Giulia. È stata inoltre analizzata la componente algale dei fondi a maërl e rodoliti, che si estendono dalle coste venete fino al circalitorale Sloveno. HABITAT FONDI A MAËRL E RODOLITI Per il Nord Adriatico non sono disponibili dati recenti e rappresentativi sulla distribuzione di maërl e rodoliti. La loro presenza è stata segnalata per la prima volta nel Golfo di Trieste nell’area prospiciente le lagune di Grado e Marano (Giaccone, 1978; Orel et al., 1981-82). Successivamente uno studio condotto da Nichetto (1990) ha rilevato la presenza di talli di maërl, prevalentemente morti, sui fondali sabbiosi che si estendono da Grado a Venezia. Infine, Bressan e Giaccone (2005) hanno riportato la presenza di maërl fossile nei sedimenti del Dosso di Santa Croce posto al centro del Golfo di Trieste. Per meglio definire l’estensione di questo Habitat a scala di sottoregione, a partire dal 2008, sono state campionate 46 stazioni nel versante italiano del Golfo di Trieste [1] e al largo della Slovenia [2]. Il campionamento in collaborazione con l’ARPA-FVG è tutt’ora in corso. I campioni sono stati raccolti in immersione o mediante bennate e dragaggi. Considerando anche i dati di letteratura sui fondi mobili dal Veneto alle coste Slovene sono state rinvenute 23 Corallinales, la cui distribuzione batimetrica è compresa tra 9 e 24 m (Orel et al., 1981-82; Nichetto, 1990; Bressan e Giaccone, 2005; [1]; [2]). 15 Corallinales sono state rinvenute sotto forma di rodoliti: Lithophyllum incrustans Philippi, Lithophyllum racemus (Lamarck) Foslie, Lithophyllum corallinae (P.L.Crouan & H.M.Crouan) Heydrich, Lithophyllum pustulatum (J.V. Lamouroux) Foslie, Lithothamnion corallioides (P.L.Crouan & H.M.Crouan) (P.L.Crouan & H.M.Crouan), Lithothamnion minervae Basso, Lithothamnion philippii Foslie, Lithothamnion sonderi Hauck, Lithothamnion valens Foslie, Neogoniolithon brassica-florida (Harvey) Setchell & Mason, Neogoniolithon mamillosum (Hauck) Setchell & L.R. Mason, Phymatolithon calcareum (Pallas) W.H. Adey & D.L. McKibbin, Phymatoltihon lenormandii (Areschoug) W.H. Adey, Spongites fruticulosa Kützing), Sporolithon ptycoides Heydrich. Delle 11 Corallinales raccolte mediante dragaggi nel circalitorale sloveno 5 taxa rappresentano nuove segnalazioni per l’area di studio: Hydrolithon boreale (Foslie) Y.M. Chamberlain, L. philippii, L. minervae, L. sonderi, N. brassica-florida [2]. Nella biocenosi del Detritico Costiero e presso i banchi di Cladocora caespitosa Linnaeus, L. philippii, L. sonderi, L. minervae, L. pustulatum, L. racemus, N. brassica-florida, N. mamillosum, P. lenormandii sono stati campionati come rodoliti vivi, morti o fossili. Alcuni siti sono risultati caratterizzati prevalentemente da rodoliti sub-fossili [2]. Sui fondi mobili da Venezia a Trieste sono state censite 15 Corallinales in forma di rodoliti, in prevalenza caratteristiche del Detritico Costiero. I dati degli anni ’90 avevano evidenziato la dominanza di talli morti in particolare nell’area di Grado, che risultava anche impoverita in termini di abbondanza. Il presente studio ha invece individuato proprio al largo di Grado la presenza di facies vive di maërl e rodoliti. In particolare i fondali sabbiosi sono risultati caratterizzati da L. racemus, mentre sul substrato pelitico-sabbioso sono stati rinvenuti per la prima volta nel Golfo di Trieste talli vivi di P. calcareum, assieme alle altre due specie caratteristiche del maërl mediterraneo (L. corallioides e L. minervae) (Curiel et al., 2009; AA.VV., 2010; [1]). Poiché l’analisi della morfologia dei rodoliti sembra essere indicativa delle caratteristiche idrodinamiche e del tasso di sedimentazione, i talli raccolti in due siti al largo di Grado caratterizzati da una più cospicua presenza di forme libere sono stati classificati in base all’indice di sfericità e alla densità delle ramificazioni [1]. HABITAT CORALLIGENO La posizione, la profondità, la topografia e la struttura geologica degli affioramenti rocciosi del Nord Adriatico sono ben documentati già da tempo, come lo sono la biodiversità e la variabilità spaziale delle comunità zoobentoniche. Al contrario solo pochi studi sono stati condotti sulle macroalghe [3]. Nel presente studio sono state analizzate la biodiversità e la variabilità spaziale delle comunità macroalgali di 37 affioramenti rocciosi situati sui fondali antistanti le lagune di Venezia e Grado-Marano, a distanze dalla costa comprese tra 0.5-10 miglia nautiche e profondità tra 7 e 25 m [3]. In base alla loro morfologia ed elevazione dal substrato tali affioramenti sono stati suddivisi in 3 tipologie: i) piccole rocce sparse con elevazione di 0.5-1m; ii) rocce raggruppate con elevazione di 0.5-1m; iii) strutture ampie con rilievo fino a 3-4m. Sulle superfici orizzontali superiori di ciascun affioramento le macroalghe sono state campionate mediante grattaggi di tre aree (2500 cm2). In laboratorio sono stati analizzati il numero di taxa, la copertura di Rhodophyta, Chlorophyta, Ochrophyta e dei gruppi morfo-funzionali (forme incrostanti, filamentose ed erette). Le relazioni di questi parametri con la tipologia del substrato, la profondità e la distanza dalla costa sono state valutate mediante analisi statistica [3]. In totale sono stati identificati 173 taxa, di cui 124 Rhodophyta, 25 Ochrophyta e 24 Chlorophyta. Con l’aggiunta di dati di letteratura il numero di macroalghe censite sugli affioramenti del Nord Adriatico è di 190 taxa., comprendendo gran parte della flora della regione. Considerando il contesto biogeografico e i fondali mobili circostanti le tegnùe presentano una elevata biodiversità algale, se comparata con le formazioni coralligene del Mediterraneo. L’analisi floristica ha portato al ritrovamento di Mesophyllum macroblastum (Foslie) Adey (Hapalidiaceae, Corallinales, Rhodophyta) componente importante del coralligeno nel Mediterraneo occidentale e prima segnalazione per il Nord Adriatico. I talli gametangiali sono stati invece rinvenuti per la prima volta in Mediterraneo [4]. La morfologia e l’anatomia dei talli raccolti nel Golfo di Trieste sono state analizzate al SEM e successivamente comparate con campioni d’erbario provenienti dal Tirreno e con dati di letteratura. In base alla struttura e anatomia dei concettacoli tetrasporangiali è stata proposta una nuova chiave dicotomica per l’identificazione dei taxa Mediterranei del genere Mesophyllum. È stato inoltre segnalato per la prima volta in Mediterraneo Phymatolithon lamii (Lemoine) Y. Chamberlain (Hapalidiaceae, Corallinales, Rhodophyta), specie aliena incrostante nord atlantica [5]. Lo studio morfo-anatomico al SEM dei campioni raccolti ha evidenziato alcune differenze rispetto ai tipi e ai campioni delle Isole Britanniche. Sono stati inoltre individuati e descritti i caratteri che distinguono P. lamii dalle altre due specie del genere ed è stata proposta una nuova chiave dicotomica basata sulla morfologia esterna del tallo e la struttura dei concettacoli. Il ritrovamento di P. lamii al di fuori del suo range ottimale di temperatura e la presenza di entrambe le fasi riproduttive sembrano indicare una maggiore capacità adattativa di questa specie. È quindi possibile che P. lamii sia presente anche in altre aree del Mediterraneo, ma confuso con il congenerico P. lenormandii. Oltre a P. lamii sugli affioramenti rocciosi campionati sono state rinvenute altre 7 specie aliene, già segnalate nella laguna di Venezia: Antithamnion hubbsii E.Y.Dawson, Desmarestia viridis (O.F.Müller) J.V.Lamouroux, Heterosiphonia japonica Yendo, Neosiphonia harveyi (J.W.Bailey) M.S.Kim, H.G.Choi, Guiry & G.W.Saunders, Polysiphonia morrowii Harvey, Polysiphonia stricta (Dillwyn) Greville, Solieria filiformis (Kützing) P.W.Gabrielson [3]. In totale sono state rinvenute 5 Peyssonneliaceae e 22 Corallinales, tra cui le più comuni sono L. pustulatum e L. philippii. È peculiare l’assenza di alcune alghe comuni nelle formazioni coralligene tipiche del Mediterraneo, che sono invece presenti sui substrati rocciosi sottocosta e poco profondi del Golfo di Trieste, quali Halimeda tuna (Ellis & Solander) J.V. Lamouroux e Flabellia petiolata (Turra) Nizamuddin. La copertura media (14.8 % ± 29.2 %) è bassa rispetto ai valori riportati per il Mediterraneo occidentale (>120 %) Le specie più abbondanti sono Peyssonnelia sp.pl., L. philippii, L. pustulatum e Zanardinia typus (Nardo) P.C.Silva. Per quanto riguarda i gruppi morfo-funzionali il numero delle alghe filamentose (13.4 ± 9.0 taxa) è maggiore rispetto alle forme incrostanti (6.4 ± 5.6 taxa) ed erette (5.4 ± 3.8 taxa). Risultati opposti sono stati ottenuti considerando invece le coperture medie (incrostanti: 8.2 % ± 19.3 %; erette: 4.2 % ± 8.6 % ; filamentose: 2.3 % ± 5.0 % ). Sia il numero di macroalghe che la copertura mostrano un'elevata variabilità correlata alla distanza dalla costa, alla topografia degli affioranti e alla profondità. Tale variabilità è più marcata sottocosta in vicinanza di sbocchi fluviali e alla laguna di Venezia. Questi affioramenti, sottoposti ad elevata sedimentazione, sono caratterizzati da bassi valori di copertura e dalla presenza di taxa a tallo eretto o comuni nelle acque di transizione e sulle strutture artificiali, quali ad esempio Ulva laetevirens Areschoug, Cryptonemia lomation (Bertoloni) J.Agardh, Rhodophyllis divaricata (Stackhouse) Papenfuss, Rhodymenia ardissonei (Kuntze) Feldmann, Ceramium diaphanum (Lightfoot) Roth, Chondria capillaris (Hudson) M.J.Wynne, Dictyota dichotoma v. intricata (C.Agardh) Greville. Gli affioramenti posti a maggior profondità al largo delle lagune di Grado e Venezia mostrano invece elevati valori di copertura di specie biocostruttrici, quali L. stictaeforme, L. philippi, N. mamillosum. In particolare gli affioramenti del Golfo di Trieste, caratterizzati da una minor torbidità e sedimentazione, presentano il numero di macroalghe e i valori di copertura di specie incrostanti maggiori. In generale le forme filamentose mostrano un elevato numero di taxa in entrambe le aree ma con bassi valori di copertura, ad eccezione di Pseudochlorodesmis furcellata (Zanardini) Børgesen . Dato che la MSFD richiede che il GES sia definito a livello ecosistemico, lo studio è stato integrato con dati relativi alle comunità zoobentoniche e alla fauna ittica [6]. È stata quindi ottenuta una check-list di 1001 taxa, che evidenzia la grande biodiversità degli affioramenti del Nord Adriatico. I gruppi principali presenti sugli affioramenti biogenici sono molluschi (256 taxa), alghe (190 taxa), policheti (144 taxa), crostacei (124 taxa), spugne (68 taxa), tunicati (40 taxa) e pesci (80 taxa). In generale gli affioramenti Adriatici sono contraddistinti da un maggior numero di sospensivori e da una ridotta complessità strutturale delle comunità biotiche rispetto al coralligeno mediterraneo. Gli affioramenti del Veneto, probabilmente anche in relazione al numero di studi condotti, presentano un maggior numero di taxa zoobentonici rispetto a quelli del Friuli Venezia Giulia e ai fondali Sloveni. I principali biocostruttori delle tegnùe sono rappresentati da alghe calcaree e policheti. C. caespitosa risulta rara sugli affioramenti italiani mentre mostra un’importante attività di biocostruzione in Slovenia. Complessivamente sono stati censiti 17 taxa considerati caratteristici del coralligeno (sensu Ballesteros, 2006), al contrario i grandi antozoi e briozoi sono assenti, ad eccezione di Myriapora truncata Pallas rinvenuta in Slovenia. L'assenza di queste specie è probabilmente legata alla scarsa elevazione degli affioramenti, alla risospensione dei sedimenti e alle ridotte dimensioni delle superfici colonizzabili. Il ruolo dei bioerosori sui processi di biocostruzione è stato poco indagato. In totale sono stati censiti 14 taxa bioerosori, di cui 4 poriferi, 2 sipunculidi, 4 bivalvi, 3 policheti e 1 echinoderma. In conclusione questo studio rappresenta un importante contributo alla caratterizzazione della componente macroalgale del coralligeno di fondo duro e mobile in Nord Adriatico. Sono state individuate facies vive di maërl in diversi siti al largo della laguna di Grado e definite le tipicità del coralligeno degli affioramenti rocciosi adriatici, adattato a elevati tassi di sedimentazione e ampie escursioni termiche e di salinità. Le tegnùe, per la ridotta profondità e particolare topografia, presentano caratteristiche in parte simili al coralligeno descritto per le coste Pugliesi (Sarà, 1969). Le conoscenze acquisite durante questa ricerca hanno permesso di: - designare due affioramenti come nuova area SIC per il Friuli Venezia Giulia (IT3330009 “Trezze San Pietro e Bardelli”) che con la Deliberazione della Giunta regionale n. 1623 del 20 settembre 2012 è entrata a far parte della rete Natura 2000. - includere ai fini dell’attuazione della MSFD il nord Adriatico tra le 11 assessment area per gli Habitat “Coralligeno” e “Fondi a maërl e rodoliti”. Lo Stato Ecologico è stato indicato in base al “giudizio esperto”, dato che per i due Habitat mancano a livello nazionale ed europeo indici validati per la definizione dei valori soglia del GES.
XXV Ciclo
1981

