Dissertations / Theses on the topic 'TECNOLOGIE DEI MATERIALI E DEI TRASPORTI'

Studio del processo di stampaggio delle lamiere in acciaio al boro utilizzate dall'industria automobilistica. Proposta di materiali innovativi da utilizzare per la produzione di stampi al fine di ottenere microstrutture differenziali con tempra contemporanea alla deformazione in stampo. Caratterizzazione delle proprietà termica d'interfaccia stampo-lamiera al variare del materiale dello stampo e delle pressione di contatto. Effetto dei parametri di processo sul trattamento termico in stampo del pezzo in lavorazione.

I nanocompositi sono una nuova classe di materiali che mostrano proprietà uniche tipicamente non condivise dai materiali convenzionali. La dispersione di particelle nanometriche, organiche o inorganiche, all’interno di una matrice polimerica può determinare l’incremento delle proprietà del composito e nel contempo può donare nuove proprietà funzionali. Il grosso interesse rivolto verso i nanocompositi dipende dalle potenzialità che tali materiali mostrano e dalle possibili applicazioni che essi possono trovare. Film rigidi o flessibili in nanocomposito, troverebbero applicazione nel packaging, vista la tendenza a conservare la trasparenza della matrice e le proprietà di impermeabilità all’ossigeno che l’utilizzo di nanocariche può determinare. Nel presente lavoro è stata messa a punto una rapida procedura di fabbricazione di film spessi in nanocomposito poliestere-montmorillonite per consentirne un’applicazione industriale. Le proprietà dinamo-meccaniche dei film sono state valutate tramite test al DMA, svolti nella particolare configurazione di trazione. I risultati ottenuti da tale prova hanno consentito di studiare la complessità dell’interazione tra nanocariche e matrice. I coatings sono spesso utili per diverse applicazioni ingegneristiche, da coating resistenti al graffio a coating che fungono da barriera termica. Poiché danni superficiali o all’interfaccia con il subtrato, possono influenzare le prestazioni finali, è importante adottare una buona tecnica di caratterizzazione per i coating. Le più recenti pubblicazioni scientifiche, a tal proposito, parlano di nanoindentazione di coating o bulk in nanocomposito. In questo lavoro viene utilizzata la tecnica di macro-indentazione strumentata per la caratterizzazione meccanica di coating, in nanocomposito poliestere-montmorillonite, depositati per spin coating su substrati in alluminio e polietilene ad alta densità. La macro-indentazione è meno sensibile alle intrinseche inomogeneità dei nanocompositi è da utili informazioni circa la resistenza dei coating. In più, in questo caso, la preparazione del campione può essere meno accurata rispetto al caso della nanoindentazione. Nell’appendice, è riportato un esempio di applicazione di macroindentazione per la caratterizzazione meccanica di materiale polimerico. In particolare il test consentiva di valutare l’effetto del contenuto locale di rinforzo in materiali polimerici caricati a gradiente. Dopo lo studio di film e coating in nanocomposito, è stato studiato il comportamento di nanocompositi nella forma di bulk. Provini bulk possono mostrare diverse proprietà rispetto ad i coating, in più, lo studio del comportamento del materiale di campioni bulk risulta più semplice e consente di approfondire alcuni aspetti. La combinazione di nanoparticelle e di una nuova tecnologia di schiumatura ha generato una nuova classe di materiali leggeri, ad alta resistenza e multifunzionali: le schiume in nanocomposito. Attualmente, risulta di grossa utilità trovare nuove, veloci ed economiche tecnologie che consentano di realizzare nanocompositi su larga scala. E’ stata sviluppata una nuova tecnologia di schiumatura per materiali termoindurenti che non richiede l’utilizzo di agenti esterni e che è stata chiamata di schiumatura allo stato solido. L’utilizzo di questa nuova tecnologia è stata utilizzata per la realizzazione di schiume nanocaricate. Lo sviluppo di materiali polimerici per applicazioni strutturali o tribolgiche, sta divenendo una domanda sempre più pressante. I compositi a matrice polimerica hanno le potenzialità per essere utilizzati per questo tipo di applicazioni; componenti in polimero, come camme, alberi e ruote dentate, sono tipicamente realizzati mediante la tecnologia dello stampaggio ad iniezione. Ciò è dovuto alla semplicità ed al basso costo di tale tecnologia che consente la realizzazione di componenti anche a geometria complessa. Tuttavia l’effetto del processo di stampaggio ad iniezione sulle proprietà di bulk di nanocompositi polimerici è ancora oggetto di studio. Nel presente lavoro, sono state studiate le proprietà tribologiche e meccaniche di di nanocompositi a matrice polimerica (PA6, PA66 and POM) , prodotti per stampaggio ad iniezione.