Questa tesi si inserisce nel progetto regionale MATER_SOS (Materiali sostenibili per il ripristino e la realizzazione di nuovi edifici) che punta al recupero degli scarti industriali per lo sviluppo di materiali da costruzione a basso impatto ambientale. Nell’ambito delle piastrelle ceramiche, la ricerca ha sviluppato un gres porcellanato ottenuto esclusivamente da materiali di scarto che ha il vantaggio di sinterizzare a temperature inferiori a quelle del materiale tradizionale. Lo scopo di questa tesi è stato quello di valutare se la piastrella di grès porcellanato ottenuta da materiale di riciclo possa essere resa fotocatalitica grazie al biossido di titanio (TiO2), il migliore fotocatalizzatore compatibile con i materiali ceramici. La fotocatalisi è un processo chimico che permette di decomporre rapidamente le sostanze inquinanti presenti nell’ambiente e sulla superficie del materiale. Si è proceduto ad implementare gli impasti già sviluppati con biossido di titanio a tutta massa utilizzando una polvere nanometrica e una polvere micrometrica. Diverse barbottine, additivate con TiO2 a tutta massa in percentuali sempre maggiori, sono state sinterizzate in muffola a varie temperature, tra i 800 e i 1100 °C, in base alla formulazione dell’impasto. I provini così ottenuti sono stati analizzati per valutarne la porosità, il ritiro, la composizione chimica e l’efficienza fotocatalitica. Si è inoltre applicato il biossido di titanio con un trattamento superficiale su campioni costituiti dal solo impasto base di riciclo mediante immersione (dip coating). Alcuni di questi campioni sono stati esposti in ambiente esterno per 30 e 90 giorni al fine di valutare la durabilità del trattamento fotocatalitico. I risultati dei due approcci hanno permesso un confronto fra diverse soluzioni applicative del biossido di titanio e di valutare l’interazione fra il TiO2 e i materiali di riciclo durante il processo di sinterizzazione.

L’evoluzione dei sensori multispettrali e la prospettiva di sviluppo dei sensori iperspettrali nel campo del telerilevamento ottico offrono nuovi strumenti per l’indagine del territorio e rinnovano la necessità di ridefinire potenzialità, limiti e accuratezza delle metodologie tradizionali. Nel caso delle immagini iperspettrali, in particolare, l’elevatissima risoluzione spettrale apre nuove possibilità di sviluppo di modelli fisicamente basati per correlare grandezze radiometriche con indicatori fisico-chimici caratteristici delle superfici osservate, a prezzo però di maggiori oneri nella gestione del dato. Il presente lavoro mira appunto ad esaminare, per alcune applicazioni di carattere ambientale e attraverso casi di studio specifici, le criticità del problema del rilevamento da remoto nel suo complesso: dai problemi di correzione radiometrica delle immagini, all'acquisizione di dati di calibrazione sul campo, infine all'estrazione delle informazioni di interesse dal dato telerilevato. A tal fine sono stati sperimentati diversi modelli di trasferimento radiativo ed è stata sviluppata un’interfaccia per la gestione del modello 6SV. Per quest’ultimo sono state inoltre sviluppate routine specifiche per il supporto dei sensori Hyperion e World View 2. La ricerca svolta intende quindi offrire un contributo alla definizione di procedure operative ripetibili, per alcune applicazioni intimamente connesse all’indagine conoscitiva ed al monitoraggio dei processi in atto sul territorio. Nello specifico, si è scelto il caso di studio dell’oasi del Fayyum, in Egitto, per valutare il contenuto informativo delle immagini satellitari sotto tre diversi profili, soltanto in apparenza distinti: la classificazione della litologia superficiale, la valutazione dello stato di qualità delle acque ed il monitoraggio delle opere di bonifica. Trattandosi di un’oasi, le aree coltivate del Fayyum sono circondate dai suoli aridi del deserto libico. La mancanza di copertura vegetale rappresenta una condizione privilegiata per l’osservazione della litologia superficiale da remoto, auspicabile anche per la scarsa accessibilità di alcune aree. Il fabbisogno idrico dell’oasi è garantito dall’apporto di acque del fiume Nilo attraverso una rete di irrigazione che ha, come recettore finale, il lago Qarun, situato nella porzione più depressa dell’oasi. Questo lago, privo di emissari, soffre enormi problemi di salinizzazione, visto il clima iper-arido in cui si trova, e di inquinamento da fertilizzanti agricoli. Il problema della sostenibilità ambientale dello sfruttamento agricolo intensivo dell’oasi è un problema di deterioramento della qualità dell’acqua e della qualità dei suoli. È un problema che richiede una adeguata conoscenza del contesto geologico in cui questi terreni sono inseriti ed una capacità di monitoraggio degli interventi di bonifica ed estensione delle coltivazioni in atto; entrambe conoscenze necessarie alla definizione di un piano di sviluppo economico sostenibile. Con l’intento di contribuire ad una valutazione delle effettive potenzialità del telerilevamento come strumento di informazione territoriale, sono state sperimentate tecniche di classificazione di immagini multispettrali ASTER ed iperspettrali Hyperion di archivio per discriminare la litologia superficiale sulle aree adiacenti al lago Qarun nell’oasi del Fayyum. Le stesse immagini Hyperion di archivio più altre appositamente acquisite sono state utilizzate, assieme ad immagini multispettrali ALI, per la valutazione qualitativa e quantitativa di parametri di qualità delle acque, attraverso l’applicazione di modelli empirici di correlazione. Infine, per valutare l’ipotesi che il deterioramento della qualità delle acque possa essere correlato ai processi di bonifica ed estensione delle coltivazioni in atto negli ultimi decenni, le immagini dell’archivio Landsat sono state utilizzate per analisi di change detection. Per quanto riguarda il problema della validazione dei risultati, si è fatto uso di alcuni dati di verità a terra acquisiti nel corso di un survey preliminare effettuato nell’Ottobre 2010. I campioni di roccia prelevati e le misure di conducibilità elettrica delle acque del lago, benché in numero estremamente limitato per la brevità della missione e le ovvie difficoltà logistiche, consentono alcune valutazioni preliminari sui prodotti ottenuti dalle elaborazioni. Sui campioni di roccia e sabbie sciolte, in particolare, sono state effettuate misure di riflettività in laboratorio ed analisi mineralogiche dettagliate. Per la valutazione della qualità delle acque, più precisamente delle concentrazioni di clorofilla, la metodologia utilizzata per il caso di studio egiziano è stata applicata anche sul tratto costiero adriatico antistante le foci dei fiumi Tronto e Salinello. In questo sito sono state effettuate misure in situ di conducibilità elettrica ed il prelievo di campioni di acqua per la determinazione in laboratorio delle concentrazioni di clorofilla. I risultati ottenuti hanno evidenziato le potenzialità offerte dall’informazione spettrale contenuta nelle immagini satellitari e consentono l’individuazione di alcune pratiche operative. D’altro canto hanno anche messo in luce le carenze dei modelli attualmente esistenti, nonché le criticità legate alla correzione atmosferica delle grandezze radiometriche rilevate.

L’evoluzione dei sensori multispettrali e la prospettiva di sviluppo dei sensori iperspettrali nel campo del telerilevamento ottico offrono nuovi strumenti per l’indagine del territorio e rinnovano la necessità di ridefinire potenzialità, limiti e accuratezza delle metodologie tradizionali. Nel caso delle immagini iperspettrali, in particolare, l’elevatissima risoluzione spettrale apre nuove possibilità di sviluppo di modelli fisicamente basati per correlare grandezze radiometriche con indicatori fisico-chimici caratteristici delle superfici osservate, a prezzo però di maggiori oneri nella gestione del dato. Il presente lavoro mira appunto ad esaminare, per alcune applicazioni di carattere ambientale e attraverso casi di studio specifici, le criticità del problema del rilevamento da remoto nel suo complesso: dai problemi di correzione radiometrica delle immagini, all'acquisizione di dati di calibrazione sul campo, infine all'estrazione delle informazioni di interesse dal dato telerilevato. A tal fine sono stati sperimentati diversi modelli di trasferimento radiativo ed è stata sviluppata un’interfaccia per la gestione del modello 6SV. Per quest’ultimo sono state inoltre sviluppate routine specifiche per il supporto dei sensori Hyperion e World View 2. La ricerca svolta intende quindi offrire un contributo alla definizione di procedure operative ripetibili, per alcune applicazioni intimamente connesse all’indagine conoscitiva ed al monitoraggio dei processi in atto sul territorio. Nello specifico, si è scelto il caso di studio dell’oasi del Fayyum, in Egitto, per valutare il contenuto informativo delle immagini satellitari sotto tre diversi profili, soltanto in apparenza distinti: la classificazione della litologia superficiale, la valutazione dello stato di qualità delle acque ed il monitoraggio delle opere di bonifica. Trattandosi di un’oasi, le aree coltivate del Fayyum sono circondate dai suoli aridi del deserto libico. La mancanza di copertura vegetale rappresenta una condizione privilegiata per l’osservazione della litologia superficiale da remoto, auspicabile anche per la scarsa accessibilità di alcune aree. Il fabbisogno idrico dell’oasi è garantito dall’apporto di acque del fiume Nilo attraverso una rete di irrigazione che ha, come recettore finale, il lago Qarun, situato nella porzione più depressa dell’oasi. Questo lago, privo di emissari, soffre enormi problemi di salinizzazione, visto il clima iper-arido in cui si trova, e di inquinamento da fertilizzanti agricoli. Il problema della sostenibilità ambientale dello sfruttamento agricolo intensivo dell’oasi è un problema di deterioramento della qualità dell’acqua e della qualità dei suoli. È un problema che richiede una adeguata conoscenza del contesto geologico in cui questi terreni sono inseriti ed una capacità di monitoraggio degli interventi di bonifica ed estensione delle coltivazioni in atto; entrambe conoscenze necessarie alla definizione di un piano di sviluppo economico sostenibile. Con l’intento di contribuire ad una valutazione delle effettive potenzialità del telerilevamento come strumento di informazione territoriale, sono state sperimentate tecniche di classificazione di immagini multispettrali ASTER ed iperspettrali Hyperion di archivio per discriminare la litologia superficiale sulle aree adiacenti al lago Qarun nell’oasi del Fayyum. Le stesse immagini Hyperion di archivio più altre appositamente acquisite sono state utilizzate, assieme ad immagini multispettrali ALI, per la valutazione qualitativa e quantitativa di parametri di qualità delle acque, attraverso l’applicazione di modelli empirici di correlazione. Infine, per valutare l’ipotesi che il deterioramento della qualità delle acque possa essere correlato ai processi di bonifica ed estensione delle coltivazioni in atto negli ultimi decenni, le immagini dell’archivio Landsat sono state utilizzate per analisi di change detection. Per quanto riguarda il problema della validazione dei risultati, si è fatto uso di alcuni dati di verità a terra acquisiti nel corso di un survey preliminare effettuato nell’Ottobre 2010. I campioni di roccia prelevati e le misure di conducibilità elettrica delle acque del lago, benché in numero estremamente limitato per la brevità della missione e le ovvie difficoltà logistiche, consentono alcune valutazioni preliminari sui prodotti ottenuti dalle elaborazioni. Sui campioni di roccia e sabbie sciolte, in particolare, sono state effettuate misure di riflettività in laboratorio ed analisi mineralogiche dettagliate. Per la valutazione della qualità delle acque, più precisamente delle concentrazioni di clorofilla, la metodologia utilizzata per il caso di studio egiziano è stata applicata anche sul tratto costiero adriatico antistante le foci dei fiumi Tronto e Salinello. In questo sito sono state effettuate misure in situ di conducibilità elettrica ed il prelievo di campioni di acqua per la determinazione in laboratorio delle concentrazioni di clorofilla. I risultati ottenuti hanno evidenziato le potenzialità offerte dall’informazione spettrale contenuta nelle immagini satellitari e consentono l’individuazione di alcune pratiche operative. D’altro canto hanno anche messo in luce le carenze dei modelli attualmente esistenti, nonché le criticità legate alla correzione atmosferica delle grandezze radiometriche rilevate.

Il lavoro di questa tesi ha previsto l'acquisizione e l'elaborazione di dati geofisici al fine di determinare la risposta sismica di tre siti della Rete Accelerometrica Nazionale (RAN), collocandosi all'interno del progetto sismologico S2-2014 Constraining Observations into Seismic Hazard gestito dal Dipartimento di Protezione Civile Nazionale e dall’Istituto Nazionale di Geofisica e di Vulcanologia. Tale necessità nasce dal fatto che il più delle volte le informazioni per la corretta caratterizzazione geofisica dei siti ospitanti le stazioni accelerometriche risultano essere insufficienti, rendendo così i dati acquisiti non idonei per l'utilizzo in sede di calcolo delle leggi di attenuazione dalle quali successivamente vengono derivate le mappe di pericolosità sismica a livello nazionale e locale. L'obbiettivo di questo lavoro di tesi è stato quello di determinare l'eventuale presenza di effetti di sito o effetti di interazione suolo-struttura, per tre stazioni ubicate in Friuli-Venezia Giulia (codici stazioni MAI, TLM1 e BRC), capaci di amplificare il moto del terreno nella parte di suolo compresa fra il bedrock sismico (inteso come strato che non amplifica) e il piano campagna. Le principali tecniche utilizzate sono le seguenti: HVSR ossia rapporto spettrale della componente orizzontale su quella verticale da misure di rumore ambientale acquisite e EHV ovvero rapporto spettrale della componente orizzontale su verticale da registrazione di terremoti scaricate dal database accelerometrico italiano ITACA. I risultati delle due tecniche sono stati poi confrontati al fine di verificare un'eventuale congruenza, portando alle seguenti conclusioni. La caratterizzazione della stazione TLM1 ha portato alla importante conclusione che il sito non è idoneo per l’acquisizione di dati accelerometrici da utilizzare per il calcolo di leggi predittive o di attenuazione. La stazione accelerometrica è ospitata all’interno di un box in lamiera su una collina nel comune di Verzegnis (UD). Il problema principale che riguarda questo sito è la vicinanza della diga Ambiesta e del relativo invaso. La stazione di BRC è collocata all’interno di una cabina di trasformazione dell’ENEL sul lato destro del torrente Cellina, al suo ingresso nel lago di Barcis (PN). Le condizioni topografiche della zona, molto impervie, non consentono la corretta acquisizione dei dati. Un ulteriore fattore di disturbo è dato dall’interazione suolo-struttura, causata dalla cabina ENEL in cui è alloggiata la strumentazione. La caratterizzazione della stazione MAI collocata all'interno di una cabina ENEL nel centro del comune di Majano (UD) ha portato alla conclusione che questa è l'unica delle tre stazioni considerate capace di acquisire dati utilizzabili per il processo di validazione per le stime di pericolosità sismica. Questo perché le condizioni topografiche dell’area, pianura con stratificazione 1D, hanno permesso di sfruttare a pieno le potenzialità delle metodologie utilizzate, consentendo anche la ricostruzione di profili di velocità delle onde di taglio S con i quali è stata assegnata la categoria C del suolo previsto dall'approccio semplificato presente nelle NTC08.

In questo lavoro di tesi si riportano i risultati ottenuti nella messa a punto di metodi elettrochimici per la determinazione di inquinanti di interesse ambientale quali Ni(II), Co(II), Cr(III), Cr(VI) e As(III) con nuovi supporti elettrodici: i pyrolyzed photoresist carbon electrodes (PPCE). Tali elettrodi sono ottenuti per pirolisi di un photoresist negativo (SU-8) a 900°C in atmosfera inerte (azoto). Il processo ad alta temperatura converte il polimero in carbonio vetroso. Inizialmente, il comportamento elettrochimico dei PPCE è stato caratterizzato mediante voltammetria ciclica (CV) di un probe redox dal comportamento reversibile, il ferricianuro di potassio. In un secondo momento è stata studiata la possibilità di estendere la finestra di potenziale accessibile ai PPCE, al fine di poter determinare metalli ed altri analiti inorganici il cui potenziale di stripping si trovi a valori particolarmente negativi, per i quali l’evoluzione di idrogeno ne impedisca la determinazione. Per questa ragione si è scelto di modificare la superficie dei PPCE con bismuto: metallo non tossico e con prestazioni elettrochimiche comparabili a quelle del mercurio. Gli elettrodi così modificati hanno permesso lo sviluppo di metodiche di analisi per nichel e cobalto, basate sulla voltammetria di adsorbimento e stripping catodico (AdCSV), impiegando la dimetilgliossima come legante. È stata studiata sia la deposizione del bismuto in-situ che ex-situ, e sono stati ottenuti limiti di rivelabilità (detection limit, DL) per il nichel di 0.05 ppb in presenza di solo Ni(II), e di 1 ppb con Co(II) nella stessa soluzione. È stato messo a punto anche un metodo elettroanalitico per la speciazione del cromo inorganico. La modifica dell’elettrodo con bismuto e l’impiego del pirocatecolo violetto (PCV) come legante hanno permesso la determinazione selettiva di Cr(VI) tramite AdCSV raggiungendo un DL di 0.09 ppb. La quantificazione delle specie con altri stati di ossidazione avviene con la completa ossidazione di tutto il cromo a Cr(VI) tramite irradiazione con luce UV in soluzione satura di ossigeno. Infine, la deposizione di nanoparticelle di oro sulla superficie dei PPCE ha permesso la determinazione di As(III) tramite voltammetria di stripping anodico (ASV). La morfologia delle particelle è stata caratterizzata al SEM e i PPCE così modificati hanno fornito un DL per As(III) di 1 ppb con soli 120 s di deposizione.

Cultural Heritage of Sardinia (Italy) consists of a large number of historical monuments belonging to different cultures (e.g. Nuragic, Roman, Phoenician-Punic, Romanesque, Aragonese), from 1800 BC to 1700 AD. Some of these buildings, nowadays in a poor state of conservation, are subject to management and monitoring plans. In this research, four representative archaeological sites from Roman to Romanesque cultures are the topic of an in-depth study. The project focuses on ancient mortars, stones and paintings. An integrated and multi-scale approach proposed in this project, combines classical physical-mechanical, petrographic and geochemical investigations (archaeometry) with accelerate aging tests (AAT). Optical mineralogy observations (OM) on stones permit the rock classification and the identification of ancient supply quarries. In the case of marbles, the provenience of the rocks was established by cross-analysis OM and isotope-ratio 13C vs 18O. OM on mortars identifies the environment origin and typology of aggregates. Both mortars and stones are subject to physical-mechanical tests in order to obtain densities, porosities, imbibition and saturation indices, tensile and compressive strengths. In addition, the particle-size distribution (PSD) of mortar aggregates points out information about the production methodology. A XRPD diffraction associated with SEM-EDS and TGA-DSC analysis on mortar binders recognized alteration mineral phases and established the hydraulicity degree. In addition μXRD with associated μRaman spectroscopy and μFT-IR have been carried out on the fresco to characterize the pigments and their binder. By in-situ observations and digital image reconstruction, decay mapping of some building portion highlight the diverse alteration forms of the stone. Accelerated aging tests on samples with analogue lithology to the one used in the selected monument, try to reproduce these alteration forms in laboratory. The aging tests, conducted by climatic chambers, faithfully reproduce the temperature, humidity, capillary rising, CO2 air content and solar radiation of the environment context where the monuments are located. All macroscopic morphologic modifications have been represented before and after the aging tests by 3D photogrammetric modelling (online available). Furthermore, before, after and in some case during the aging tests, a wide series of physical-mechanical parameters (e.g. linear roughness, mass, color changes, mechanical strengths, densities, P ultrasonic speeds.) and chemical parameters (e.g. efflorescences characterization) have been evaluated. Traditional applied petrography approach allows to observe the actual decay state and accelerated aging tests predict the modalities of decay development in the future.

2010/2011
Il presente lavoro affronta lo studio di due problematiche idrogeologiche complesse e molto diverse tra loro, mediante un approccio geofisico integrato con le indispensabili indagini geologiche e idrogeologiche: (1) caratterizzazione delle risorse sotterranee solforose in ambiente montano al fine di localizzare una o più aree adatte alla perforazione e quindi all’estrazione di acque solforose; (2) caratterizzazione idrogeofisica di un area golenale soggetta a forti eterogeneità locali che possono influenzare il flusso, alterando consistentemente la conduttività idraulica. I risultati delle indagini geofisiche costituiscono nei casi descritti un indispensabile supporto funzionale per comprendere approfonditamente le aree studiate con particolare riguardo alla ricostruzione dei sistemi acquiferi, circuiti idrogeologici e disponibilità di risorse idriche e termali al fine di realizzare un'azione progettuale ingegneristica mirata e consistente.
XXIV Ciclo
1977

I sedimenti, elementi essenziali e dinamici di tutti i sistemi acquatici, rappresentano un potenziale serbatoio di sostanze tossiche di origine antropogenica. In ambiente marino, essi costituiscono un comparto ambientale estremamente complesso, con modalità di formazione, caratteristiche chimico-fisiche, organismi viventi e tipi di contaminazione estremamente variabili. In particolare, gli idrocarburi di origine petrolifera (indicati globalmente con la misura dei TPH - Total Petroleum Hydrocarbon) inquinanti prioritari particolarmente diffusi nelle aree fortemente industrializzate, tendono a rimanere intrappolati nei sedimenti per lunghi periodi di tempo; ciò li rende una fonte permanente di inquinamento e, conseguentemente, comporta effetti negativi sulla salute umana e sull’ambiente. La presenza in Italia di un elevato numero di siti contaminati ha fatto sorgere negli ultimi anni un crescente interesse verso nuove tecnologie di bonifica. In merito ai sedimenti portuali, stante la frequente necessità di dragare ingenti quantità di materiale per garantire la fruibilità delle aree portuali e il mantenimento di adeguate batimetrie, risulta necessario individuare valide opzioni di gestione che ne riducano lo smaltimento in discarica, soprattutto in relazione alle recenti disposizioni normative. Le aree portuali sono inoltre tra le zone costiere maggiormente soggette a fenomeni di inquinamento, spesso legati alle diverse attività industriali che vi si concentrano. In particolare, la Rada di Augusta (Siracusa, Italia) è sede di numerose attività industriali e di raffinazione che hanno comportato negli anni un severo stato di contaminazione, sia delle acque che dei sedimenti, tanto da far rientrare la Rada nella perimetrazione dei Siti di Interesse Nazionale (SIN). Tecnologie promettenti per il risanamento dei sedimenti marini contaminati da idrocarburi si basano sulla biodegradazione degli inquinanti da parte di popolazioni microbiche capaci di utilizzarli come fonte di carbonio ed energia. Tali strategie, più economiche ed ecosostenibili rispetto a trattamenti di tipo termico o chimico-fisico, stanno guadagnando attenzione grazie a una serie di studi che esplorano l'applicazione di comunità microbiche per la degradazione dei TPH. Tra queste, i reattori bioslurry, sistemi di trattamento ex-situ, si configurano come una delle migliori alternative per il trattamento di suoli e sedimenti contaminati da inquinanti recalcitranti in condizioni controllate. L'obiettivo di questa tesi di dottorato è stato quello di valutare l’applicabilità del trattamento biologico mediante reattori bioslurry a un sedimento proveniente da un sito interessato da un reale stato di contaminazione, la Rada di Augusta. In particolare, l’attività sperimentale è stata suddivisa in quattro fasi, di cui le prime due propedeutiche alla predisposizione dell’istallazione sperimentale per il trattamento della matrice contaminata in un reattore bioslurry a scala da banco: I. esecuzione di test di microcosmo aerati su sedimento proveniente dalla rada; II. configurazione impiantistica ottimale del reattore; III. prima campagna sperimentale in reattore bioslurry; IV. seconda campagna sperimentale in reattore bioslurry. I test di microcosmo condotti nella prima fase sperimentale hanno consentito di misurare degli indicatori funzionali alla valutazione delle performance dei trattamenti biologici nella rimozione della componente idrocarburica presente nei sedimenti marini. A tale scopo, sono state adottate diverse configurazioni di reattori batch, al fine di valutare la capacità degradativa della biomassa autoctona e l’influenza sul processo dell’aggiunta di nutrienti (biostimulation) e inoculo di biomasse alloctone (bioaugmentation). La seconda fase della ricerca è stata dedicata alla messa in esercizio di un reattore in fase semisolida (slurry), del tipo STR (stirred tank reactor). Le attività preliminari di tale fase hanno consentito di valutare la migliore configurazione impiantistica in termini di efficienza di miscelazione, con particolare riferimento alle modalità di miscelazione e alla presenza o meno di aerazione. Le ultime due fasi della sperimentazione sono state condotte alimentando il reattore in modalità batch con sedimento marino proveniente dalla rada; esse differiscono principalmente per lo stato di contaminazione iniziale. Sono state valutate le performance di processo in termini di rimozione di TPH congiuntamente ad altre tipologie di indagini volte ad ottenere maggiori informazioni sulla natura dei processi che si instaurano. In particolare, è stato utilizzato un approccio di tipo microbiologico che consiste nell’adozione di una tecnica di sequenziamento di nuova generazione (NGS - Next Generation Sequencing), MiSeq Illumina, per caratterizzare il comparto batterico presente nella matrice sedimento e seguire la dinamica della composizione dello stesso durante il periodo di osservazione. In relazione alle diverse fasi in cui il contaminate si può ripartire, l’analisi delle emissioni gassose dal sistema ha permesso di quantificare la componente idrocarburica volatilizzata e, conseguentemente, di acquisire un livello di maggiore dettaglio sui processi che si instaurano, ottenendo una stima più accurata della rimozione per via biologica. Inoltre, sono stati svolti test al fine di valutare lo stato di qualità del sedimento in termini di fitotossicità e, quindi, se il trattamento adottato fosse in grado di restituire una matrice di qualità superiore rispetto allo stato originario.

Il progetto di dottorato, svolto in collaborazione con l’ENEA, ente a cui appartengo, ha avuto come obiettivo la caratterizzazione, mediante metodi dinamici e statici, di nuovi materiali adsorbenti mesoporosi e nanostrutturati utilizzabili nel campo dell’adsorbimento selettivo di classi di molecole di interesse ambientale, farmaceutico, bioanalitico e energetico. La caratterizzazione ha riguardato: silici mesoporose amorfe funzionalizzate (catene perfluoroalchiliche e chirali) e materiali cristallini alluminosilicati microporosi (zeoliti). Mediante cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC) si sono determinate le isoterme di eccesso da miscele liquide binarie (mediante analisi frontale, perturbation sul plateau e tracer pulse) ottenendo dati basilari in merito a: composizione all’interfase; determinazione dell’adsorbimento preferenziale e caratterizzazione dei siti di adsorbimento. Le isoterme di adsorbimento sono state anche determinate in sistemi batch per lo studio del processo di ads/desads di certe classi di molecole. Mediante metodologie di indagine complementari alla misura delle isoterme quali: termogravimetria, MAS NMR allo stato solido e analisi ai raggi-X (XRPD) sono state descritte le proprietà macroscopiche e microscopiche dell’adsorbimento consentendo una rappresentazione accurata dei processi in studio permettendo di ottenere risultati con un valore sia teorico che pratico. Lo studio di silici perfluorurate ha permesso di approfondire le conoscenze sui meccanismi di ritenzione su fasi idrofobiche perfluorurate da parte di molecole fluorurate evidenziando l’importanza dell’interazione F-F (fluorofilicità) sulla ritenzione e il riconoscimento molecolare, ponendo le basi per applicazioni nel campo ambientale (separazione di contaminati emergenti). Sono stati studiati i processi di separazione chirali su fasi di tipo brush in sistemi altamente efficienti per separazioni ultrafast. Le colonne cromatografiche prototipo utilizzate, impaccate con particelle sub 2-µm, raggiungono efficienze elevatissime consentendo la separazione di di coppie enantiomeriche in tempi brevissimi, informazione importante per l’industria farmaceutica dove lo screening di librerie di composti chirali richiede metodi analitici sempre più avanzati. La caratterizzazione delle zeoliti (13X, L, L-nano, 3A, clinoptilolite, chabazite) è stata funzionale allo studio delle caratteristiche di adsorbimento di cationi di terre rare (Ittrio e Neodimio). Questo studio ha ricadute economiche legate all’importanza tecnologica delle terre rare nell’industria elettronica e al loro difficile approvvigionamento. La zeolite con capacità di scambio ionico maggiore è la 13X per la quale i dati sperimentali di adsorbimento sono ben descritti da un modello di Langmuir per cui si può ipotizzare che ciascun sito possa adsorbire un solo catione e che tutti i siti di adsorbimento siano tra loro energeticamente equivalenti. I risultati XRPD hanno confermato la localizzazione di entrambi i cationi in posizione II tra la gabbia sodalitica e la supergabbia e hanno individuato modifiche strutturali a seguito dell’adsorbimento più evidenti nella zeolite scambiata con il Neodimio (Nd-13X) in cui si osserva una parziale perdita di cristallinità, dato confermato anche dagli spettri MAS NMR di Si e Al. Le Na-13X e Y-13X sembrano mantenere la stessa struttura, la Nd-13X, invece, ha spettri molto allargati, fenomeno da imputare con buona probabilità ad un forte disordine strutturale. Lo studio è stato completato con una serie di misure cinetiche di adsorbimento/desadsorbimento che hanno rivelato che la Na-13X mantiene inalterata la sua capacità di scambio ionico dopo più cicli.
The PhD project, carried out in collaboration with ENEA, the research agency I work for, has as objective the characterization, of new mesoporous and nanaostructured adsorbent material by static and dynamic methods used in selective adsorption of different classes of molecules in the field of environmental, pharmaceutical, energy and bioanalytical sector. The characterization involved: amorphous mesoporous functionalized silicas (perfluoroalkyl chains and chiral) and crystalline microporous aluminosilicate (zeolite). By high-performance liquid chromatography (HPLC) YES excess isotherms from binary liquid mixtures were determinated (by means of the front analysis, perturbation on the plateau and pulse tracer) obtaining foundamental data on interphase composition; preferential adsorption and characterization of adsorption sites. The adsorption isotherms have been determined also in batch systems to investigate adsorption and desadsorpion mechanism for different classes of molecules. They were then exploited complementary methods such as differential thermogravimetry and structural analaysis like the Solid State MAS-NMR and X-rays Diffraction technique. The combination of these techniques has allowed to optain a detailed description both on microscopic that the macroscopic properties of adsorption allowing an accurate representation of the processes. Results achieved efinitely have a value both theoretical and practical The study of silicas perfluorinated compounds allowed to increase the knowledge about the retention mechanisms on hydrophobic perfluorinated phases by fluorinated molecules highlighting the importance of the interaction FF (fluorophilicity) on retention and molecular recognition, for feature environmental applications (separation of emerging contaminated). We have been Studied the separation processes on chiral phases in brush type systems, highly efficient for ultrafast separations. The chromatographic columns used were prototype, packed with particles sub-2 um, that reach high efficiencies allowing the separation of enantiomeric pairs in a very short time. Thid information are foundamental for the pharmaceutical industry where the screening of libraries of chiral compounds requires advanced methods. The characterization of zeolites (13X, L, L-dwarf, 3A, clinoptilolite, chabazite) has been foundamental to the study of the adsorption characteristics of rare earth cations (Yttrium and Neodymium). This study has evident economic repercussions due to the importance of rare earths in technological industry applications and also for the increasing difficulties in the supply of these materials. The zeolite with shows the best exchange capacity was the 13X. For this zeolite, the experimental data of adsorption process are well described by a Langmuir isotherm type , whom we can assume that each site may adsorb only a cation and adsorption sites on the surface of the zeolite are energetically equivalent (homogeneous surface adsorption). Results obtained with XRPD confirmed localization of both cations in position II between the sodalite cage and the supercage showing structural modification mainly in exchanged zeolite with Neodymium (Nd-13X) in which a partial loss of crystallinity was observed. This data was confirmed from the MAS NMR spectra of Si and Al. the Na-13X and 13X-Y seems to maintain the same structures, in the Nd-13X, however, spectrum result very spread and widened and without structures, probably due to a strong structural disorder (in agreement with the information obtained by means of XRPD analysis). The Study was completed with a series of kinetic adsorption/desorption measurements which revealed that the zeolite Na-13X keeps unchanged the capacity of ion exchange after several cycles of adsorption and regeneration treatment.

La sostituzione di materie prime provenienti da risorse fossili con biomasse rinnovabili, utilizzando un processo a basso impatto ambientale, è una delle più importanti sfide della "Green Chemistry". Allo stesso tempo, la sintesi di resine epossidiche fornisce la chiave per la realizzazione di materiali ad alto valore aggiunto. Tuttavia, ad oggi, il 90% della produzione di resine epossidiche è basato sull'uso di bisfenolo A, che ha effetti di xenoestrogeno, ed epicloridrina, tossica e cancerogena. Su queste basi, è stata individuata una strategia sintetica per la sintesi di prepolimeri innovativi per resine epossidiche, che utilizza come substrato di reazione diidrossibenzeni di origine naturale ed evita l'uso di epicloridrina e altri reagenti tossici o pericolosi. La suddetta strategia sintetica è basata sulla sequenza: allilazione dei diidrossibenzeni - epossidazione dei doppi legami ottenuti. In questa procedura non vengono utilizzati drastiche condizioni di reazione e il solvente è acqua, con una catalisi di trasferimento di fase o, in aggiunte di acetonitrile, in un sistema bifasico. La resa complessiva dei due “step” dipende dalla posizione dei due ossidrili nei diidrossibenzeni. Il reagente che porta la resa massima è l’idrochinone (1,4 diidrossibenzene), che, come riportato in letteratura, permette la formazione di resine epossidiche con proprietà simili alle resine di epicloridrina e bisfenolo A. The substitution of raw materials from fossil fuels with renewable biomass using a low environmental impact process is one of the greatest challenges of the "Green Chemistry". At the same time, the synthesis of epoxy resins provides the key to the realization of high added value materials. However, 90% of the production of epoxy resins is based on the use of bisphenol A, a xenoestrogen, and epichlorohydrin, that is toxic and carcinogenic. On these bases, a synthetic strategy for the synthesis of innovative prepolymers of epoxy resins, that uses dihydroxybenzenes of natural origin as reaction substrates and avoids the use of epichlorohydrin and other toxic or dangerous reagents has been identified. The above synthetic strategy is based on the sequence: allylation of dihydroxybenzenes - epoxidation of the double bonds obtained. In this procedure, drastic reaction conditions are dismissed and the solvent used is water with a phase transfer catalysis or, in addition, acetonitrile in a biphasic system. The overall yield of the two steps depends on the position of the two hydroxyls of the dihydroxybenzenes. The reagent that leads to the highest yield is hydroquinone (1,4 dihydroxybenzene), which, as reported in literature, allows the formation of epoxy resins with similar properties to the resins from bisphenol A and epichlorohydrin.

I cambiamenti climatici rappresentano uno dei maggiori campi d'indagine per la comunità scientifica internazionale. Questo lavoro di tesi s'inserisce in un contesto di studi che cercano di ricostruire le principali variazioni climatiche ed ambientali, avvenute nelle Alpi italiane nord-orientali durante l'Olocene (ultimi 11.500 anni). Il progetto di ricerca del quale la mia tesi fa parte inizia nel 2011, con il campionamento di una carota di 250 cm nella torbiera ombrotrofica di Coltrondo (1800 m ca. s.l.m.), località del Comelico Superiore, nell'alto Cadore in Provincia di Belluno (N-E Italia). Ciò che rende una torbiera ombrotrofica un ottimo archivio ambientale è la peculiare caratteristica di essere una zona umida esclusivamente alimentata da precipitazioni atmosferiche, da cui registra, in modo continuo e preciso nel tempo, la variabilità climatica naturale e antropica. Lo scopo di questo lavoro di tesi è la caratterizzazione chimica e isotopica di 97 campioni provenienti dal primo metro della carota campionata, la cui risoluzione di sezionamento é di 1 cm. Sono stati valutati nello specifico 46 elementi tra metalli in tracce, elementi maggiori e terre rare, oltre agli isotopi del piombo: 204Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb. L’analisi quantitativa è avvenuta servendosi di un spettrometro di massa a quadrupolo con sistema di ionizzazione al plasma accoppiamento induttivamente, dotato di cella di collisione/reazione (CRC-ICP-QMS). L’obiettivo è quello di acquisire informazioni in merito alla distribuzione di tali elementi nel profilo in esame, per poter ricostruire i principali processi geochimici verificatesi nella torbiera e cercare di contribuire alla ricostruzione dell’evoluzione climatica ed ambientale delle Dolomiti Bellunesi durante l’Olocene.

2008/2009
Scopo della ricerca. La ricerca di dottorato è mirata allo studio delle risorse geotermiche profonde (acquiferi profondi e sub superficiali) presenti nel sottosuolo della Bassa Pianura Friulana, mediante l’integrazione di metodi geofisici applicati con metodi stratigrafici e idrogeologici, geochimici e numerici. Le tematiche del dottorato si sono focalizzate su: delimitazione spaziale e caratterizzazione dei sistemi acquiferi (anche come reservoirs a bassa entalpia); studio dei meccanismi di ricarica e circolazione delle acque; definizione della struttura geotermica e valutazione della risorsa nell’area di Grado (Gorizia), dove è stato perforato un pozzo esplorativo (1110 m di profondità). I risultati preliminari della ricerca costituiscono il primo studio integrato in Regione per la caratterizzazione e valutazione della risorsa geotermica effettuato con metodi geofisici da pozzo. Alla luce del modello geologico preesistente, il nuovo modello concettuale emerso dalle ricerche effettuate risulta per molti versi innovativo. Fasi di acquisizione dei dati. Il dottorato è risultato sinergico alle attività di ricerca sviluppate dal DICA dell’Università degli Studi di Trieste, nell’ambito di alcuni progetti innovativi finanziati negli ultimi anni dal Servizio Geologico regionale (Direzione Centrale Ambiente e Lavori Pubblici - RFVG) che hanno permesso la raccolta di numerosi dati inediti. I progetti sono: “Realizzazione della Carta Geologico-Tecnica della Risorsa Geotermica Nazionale e definizione delle Linee Guida per il suo Utilizzo”[Progetto 1]; “Perforazione del pozzo esplorativo Grado-1 per la quantificazione della Risorsa Geotermica - Progetto Geotermia Grado”[Progetto 2]; “Studio sugli acquiferi regionali finalizzato anche alla definizione di linee guida per il corretto e compatibile utilizzo delle loro acque”[Progetto 3]. Questi progetti sono stati completati con diverse collaborazioni con DISGAM e DST dell’Università di Trieste e l’OGS di Trieste. Attività di ricerca. La ricerca si è articolata in diverse fasi operative, anche in accordo ai progetti sopraccitati: 1)Definizione del quadro geologico e strutturale dell’avampaese friulano mediante analisi della letteratura esistente. 2)Studio degli acquiferi sotterranei profondi della Pianura friulana (fino alla profondità massima di 600 m circa) [Progetto 1]. In particolare, in questa fase: sono stati esaminati i dati in sito, analisi geochimiche ed isotopiche di campioni di acqua provenienti da alcuni acquiferi significativi; sono state elaborate mappe delle isobate del tetto dei sistemi acquiferi e mappe delle isoterme delle acque di strato. 3)Raccolta, analisi e contributo alla realizzazione di un database dei pozzi per acqua perforati nella Pianura Friulana che ha integrato oltre 1800 litostratigrafie e altri dati accessori [Progetto 3]. Lo studio ha compreso l’elaborazione numerica delle superfici delimitanti i principali sistemi di acquiferi e delle relative mappe, mediante l’applicazione di diverse metodologie statistiche e l’analisi dei variogrammi sperimentali. Questo ha aggiornato il modello idrogeologico ottenuto dal Progetto 1. 4)Studio del reservoir geotermico profondo mediante un pozzo esplorativo di circa 1100 m di profondità a Grado (Gorizia) e all’acquisizione e all’elaborazione dei dati del pozzo [Progetto 2]. Questa fase ha impegnato la dottoranda in assistenza continua alla D.L. in cantiere (tra gennaio ed aprile 2008) e nelle specifiche attività di: acquisizione e analisi di dati tecnici di perforazione, parametri chimico-fisici dei fluidi di circolazione, produzione del master log e well log di cantiere; monitoraggio termico e prove idrauliche di pompaggio nel reservoir geotermico; raccolta e analisi dei cuttings e delle carote, descrizione macroscopica delle litologie, ricostruzione della stratigrafia sulla base delle analisi preliminari di laboratorio sui cuttings e sulle carote; analisi delle caratteristiche geochimiche principali delle acque campionate; acquisizione e analisi dei logs geofisici di pozzo, che hanno fornito gli elementi-chiave per la ricostruzione delle strutture profonde. 5)Ricostruzione geologica della struttura di Grado e modello idrogeologico e termico per il termalismo profondo, mediante l’integrazione dei dati disponibili e dei nuovi dati acquisiti, con particolare attenzione a: stratigrafie e logs geofisici provenienti da pozzi perforati da Eni, Ina Naftaplin e altri; sezioni sismiche a terra, in Laguna di Grado e Marano e nel Golfo di Trieste; carte del tetto dei carbonati e delle isobate del Quaternario nella Pianura Friulana; mappe di anomalia gravimetrica e magnetica per il Golfo di Trieste ed il suo entroterra. Risultati del dottorato di ricerca. I dati acquisiti nell’area di Grado e Laguna circostante, integrati con le informazioni regionali hanno permesso di individuare e ricostruire una struttura dinarica esterna, non nota precedentemente, che costituisce la sede del sistema di circolazione termale che è caratterizzato da diversa permeabilità. La struttura è interessata da rilevanti faglie beanti sub-verticali e strutture tettoniche che probabilmente mettono in contatto i sistemi termali più profondi con il tetto del reservoir. L’area di Grado è caratterizzata da: una copertura di età plio-pleistocenica di sedimenti sciolti alternati, caratterizzati da granulometria variabile da ghiaioso-sabbiosa a limoso-argillosa; una potente successione clastica costituita da sedimenti neogenici marnoso-arenacei (semilitoidi) e dalle torbiditi del Flysch paleogenico; un basamento carbonatico composito, reservoir del sistema geotermico, rinvenuto a partire da 618 m di profondità nel pozzo Grado-1. Il basamento è risultato suddiviso in intervalli ben distinti. Sono stati individuati calcari di rampa paleogenici e la loro sequenza di sviluppo e annegamento con la comparsa del flysch. I calcari ad Alveolinidae e Nummulitidae sono stati differenziati dai sottostanti calcari micritici di piattaforma di età cretacica superiore anche grazie al riconoscimento di netti marker nel Gamma Ray Log. La correlazione tra i diversi logs geofisici acquisiti in pozzo ha permesso di differenziare ulteriormente il reservoir carbonatico in intervalli distinti per litologia (densità, porosità, resistività, radioattività naturale, …) e moduli elastici; le facies geofisiche sono risultate ben relazionabili a quelle riscontrate nell’offshore croato. I dati idraulici acquisiti durante le prove di strato (con portata naturale e stimolata) e le analisi geochimiche ed isotopiche delle acque hanno permesso di affinare il modello di circolazione idrotermale. Questo considera almeno due sistemi di circolazione all’interno dei carbonati, separati da un setto idraulico: il tratto 616–830 m circa è caratterizzato da circolazione di acque in poche fratture ma molto aperte (con portata spontanea di circa 15 l/s e temperatura di circa 41.4°C); nel tratto 830–1000 m circa si ha una debole circolazione di acque all’interno di un ammasso roccioso più massiccio, interessato da un reticolo fitto ma con modesta apertura; a partire da 1000 m circa si rinvengono acque più calde (45°C a fondo pozzo) in un reservoir a notevole permeabilità (per fratturazione e incarsimento) che potrebbe richiamare i fluidi del sistema idrotermale presente alla profondità di 600-800 m. A scala locale, le strutture tettoniche presenti e probabilmente riattivate recentemente costituiscono una importante via di migrazione, circolazione e cortocircuitazione dei fluidi profondi (acqua e gas) con i sistemi più superficiali. A scala più ampia, il quadro strutturale elaborato per l’area di Grado è caratterizzato da un sistema di strutture inverse ovest-vergenti che coinvolgono il basamento carbonatico e le soprastanti coperture e da un raddoppio tettonico individuato nei calcari; queste strutture sono state interpretate come il fronte dinarico più esterno e costituiscono la diretta prosecuzione di fronti compressivi affioranti in Istria. Il modello stratigrafico elaborato risulta inoltre coerente con il quadro stratigrafico generale desumibile dai pozzi perforati nell’offshore croato e con quanto ipotizzato a partire dalle mappe di anomalia gravimetrica e dalle sezioni sismiche disponibili. Nel più ampio contesto della Bassa Pianura friulana le attività di ricerca hanno consentito di:  caratterizzare preliminarmente dal punto di vista chimico-fisico ed isotopico le acque profonde circolanti a diverse profondità (in seno alle coperture post paleogeniche) nelle aree caratterizzate da anomalie geotermiche e le relative mappe delle isoterme  valutare la presenza di alcune strutture tettoniche (coinvolgenti le coperture prequaternarie e giungenti in prossimità della superficie) in grado di veicolare fluidi profondi con acque superficiali nelle aree a nordorientali della Laguna di Grado  rappresentare mappe regionali delle superfici delimitanti tetto e letto dei principali sistemi di acquiferi confinati evidenziati dalle litostratigrafie dei pozzi e ricostruire un modello numerico schematico del sottosuol. L’insieme dei risultati ottenuti ha permesso dunque di validare le ipotesi di lavoro formulate inizialmente e di proporre un più solido, rinnovato e, per molti versi, innovativo modello geologico-termico basato su inediti dati sperimentali. Il modello geologico elaborato risulta decisivo anche in relazione all’imminente realizzazione del pozzo esplorativo Grado-2, che permetterà al contempo di validare le ipotesi assunte e fornire ulteriori dati sperimentali.
XXII Ciclo
1979

La ricerca proposta si pone l’obiettivo di definire e sperimentare un metodo per un’articolata e sistematica lettura del territorio rurale, che, oltre ad ampliare la conoscenza del territorio, sia di supporto ai processi di pianificazione paesaggistici ed urbanistici e all’attuazione delle politiche agricole e di sviluppo rurale. Un’approfondita disamina dello stato dell’arte riguardante l’evoluzione del processo di urbanizzazione e le conseguenze dello stesso in Italia e in Europa, oltre che del quadro delle politiche territoriali locali nell’ambito del tema specifico dello spazio rurale e periurbano, hanno reso possibile, insieme a una dettagliata analisi delle principali metodologie di analisi territoriale presenti in letteratura, la determinazione del concept alla base della ricerca condotta. E’ stata sviluppata e testata una metodologia multicriteriale e multilivello per la lettura del territorio rurale sviluppata in ambiente GIS, che si avvale di algoritmi di clustering (quale l’algoritmo IsoCluster) e classificazione a massima verosimiglianza, focalizzando l’attenzione sugli spazi agricoli periurbani. Tale metodo si incentra sulla descrizione del territorio attraverso la lettura di diverse componenti dello stesso, quali quelle agro-ambientali e socio-economiche, ed opera una sintesi avvalendosi di una chiave interpretativa messa a punto allo scopo, l’Impronta Agroambientale (Agro-environmental Footprint - AEF), che si propone di quantificare il potenziale impatto degli spazi rurali sul sistema urbano. In particolare obiettivo di tale strumento è l’identificazione nel territorio extra-urbano di ambiti omogenei per caratteristiche attraverso una lettura del territorio a differenti scale (da quella territoriale a quella aziendale) al fine di giungere ad una sua classificazione e quindi alla definizione delle aree classificabili come “agricole periurbane”. La tesi propone la presentazione dell’architettura complessiva della metodologia e la descrizione dei livelli di analisi che la compongono oltre che la successiva sperimentazione e validazione della stessa attraverso un caso studio rappresentativo posto nella Pianura Padana (Italia).
The research aims to define, test and validate a methodology for a comprehensive and systematic analysis of the countryside, suitable to broaden the knowledge of the rural landscape, and support the landscape and urban planning process and the implementation of rural development policies. An in-depth study of the state of the art concerning the evolution of urbanisation processes and their consequences in Italy and Europe, analysis of local and regional policies focused on rural and suburban areas, and of the scientific literature in the field of spatial analysis methodologies, have allowed the definition of the basic concept of the research. A multi-criteria and multi-level methodology for the analysis of rural areas has been developed in a GIS and tested on a case study. The proposed method is based on clustering algorithms and maximum-likelihood classification techniques, and focuses on periurban agricultural areas. The method allows to achieve an objective synthesis of the several variables selected and defined to cover various agro-environmental and socio-economic landscape components, by means of an innovative interpretative key, the “Agri-environmental Footprint (AEF)”, which aims to quantify the potential impacts of rural areas on the urban system. The specific goal of the proposed methodology is to identify homogeneous extra-urban areas through their objective characterisation at different scales (from the territorial to the farm level), in order to classify the whole rural landscape, and in particular to identify peri-urban agricultural areas. The thesis presents the overall architecture of the proposed methodology and the in-depth description of its levels of analysis. The method is then tested and validated on a representative case study in the Po Valley (Italy).

La ricerca proposta si pone l’obiettivo di definire e sperimentare un metodo per un’articolata e sistematica lettura del territorio rurale, che, oltre ad ampliare la conoscenza del territorio, sia di supporto ai processi di pianificazione paesaggistici ed urbanistici e all’attuazione delle politiche agricole e di sviluppo rurale. Un’approfondita disamina dello stato dell’arte riguardante l’evoluzione del processo di urbanizzazione e le conseguenze dello stesso in Italia e in Europa, oltre che del quadro delle politiche territoriali locali nell’ambito del tema specifico dello spazio rurale e periurbano, hanno reso possibile, insieme a una dettagliata analisi delle principali metodologie di analisi territoriale presenti in letteratura, la determinazione del concept alla base della ricerca condotta. E’ stata sviluppata e testata una metodologia multicriteriale e multilivello per la lettura del territorio rurale sviluppata in ambiente GIS, che si avvale di algoritmi di clustering (quale l’algoritmo IsoCluster) e classificazione a massima verosimiglianza, focalizzando l’attenzione sugli spazi agricoli periurbani. Tale metodo si incentra sulla descrizione del territorio attraverso la lettura di diverse componenti dello stesso, quali quelle agro-ambientali e socio-economiche, ed opera una sintesi avvalendosi di una chiave interpretativa messa a punto allo scopo, l’Impronta Agroambientale (Agro-environmental Footprint - AEF), che si propone di quantificare il potenziale impatto degli spazi rurali sul sistema urbano. In particolare obiettivo di tale strumento è l’identificazione nel territorio extra-urbano di ambiti omogenei per caratteristiche attraverso una lettura del territorio a differenti scale (da quella territoriale a quella aziendale) al fine di giungere ad una sua classificazione e quindi alla definizione delle aree classificabili come “agricole periurbane”. La tesi propone la presentazione dell’architettura complessiva della metodologia e la descrizione dei livelli di analisi che la compongono oltre che la successiva sperimentazione e validazione della stessa attraverso un caso studio rappresentativo posto nella Pianura Padana (Italia).
The research aims to define, test and validate a methodology for a comprehensive and systematic analysis of the countryside, suitable to broaden the knowledge of the rural landscape, and support the landscape and urban planning process and the implementation of rural development policies. An in-depth study of the state of the art concerning the evolution of urbanisation processes and their consequences in Italy and Europe, analysis of local and regional policies focused on rural and suburban areas, and of the scientific literature in the field of spatial analysis methodologies, have allowed the definition of the basic concept of the research. A multi-criteria and multi-level methodology for the analysis of rural areas has been developed in a GIS and tested on a case study. The proposed method is based on clustering algorithms and maximum-likelihood classification techniques, and focuses on periurban agricultural areas. The method allows to achieve an objective synthesis of the several variables selected and defined to cover various agro-environmental and socio-economic landscape components, by means of an innovative interpretative key, the “Agri-environmental Footprint (AEF)”, which aims to quantify the potential impacts of rural areas on the urban system. The specific goal of the proposed methodology is to identify homogeneous extra-urban areas through their objective characterisation at different scales (from the territorial to the farm level), in order to classify the whole rural landscape, and in particular to identify peri-urban agricultural areas. The thesis presents the overall architecture of the proposed methodology and the in-depth description of its levels of analysis. The method is then tested and validated on a representative case study in the Po Valley (Italy).

Obiettivo della tesi è quello di giungere ad una caratterizzazione dinamica dell’edificio il più possibile vicina alla realtà. Le vie seguite a tal proposito sono due: da una parte si realizza un modello virtuale dell'edifcio oggetto di studio, dall'altra si rileverà sperimentalmente il comportamento mediante prove non invasive basate su un sensore capace di rilevare le vibrazioni indotte dal microtremore sismico. L'esperienza intrapresa si prefigge di comparare la modellazione agli elementi finiti con la sismologia applicata. In particolare, i parametri modali derivanti dalla misurazione in situ risultano sensibilmente più alti rispetto a quelli proposti dalla modellazione della struttura portante in calcestruzzo armato. Per portare a convergenza i risultati, si è effettuata dapprima una serie di variazioni al modello strutturale. Queste si basano sullo studio dell’incremento o decremento della frequenza di oscillazione associato alla variazione di un singolo parametro caratterizzante e spaziano dal campo delle caratteristiche dei materiali, a quello delle sezioni degli elementi strutturali, ai carichi applicati, ai tamponamenti, fino alle fondazioni. Successivamente, sulla scorta dei dati provenienti dalle sperimentazioni, sono state effettuate delle “correzioni” al modello che hanno prodotto un aumento della frequenza, allineandola a quella rilevata strumentalmente. Alla luce dell’esperienza tratta da precedenti casi di studio (uno studentato ad Atene, due edifici ubicati a Reggio Emilia ed uno a Bologna) si è deciso di applicare lo stesso metodo di lavoro ad un edificio sito a Concordia Sagittaria in provincia di Venezia. Il complesso residenziale, gestito da ATER Venezia, fa parte dei casi di studio italiani all'interno del progetto europeo TripleA-reno, che si occupa della riqualificazione energetica del patrimonio edilizio esistente.

Del granulato di ossido di stronzio (anche nella formula carbonato) è stato testato come nuovo possibile materiale di utilizzo per la cattura ad alta temperatura di diossido di carbonio da effluenti gassosi di scarto. Sono stati condotti diversi esperimenti con strumentazioni già preposte, quali test termogravimetrici, microscopia elettronica (SEM) e Xray (XRD). Mentre per la sperimentazione in quantità più rilevanti di materiale è stato costruito un impianto a letto fisso ex novo. Le prove TG hanno evidenziato una capacità media di sorbente parti a circa il 5% in massa di ossido, a temperature tra i 1100°C e i 1200°C, in situazione di regime (dopo numerosi cicli di carb/calc), con una buona conservazione nel tempo delle proprietà adsorbitive, mentre per le prove a letto fisso, si è registrato un calo di valori variabile tra il 3 e il 4%, con un netto miglioramento nel caso di calcinazione in vapore surriscaldato fino al 5%. Il trattamento in vapore ha sortito l’importante effetto di calcinazione del diossido di carbonio dal sorbente, quindi facilmente separabile dal flusso in uscita, misurato tramite cattura in una soluzione di idrossido di bario. Importanti fenomeni di sintering e densificazione hanno portato ad occludere completamente la camera di reazione sviluppando notevoli sovrappressioni interne. Tali fenomeni sono stati approfonditi tramite analisi SEM e XRD. Si è constatato un aumento notevole della grandezza dei granuli in caso di trattamento in vapore con la formazione di legami stabili e con conservazione della porosità. Nel caso di trattamento senza vapore surriscaldato i granuli hanno sinterizzato tramite formazione di legami, ma sempre con conservazione della macroporosità. Il lavoro di tesi è stato inquadrato nel contesto tecnologico al riguardo le tecniche CCS esistenti ed in progetto, con un attento studio bibliografico riguardo lo stato dell’arte, impianti esistenti, costi, metodi di cattura usati, metodologie di trasporto dei gas, metodologie di stoccaggio esistenti e in progetto. Si sono considerati alcuni aspetti economici per sviluppare un modello previsionale di spesa per una possibile applicazione di cattura per un impianto di produzione energetica. Con la progettazione e dimensionamento di un sistema integrato di adsorbimento tramite l’accoppiamento di 2 reattori dedicati ai cicli di carbonatazione e calcinazione del materiale sorbente. Infine si sono considerati gli aspetti salienti dello stoccaggio del diossido di carbonio in reservoir tramite le tecniche di EOR e EGR (Enhanced Oil/Gas Recovery) utilizzando la stessa CO2 come fluido spiazzante degli idrocarburi in posto. Concludendo il lavoro di tesi e di sperimentazione ha contribuito in modo tangibile allo scopo prefissato, andando a caratterizzare un nuovo materiale per la cattura di diossido di carbonio da effluenti gassosi ad alta temperatura, ed andando a verificare un’importante fenomeno rigenerativo non previsto delle capacità sorbitive dei materiali sottoposti a test.

Oggi l'astronomia multimessaggero offre interessanti opportunità per investigare, in un modo mai fatto prima, l'universo. ANTARES è il più grande telescopio di neutrini sottomarino esistente, il cui obbiettivo principale è l'osservazione di neutrini astrofisici ad alta energia. Un ostacolo è senza dubbio rappresentato dal fondo costituito da neutrini e muoni originatisi nell'atmosfera terrestre. Questa tesi dunque sviluppa un approccio "Run-by-Run", all'interno della simulazione MonteCarlo condotta dalla collaborazione, il cui intento è quello di modellizzare il flusso di muoni atmosferici ad alte energie. Si è cercato quindi di individuare e selezionare gli 8000 runs che potessero rappresentare al meglio le condizioni ambientali e di stato del rivelatore, durante tutto il suo periodo di presa dati, che va da inizio 2007 fino a inizio 2018. Da questi 8000 runs si estrarranno così le informazioni necessarie, da inserire nei programmi di simulazione, in modo da riprodurre, il più fedelmente possibile, le condizioni di acquisizione dati.

L'utilizzo di piattaforme volanti come i “veicoli aerei senza pilota” (RPA), popolarmente noti come droni, è in rapida crescita in particolare per le loro caratteristiche intrinseche, come mobilità, flessibilità e altitudine adattiva. Gli RPA ammettono diverse potenziali applicazioni chiave nei sistemi wireless. Da un lato, possono essere utilizzati come stazioni base aeree per migliorare la copertura, la capacità, l'affidabilità e l'efficienza energetica delle reti wireless, d'altra parte possono funzionare come terminali mobili volanti all'interno di reti [1]. L’obbiettivo di questo elaborato è quello di caratterizzare in maniera sperimentale proprio il canale “Air to Ground” (A2G) (aria a terra), che permette la comunicazione tra stazione base e terminale aereo. L’analisi sperimentale presuppone l’osservazione di dati raccolti sul campo, nel nostro caso ambiente urbano, per la precisione nel centro della città di Imola (zona residenziale e centro storico).

In questa tesi è stato analizzato il cammino in acqua marina e sulla sabbia mediante sensori inerziali. In particolare, è stata valutata l’efficacia di un algoritmo per la segmentazione del passo [Salarian et al., 2004] in ambiente marino con acqua fino al ginocchio. Inoltre, è stato valutato il minino numero di passi necessario per ottenere misure non lineari affidabili nel cammino sulla sabbia e in acqua a varie altezze (ginocchio, pelvi, processo xifoideo), prendendo come riferimento il cammino su superficie piatta e dura, già studiato in letteratura. Lo studio è stato effettuato su 5 soggetti sani. Le acquisizioni sono state svolte per mezzo di sensori inerziali impermeabili, utilizzabili anche in acqua. L’elaborazione e l’analisi dei dati, svolta attraverso l’impiego di parametri proposti in letteratura.

Negli ultimi anni sono aumentati gli studi sull’inquinamento atmosferico a causa di una maggiore consapevolezza dei suoi numerosi effetti avversi. Nonostante la composizione chimica e la frazione biogenica dell’aerosol siano argomento di diversi studi, sono ancora poco chiare e studiate le relazioni fra queste due componenti dell’aerosol. Con questo lavoro di tesi si è tentato di: mettere a punto una tecnica che permettesse di raccogliere campioni validi sia per determinazioni chimiche che per determinazioni biologiche, identificare la composizione delle comunità batteriche in atmosfera, determinare la composizione chimica del particolato atmosferico, descrivere un’eventuale relazione fra la composizione chimica del particolato atmosferico e la composizione in specie dei batteri del medesimo, trovare una relazione fra l’approccio biologico e l’approccio chimico allo studio dell’aerosol.
Recently studies about atmospheric pollution are increased, due to the awareness about many adverse effects of particulate matter in air. In spite of chemical composition and the biogenic portion of atmospheric aerosol are the focus of many studies, the relationship between chemical composition and biological fraction has been poorly investigated and at today appear not clear. The aim of this study is: improve a sampling method to collect a valid PM sample both for chemical and biological analysis, identify the composition of bacterial population in air Particulate Matter, determinate the chemical composition of air Particulate Matter; describe the relationship between bacterial population and PM chemical composition and find a connection between those different approach of aerosols study.

Le metodologie acustiche sono tecniche molto efficienti per stimare l’abbondanza delle risorse pelagiche. Tuttavia l’identificazione dei target acustici richiede ancora un processo caratterizzato da una certa soggettività perché basato sull’esperienza di chi interpreta gli ecogrammi e sulle informazioni biologiche. In questo lavoro diverse procedure sono state applicate ai dati acquisiti durante i survey acustici condotti nel Canale di Sicilia per identificare le specie più abbondanti, E. encrasicolus, S. pilchardus, e rendere la metodologia più oggettiva. I risultati indicano che una discriminazione tra banchi appartenenti a differenti specie appare possibile utilizzando nei modelli decisionali variabili morfologiche, batimetriche ed energetiche del banco, relative a più frequenze. Il metodo descritto ha consentito inoltre di acquisire informazioni sugli habitat preferenziali delle due principali specie target.
Acoustic techniques are efficient tools for the abundance estimation of many pelagic fish species. However the technique still requires some subjective judgment when allocating the acoustic data, fish-school echotraces, to particular species. This is assisted by trawl data and operator experience in the scrutiny of echograms. In this work different procedures are applied to acoustic data, acquired during survey carried out in the Sicilian Channel, to the aim of identify the most abundant species, E. encrasicolus, S. pilchardus, and create a tool for objective species allocation. The results indicate that a discrimination between the two species seems possible using a set of morphological, bathymetric and energetic school descriptors with a classification tree approach. The method described here was also able to get important information on the preferential habitat of the two main species.

Il crescente bisogno di infrastrutture di trasporto va inevitabilmente a collidere con la penuria di spazi che caratterizzano le città metropolitane. Per questo motivo ci si orienta sempre più spesso verso soluzioni che riescono a minimizzare lo spazio urbano utilizzato per sopperire ai bisogni legati alla mobilità. Il presente lavoro di tesi è incentrato sul tema del comportamento di scavi a cielo aperto in ambiente urbano, con particolare riferimento agli spostamenti delle strutture perimetrali di sostegno e del terreno a monte, nonché alla caratterizzazione geotecnica dei terreni interessati. In contesti edificati infatti, il controllo degli spostamenti è di fondamentale importanza per ridurre il più possibile il rischio di effetti indesiderati sulle strutture preesistenti. Il lavoro è stato strutturato come segue: Il capitolo 2 è dedicato ai risultati di evidenze sperimentali raccolte da diversi ricercatori con riferimento a un gran numero di casi di studio, che hanno portato alla definizione di correlazioni empiriche tra gli spostamenti, le caratteristiche del terreno e dell'opera di sostegno. Queste costituiscono un primo riferimento per una previsione qualitativa degli spostamenti indotti dagli scavi. Nel capitolo 3 si affronta il caso studio della stazione Dateo della metropolitana M4 di Milano, particolare attenzione viene rivolta alla caratterizzazione tecnologica degli elementi fondamentali, strutturali e geotecnici, che qualificano questo tipo di opere. Nel capitolo 4 vengono sintetizzati i risultati delle campagne geognostiche, ed esposta la caratterizzazione geotecnica dei terreni dell'area in esame. Il capitolo 5 è dedicato alla descrizione di semplici metodi empirici per la stima dei massimi spostamenti indotti dalla realizzazione di scavi profondi. Nel capitolo 6 si presentano le conclusioni del lavoro svolto.

Lo scopo di questa tesi è la caratterizzazione in campo di attributi relativi ad un cluster di rock glaciers in Val di Solda (Provincia Autonoma di Bolzano), partendo da una mappatura preesistente effettuata tramite tecniche di telerilevamento. In sito sono state analizzate 9 strutture, su un totale di 67 unità presenti in Val di Solda. Le forme periglaciali sono state selezionate in base alla loro collocazione e al loro grado di accessibilità. Gli attributi su cui si è basata l’analisi in campagna sono: grado di attività, grado di copertura vegetazionale, connessione della fronte al reticolo idrografico, morfologia della fronte, alimentazione, pendenza della fronte e caratterizzazione del materiale detritico. Delle 6 classi di attributi precedentemente citate, solo 2, una volta portata a terminare l’analisi in sito, hanno mostrato delle incongruenze rispetto ai dati degli studi precedenti. Questo studio, oltre a una caratterizzazione geomorfologica tramite analisi in campo, mette in relazione il grado di attività delle unità con le valutazioni effettuate da telerilevamento, quali: quota minima (fronte del rock glacier) ed esposizione.

Nell'ambito dell'attivita' di studio e di ricerca connessa al corso di Dottorato in Scienze delle Produzioni Animali e' stata studiata una collezione di genotipi di Dactylis glomerata L. reperiti in ambienti diversi della Sicilia per altitudine e latitudine al fine di caratterizzarli per gli aspetti morfologici, biologici, agronomici e genetici in vista di possibili programmi di selezione e incrocio. Nella prima parte della tesi si fa cenno alle caratteristiche climatiche della regione mediterranea e a quelle della Sicilia in particolare, come pure alla vegetazione tipica di questi ambienti. Si riporta un'ampia rassegna delle problematiche della foraggicoltura siciliana piuttosto povera nei suoi elementi caratterizzanti: specie coltivate e modalita' di utilizzazione dei foraggi. Si analizza il valore della biodiversita' ed il problema delle risorse genetiche disponibili nel bacino del Mediterraneo, con particolare riferimento alle specie foraggere. Si analizzano, sulla base della letteratura disponibile, le problematiche legate ai meccanismi di sopravvivenza delle graminacee foraggere negli ambienti temperati con particolare riferimento al meccanismo della dormienza estiva (summer-dormancy) che consente a specie come Dactylis glomerata e ad altre graminacee polienni degli ambienti temperati, di sfuggire alla carenza idrica (stress avoidance) del periodo estivo. Si descrive la suddetta specie e gli aspetti agronomici relativi alla sua coltivazione. Infine, si accenna alla problematica del miglioramento genetico con particolare riferimento alle tecniche di studio utilizzate per la Dactylis. Nella seconda parte si descrivono le tre linee nelle quali e' stata suddivisa la ricerca: caratterizzazione biologica ed agronomica di nove genotipi di Dactylis glomerata L. reperiti in ambienti della Sicilia caratterizzati da diversa intensita' dell'aridita' estiva (periodo secco di Bagnouls e Gaussen); individuazione e descrizione nei suddetti genotipi dei tratti della dormienza estiva; caratterizzazione molecolare del germoplasma basata su polimorfismi del DNA per la stima della variabilita' genetica e delle relazioni intraspecifiche. I dati acquisiti indicano che le popolazioni siciliane di Dactylis sono caratterizzate da un'ampia variabilita' genetica attestata dalla variabilità à   nei caratteri morfologici come l'altezza della pianta, biologici (epoca di spigatura), agronomici (capacita' produttiva). La dormienza estiva presenta una maggiore accentuazione nei genotipi provenienti dagli ambienti caratterizzati da una piovosita' superiore a 600 mm e da un periodo secco inferiore a 110 giorni. I risultati ottenuti aprono la strada ad altre e piu' approfondite ricerche necessarie a implementare le attuali conoscenze: la capacita' di approfondimento dell'apparato radicale, la persistenza in relazione al grado di dormienza, l'accumulo di carboidrati solubili durante l'estate utili alla ripresa vegetativa autunnale.
During the PhD program in Science of Animal Production', as part of the study and research, it has been studied a collection of genotypes of Dactylis glomerata L. found in different environments of Sicily for altitude and latitude in order to characterize the morphological, biological, agronomic and genetic traits for possible selection and crossing. The first part of the thesis focuses on the climatic characteristics of the Mediterranean region in genera, and those of Sicily in particular, as well as the typical vegetation of these environments. It contains an extensive review of the problems linked to the Sicilian grassland, rather poor in its elements: the cultivated species and methods of use of fodder. It is analyzed the value of biodiversity and the issue of genetic resources available in the Mediterranean basin, with particular reference to forage species. Analysis is based on the available literature, issues related to the mechanisms of survival of the species in arid environments. In particular, the mechanism of summer-dormancy that allows species such as Dactylis glomerata L. and other perennial grasses of temperate environments, to escape the water drought (stress avoidance) of the summer and therefore survive. It is described the above mentioned species and agronomic aspects related to its cultivation. Finally, it mentions the problem of genetic improvement with particular reference to techniques used for Dactylis. In the second part of this dissertation are reported three lines in which was split the research: biological and agronomical characterization of 9 genotypes of Dactlis glomerata L., collected in different environment of Sicily, which were characterized by different summer-drought intensity (drought period of Bagnouls and Gaussen); detection and description of summer dormancy traits of the above mentioned genotypes; germplasm molecular characterization based on DNA polymorphism in order to assess genetic variability of intraspecific relationships. Data collected indicate that Sicilian populations of Dactylis are characterized by wide genetic variability, shown by the variability in morphological, such as plant height, biological (time of earing) and agronomic traits (production capacity). The summer dormancy presents a great emphasis for the genotypes coming from those environments characterized by a rainfall exceeding 600 mm yr-1 and a dry period lower than 110 days. The obtained results pave the way for further and more detailed researches necessary to implement the knowledge gap: the ability of the root system to delve into the soil, the persistence in relation to the degree of dormancy, the accumulation of soluble carbohydrates during the summer to help vegetative re-growth in autumn.

L’acido tiottico (TA) è una sostanza di origine naturale, presente anche all’interno del corpo umano, economica e di facile reperibilità. La sua forma ridotta, l’acido diidrotiottico (DHTA), è un ottimo legante per tutti i metalli soft, data la presenza dei due gruppi -SH liberi. Al fine di poter utilizzare questo legante per la preparazione di complessi idrosolubili per reazioni di catalisi omogenea in ambiente acquoso, l’acido diidrotiottico è trasformato nella sua forma water soluble, ovvero quella di sale sodico dell’acido diidrolipoico (DHTANa), in seguito a trattamento con Na2CO3. In questo lavoro di tesi sono stati sintetizzati e caratterizzati complessi idrosolubili di metalli soft quali rodio, iridio e rutenio con DHTANa, e le loro proprietà catalitiche sono state testate in reazioni di idrogenazione in ambiente acquoso. Le reazioni di idrogenazione hanno interessato substrati quali 2-cicloesen-1-one, furfurale e nitrobenzene e sono state eseguite in varie condizioni di temperatura e pressione di idrogeno. Questi complessi idrosolubili hanno rivelato buone proprietà catalitiche per la riduzione di doppi legami carbonio-carbonio, gruppi aldeidici e carbonilici e nitro gruppi. Sono state osservate ottime conversioni e selettività anche nelle reazioni di riciclo, senza il verificarsi di fenomeni di leaching.

2014 - 2015
The main purpose of the present work was the completion and the thermo-fluid dynamic characterization of a Rotary Permanent Magnet Magnetic Refrigerator operating at room temperature. The experimental device consists of 8 static regenerators packed with gadolinium (Gd) spheres inside a rotating two-pole permanent magnet with a magnetic field of 1.25 T and an air gap of 43 mm. A rotary valve mechanically coupled to the field generator imparts the direction of heat transfer fluid through the regenerators. A parametric study of the temperature span, cooling power and coefficient of performance (COP) was carried out over a range of different hot reservoir temperatures, volumetric flow rates, cycle frequency and cooling powers. The experimental investigation has been identified by 468 tests on 33 measured quantities, obtaining the thermo-fluid dynamic characterization of the complete machine in stationary operation. Finally, with the aim of optimising the performance of the prototype, a new regenerator has been developed. The new design allows reducing the dead volume and improves the fluid distribution around the magnetic refrigerant. [edited by author]
XIV n.s.

Il plasma, quarto stato della materia, rappresenta un gas ionizzato in cui ioni ed elettroni si muovono a diverse energie sotto l’azione di un campo elettro-magnetico applicato dall’esterno. I plasmi si dividono in plasmi di equilibrio e di non equilibrio termodinamico, quest’ultimi sono caratterizzati da un’alta temperatura elettronica (oltre 10000 K) e da una bassa temperatura traslazionale degli ioni e delle specie neutre (300-1000 K). I plasmi di non equilibrio trovano largo impiego nella microelettronica, nei processi di polimerizzazione, nell’industria biomedicale e del packaging, consentendo di effettuare trattamenti di sterilizzazione e attivazione superficiale. Il lavoro di tesi è incentrato sui processi di funzionalizzazione e polimerizzazione superficiale con l’obbiettivo di realizzare e caratterizzare sorgenti di plasma di non equilibrio a pressione atmosferica operanti in ambiente controllato. È stata realizzata una sorgente plasma operante a pressione atmosferica e in ambiente controllato per realizzare trattamenti di modifica superficiale e di polimerizzazione su substrati polimerici. L’efficacia e l’omogeneità dei trattamenti eseguiti sono stati valutati tramite misura dell’angolo di contatto. La caratterizzazione elettrica ha consentito di determinare i valori di densità di energia superficiale trasferita sui substrati al variare delle condizioni operative. Lo strato depositato durante il processo di polimerizzazione è stato analizzato qualitativamente tramite l’analisi chimica in spettroscopia infrarossa. L’analisi delle prove di funzionalizzazione dimostra l’uniformità dei processi plasma eseguiti; inoltre i valori dell’angolo di contatto misurati in seguito ai trattamenti risultano confrontabili con la letteratura esistente. Lo studio dei substrati trattati in atmosfera satura d’azoto ha rivelato una concentrazione superficiale di azoto pari al 3% attribuibile alla presenza di ammine, ammine protonate e gruppi ammidici; ciò conferma la bontà della soluzione realizzata e dei protocolli operativi adottati per la funzionalizzazione delle superfici. L’analisi spettroscopica dei trattamenti di polimerizzazione, ha fornito spettri IR confrontabili con la letteratura esistente indicando una buona qualità del polimero depositato (PEG). I valori misurati durante la caratterizzazione elettrica della sorgente realizzata risulteranno fondamentali in futuro per l’ottimizzazione del dispositivo. I dati raccolti infatti, determineranno le linee guida per il tailoring dei trattamenti plasma e per lo sviluppo della sorgente. Il presente lavoro di tesi, pur prendendo in esame una piccola parte delle applicazioni industriali dei plasmi non termici, conferma quanto queste siano pervasive nei comuni processi industriali evidenziandone le potenzialità e i numerosi campi d’applicazione. La tecnologia plasma è destinata ad essere imprescindibile per la ricerca di soluzioni innovative ai limiti dei processi tradizionali.

La maggiore consapevolezza dei cittadini sui danni causati dall’inquinamento ambientale e la coscienza dell’importanza della salubrità dei prodotti alimentari stimolano le ricerche sull’AgroEcologia. Questa tendenza è particolarmente marcata nel settore vitivinicolo, soprattutto in conseguenza del ruolo culturale e sociale svolto dalla vite e dal vino. Il Lavoro di Tesi è stato realizzato nell’anno 2019-2020 in un vigneto della cv Trebbiano Romagnolo, impiantato nel 2003, sito presso l’Azienda Agricola Biologica e Faro AgroEcologico Podere Casetta di Sant’Agata sul Santerno (RA), che durante la collaborazione è approdato alla costituzione di una Comunità a Supporto dell’Agricoltura (CSA). La ricerca ha consentito di caratterizzare il profilo aromatico del Trebbiano Romagnolo, vitigno molto importante per la sua diffusione, ma scarsamente conosciuto per i composti aromatici, e di valutare gli effetti della consociazione con salvia sulla composizione aromatica delle bacche. Sono stati identificati e quantificati 98 composti aromatici. Le classi delle aldeidi e degli alcoli sono risultate prevalenti da un punto di vista quantitativo. È stata altresì dimostrata la capacità della salvia di modificare la composizione aromatica dell’uva, riconducibile alla possibile influenza sulle lipossigenasi, le quali intervengono sulla sintesi di composti C-6, da parte dei composti organici volatili (VOCs) emessi dalla salvia. Tra i VOCs emessi nell’atmosfera dalle piante di salvia, ne sono stati riscontrati alcuni che potrebbero essere implicati nei meccanismi di controllo dei patogeni. La consociazione con salvia non ha modificato la produttività e la capacità vegetativa delle viti. I riscontri sperimentali aprono la strada ad investigazioni future che potranno avere come oggetto di ricerca non solo la consociazione con altre piante aromatiche officinali ma, più in generale, la biodiversità funzionale dei sistemi agrari, che è la strada per abbattere la dipendenza dai pesticidi.

In the last years, the detection and monitoring of contaminants in non-aqueous phase commonly called non-acqueous phase liquids (NAPLs) are becoming very important for the remediation of contaminated sites. The NAPLs are divided into two main categories: the light-NAPLs (LNAPLs) which include light pollutants with a density less than water and dense-NAPLs (DNAPLs) with a density greater than that of water. LNAPs are part of the aromatic hydrocarbons such as toluene, benzene and derivatives, xylene, etc., which tend to form "pools" and spread laterally in the presence of water because of their low density (Lesage and Jackson, 1992), in fact, in case of contact with an aquifer they tend to remain insoluble on the surface of the aquifer becoming a danger of contamination to the environment. DNAPLs are part of the chlorinated solvents, compounds derived from hydrocarbons by aliphatic and cyclic hydrocarbons such as tetrachlorethylene (PCE), trichlorethylene (TCE), carbon tetrachloride, etc.. They are for the most part, a very good solvent power, propellant, refrigerant and low flammability. Due to their characteristics, are widely used in chemical, textile, rubber, plastics, fire extinguishers, coolants, in degreasing and cleaning of metals, leathers and fabrics. The DNAPLs can reach considerable depth because of their higher density than water and are considered the most common cause of contamination of the subsoil. After their release into the environment, the DNAPL migrates, by gravity, through the vadose zone and, soon as it encounters in its path the aquifer, because of its high density, tends to move downwards, until it finds one low permeability layer. In its downward movement, part of the DNAPL remains trapped between the pores of the medium passing through, creating bodies of discontinuous (residues). When passing through the flap, part of the DNAPL, still in phase separate, dissolves contaminating the aquifer. The DNAPL, it is usually not consist of a single chemical component, for which, in water, the various components will be dissolved in various quantities according to their own solubility. The dissolved phase of the DNAPL, therefore, moves with the movement of the groundwater flow going to contaminate in this way also areas very distant from the initial point of release. The hydro-geological characteristics of the site, joined to the unstable behavior of the DNAPL, causes the condition of a site contaminated by DNAPL is complex comprising pollutants being separated, dissolved and gaseous or to the exclusion of the gas phase can contaminate the subsoil for long periods (Illangasekare et al, 1995). Although the process of mass transfer at the water / DNAPL is well known, the process that occurs in natural systems under real complex morphologies and hydrogeological situations, continues to be the subject of many studies (Page et al., 2007). The distribution of the DNAPL is typically influenced and controlled by the heterogeneity of the porous medium involved (Shwille, 1988; Kueper and Frind, 1991), then in order to understand in detail the behavior of the DNAPL inside the medium, there is a need detailed knowledge of the subsurface. There have been many studies regarding both laboratory scale (Power et al., 1998; Saba & Illangasekare, 2000) and at the level of theoretical models (Nambi & Powers, 2003; Bradford et al., 2003; Parker & Park, 2004). In any case, the influence of the heterogeneity of the medium on the migration of the DNAPL still remains uncertain (Soga et al., 2004; Fure et al., 2006). Even in theory, the interpretation of the phenomenon is complex because it is impossible to recreate the real distribution of DNAPL in the subsurface (Brusseau et al., 2007). In fact, in the soil, the separate phase of the DNAPL may not be present as a continuous phase and the extension of the contaminated area, the separate phase and the dissolved phase, is highly dependent on physical-chemical properties of the medium and of the contaminant. Both phases, separated and dissolved, may be present in the same area in different percentages and the transition zone, between the contaminated area and the non-contaminated, depends only on the physical characteristics of the soil and of the fluids contained in it. The source of contamination, the extension of the plume of contamination and saturation of the DNAPL in relation to the depth are usually determined using monitoring wells, coring, etc.. In addition to these direct methods, however, are attributed to high costs and considerable disadvantages due to the worsening of the situation of contamination of the site, as they may convey the DNAPL from deep to superficial layers, provide timely hardly be extended to large areas, etc.. It is clear that a detailed characterization and precise monitoring of the sources of contamination are essential points for a reclamation project (Kavanaugh et al., 2003). And for this, where there is significant heterogeneity of the subsoil, the conventional direct methods and intrusive sampling in groundwater may be insufficient, since the information they gain is restricted to vertical profiles and sampling point and not extended to entire area contaminated (Chambers et al., 2010). To try to solve these problems, in the last years are increasingly claiming the use of indirect methods for the detection and monitoring of sites contaminated by DNAPL (U.S. EPA, 2004). These methods have the advantage of producing information on the entire contaminated area at low cost and in a relatively short time being sensitive to changes of the physical properties of the fluids which go to investigate. To date, the research on the applicability of these methods, has proved their worth in the detection of DNAPLs, but has not yet been able to verify which of the different phases of the DNAPL (separate, dissolved and gaseous) you can actually receive and distinguish if actually may be able to give answers selective on the phases of the contaminant. One of the objectives of this thesis is precisely to verify, through the integration of different electromagnetic methods (Ground Penetrating radar, electric measurements and permittivity measurements (Time Domain Reflectometry)), the effective potential of some of the electromagnetic methods in the detection of the different phases in which DNAPL divides the inside of a porous medium saturated. For this objective, two experiments were carried out in the laboratory, in a controlled environment, using two different devices. For both experiments, it was decided to use a homogeneous porous medium saturated, placed inside the tanks. DNAPL was used as a chemical is not toxic (HFE-7100) as similar physical characteristics to trichlorethylene (TCE). In the first experiment were carried out the tests only with the GPR method; in the second experiment, instead, were carried out all the tests listed above: GPR, electrical measurements of resistivity and direct measurements of permittivity through the TDR method. For what concerns the GPR it was decided to use an antenna multicomponent 4 channels placing another objective which is to check if there might be a preference in the detection of the DNAPL through a channel rather than with another, evaluating the extent to which the components of the electromagnetic field could be sensitive to the presence of the contaminant. In Chapter 1 of this thesis highlight the main aspects related to the state of the art on the study of contaminated sites, it examines the complex dynamics of migration of DNAPL in a porous medium in terms of physico-chemical and shows the importance of the study of theoretical models as a complement to assist the interpretation of real data. In Chapter 2 there is a hint on the fundamentals of electromagnetic theory of the different methods used in the two experiments referring insights in basic texts In Chapter 3 we explain in detail all the materials, methods, instrumentations used in two laboratory experiments. I describe the preliminary laboratory tests that were conducted prior to the performance of the experiments and show the results of theoretical models developed for both measures that GPR for electric ones. The theoretical model GPR is primarily used to study a multiphase system (air, water, sand, DNAPL), quite similar to the real case, creating cases at different saturation conditions, to help interpret and validate the results obtained from the real case. With the theoretical model electric, instead, it is attempted to understand what might be the edge effects induced by the small size of the devices used. Through the model, in fact, it was decided to analyze the data relating to the minimum distance electrode in order to avoid edge effects linked to the walls of the device. It is also seen as a margin of error there might be to consider the apparent resistivity measured as real resistivity. In Chapter 4, have been presented in detail all the results in the two experiments. As regards the results GPR were analyzed the variations of the delay times of the reflections of the electromagnetic wave inside the tank and the spectra of the amplitudes for the 4 channels of the antenna. For electrical measurements, have been mapped variations in apparent resistivity inside the tank in different moments of the experiment. The TDR measures, however, have served to have a direct measure of changes in permittivity (ε) in the neighborhood of the point of entry of contaminant during the various phases of the experiment. In Chapter 5, finally, we have drawn the conclusions of the work of thesis highlighting how, through the use of different electromagnetic methods, we can begin to have a clearer landscape on the potential of these geophysical methods (GPR, and electrical measurements TDR) for the interpretation of the complex scenario that is created in a site contaminated by DNAPL. The simultaneous use in a controlled experiment of these methods electromagnetic led to understand that, through a thorough study of the variations in physical properties of the contaminated medium we can distinguish the dynamics of the slow migration and transformation of the contaminant within the vehicle and can be perhaps arrive to discriminate the different phases of the contaminated (separate, dissolved and gaseous). This is certainly a first step towards a better understanding of the complex migration behavior of DNAPLs can be considered as an advance on the knowledge of the responses of these methods and a starting point for future developments.

L’attività di ricerca è stata rivolta principalmente alla raccolta, caratterizzazione e valutazione delle attitudini agronomiche di popolazioni siciliane di sulla, al fine di colmare la carenza di informazioni sulla variabilità genetica esistente in Sicilia nell’ambito di questa specie e, eventualmente, di identificare genotipi utilizzabili come materiale di base per l’avvio di programmi di miglioramento genetico. L’articolazione delle ricerche ed i dispositivi adottati sono stati i seguenti: i) valutazione del livello di diffusione della specie in Sicilia, principalmente in aree non coltivate, attraverso una campagna di raccolta di seme programmata sull’intero territorio isolano; ii) caratterizzazione delle popolazioni per i caratteri fenologici e morfologici allevando le accessioni a pianta spaziata ed utilizzando i descrittori riconosciuti dalla comunità scientifica internazionale per specie simili; iii) studio delle attitudini agronomiche per mezzo di un dispositivo sperimentale idoneo a valutare il comportamento delle accessioni, allevate in condizioni di formazione agraria, per utilizzazioni foraggere e per la produzione di seme; iv) caratterizzazione molecolare delle popolazioni attraverso l’uso di marcatori ISSR; v) analisi delle relazioni tra i caratteri fenologici, morfologici, produttivi, qualitativi e i parametri relativi all’ambiente di origine, finalizzata sia ad una migliore interpretazione della variabilità riscontrata nell’ambito delle popolazioni collezionate sia alla semplificazione del lavoro di selezione; vi) raggruppamento delle popolazioni in base ai caratteri feno-morfologici, agronomici e ai dati provenienti dall’analisi molecolare, attraverso una cluster analisys, per ottenere informazioni circa la distanza genetica dei materiali studiati. Nel complesso la ricerca ha consentito di accertare, nell’ambito delle popolazioni spontanee e sub-spontanee di sulla collezionate in Sicilia, l’esistenza di un’ampia variabilità per caratteri feno-morfologici, agronomici e genetici. Tale variabilità certamente rappresenta un patrimonio di biodiversità da salvaguardare che potrebbe anche essere valorizzato in programmi di miglioramento genetico finalizzati ad esaltare il ruolo multifunzionale che tale specie svolge nell’ambito degli agro-ecosistemi mediterranei.

Landfilling is still the most widely used form of disposal of MSW in Europe. Eurostat (2015) reports that in 2013, with reference to the 28 member states, about the 31% of MSW produced were disposed of in landfills. The same data is estimated at national level; in Italy, with reference to 2013, the MSW disposed in landfill amounted to the 31% of the produced waste (ISPRA, 2015). One of the main environmental challenges associated with landfills is the generation of LFG produced by the anaerobic decomposition of the organic waste fraction. LFG is mainly composed by methane (CH4) and carbon dioxide (CO2), and its production lasts until the majority of the organic material in the waste is degraded, which can take several decades. As is common knowledge, suboptimal cover design and improper landfills management can lead to undesired LFG emissions. For this reason, landfills are considered significant anthropogenic sources of odours and greenhouse gases. This thesis deals with impact of emission produced from the disposal of MSW in landfill and innovative mitigation technologies. The role of landfill in modern waste management system as well as the related environmental problems are discussed in Chapter 1. Furthermore, the basic principles of the microbial methane oxidation process as a mitigation strategy for landfill methane emissions are described. Chapter 2 addresses investigations with monitoring field campaigns to study the emissions from a waste management site. The different sources present in the study case are compared in order to identify the main environmental issues. In particular, the diffusive emissions from the landfill covers, the emissions from the mechanical biological treatment plant and the emissions from the landfill gas recovery plant are compared both in terms of magnitude and in terms of emitted compound. In Chapter 3 the results derived from a project performed in collaboration with a landfill manager and the environmental protection agency of Tuscany are presented. The main objective of the study is to assess if the undesired odour emissions during waste disposal is due to sensory characteristics of waste or to degradation processes that may occur already in the early phase of disposal. The study was conducted on samples on MSW compost from mechanical biological facilities and sludge from wastewater treatment plants. The study was performed through different phases: monitoring on the daily cover to assess the emission rates during disposal; characterization of waste, particularly determination of biological stability parameters; study of the possible reactivation of aerobic or anaerobic degradation processes in waste samples with specific lab tests (controlled batch reactors); chemical analysis of compounds emitted during the tests. Chapter 4 provides insight into the microbial methane oxidation of landfill gas as innovative technology to reduce landfill impact. The chapter presents results of both field and laboratory investigations. In particular it reports the results derived from the monitoring of a pilot bio-covers system implemented in a Tuscan landfill to assess the capacity of methane oxidation in different substrates, particularly compost from source-selected organic fraction, MSW compost from mechanical biological facility and mixed compost. The substrates were characterized by several biological and chemical-physical parameters. The oxidation efficiency of the biocovers was determined by gas and temperature profiles, calculated methane oxidation rates using a mass balance as well as landfill gas flux measurements. Furthermore, some laboratory column tests were carried out in order to assess the performance of the materials used in the field test with a known inlet biogas flow.