Nanocomposites are a relatively new class of materials with unique properties typically not shared by conventional microcomposites. The dispersion of nanometric organic or ingorganic particles in polymer matrix, may cause an increase in performances of composite materials and give new functional properties. The interest in polymer nanocomposites depends on the potential applications of these materials. Dealing with flexible or rigid films, packaging is a potential application because of the material transparency and the oxygen-barrier properties. In the present work, dynamic mechanical properties of polyester–montmorillonite nanocomposite thick films, prepared by the in situ intercalative polymerization method, were evaluated in a tensile mode. A fast fabrication procedure was chosen according to industrial applications and tensile DMA results permitted to study the interaction between nanofiller and matrix. Surface coatings are used in different engineering applications, from scratch-resisting coatings to thermal barriers. Nanocomposites have the potential for being high-performance coatings. As surface damage and interfacial failure may affect the final coating performances, the reliable characterisation of the coated film strength is critical. Recent scientific contributions mainly deal with the nanoindentation of nanocomposite coatings or bulk materials. In this work the use of instrumented macro-indentation is suggested for mechanical characterization of polyester–montmorillonite nanocomposite coatings deposited on aluminium and high-density polyethylene substrates by the spin coating method. Macro-indentation is less sensitive to material non-homogeneities and provides reliable information about the coating strength. Moreover, the sample preparation is less critical than for nanoindentation. In the appendix a particular instance of the use of macroindentation test is reported, instrumented macroindentation test was used to measure the effect of the local filler content in polymer functional graded materials . After the study of nanocomposite coatings and films, the study of bulk nunocomposites was performed to investigate the material beahviour. In fact, bulk samples exhibit different properties than coatings, moreover the study of bulk materials is easier and allow to deepen several scientific aspects. The combination of functional nanoparticles and foaming technology has generated a new class of lightweight, high strength, and multifunctional materials: the nanocomposite foams. Nowadays, the challenge is to find new fast and cheap production processes that are able to provide complex nanocomposite structures on a large scale. A new foaming technology called ‘solid-state foaming’ has recently been developed to foam thermosetting materials without using any external agent. This new technology is very easy and special equipments are not necessary. In the present work, this method was used for fabricating nanocomposite foams. Nowadays, the development of advanced materials for tribological purposes is becoming a pressing demand of manufacturing industries. Polymer-based composites have the capability of operating for a long time without lubrication in conditions of cryogenic and elevated temperatures. Components, such as gears and cams are typically produced by injection molding of thermoplastic matrix composites. In fact, the ease and economics of manufacturing complex parts by injection molding are well recognized, but the effect of the injection molding process on the bulk properties of nanocomposites is still under investigation. In this study, the author evaluated the tribological and mechanical behavior of neat and nanofilled functional polymers (PA6, PA66 and POM) produced by injectiono moulding.

In questa tesi viene considerato il problema dei trasporti con costi fissi (FCTP) che, assieme al Traveling Salesman Problem (TSP), è uno dei problemi nobili dell’ottimizzazione combinatoria. Esso generalizza il ben noto problema dei trasporti (TP) imponendo che il costo per spedire prodotti da un’origine ad una destinazione sia composto da un costo fisso ed un costo proporzionale alla quantità spedita. Il FCTP è stato formulato per la prima volta in un articolo di Hirsch e Dantzig (1968) ed è stato da allora oggetto di studio per la ricerca di nuovi e sempre migliori algoritmi di risoluzione. Nessuno dei metodi esatti fin ora pubblicati è in grado di risolvere istanze con più di 15 origini e 15 destinazioni. Solo recentemente, Roberti et al. (2013), in un paper in corso di pubblicazione, hanno presentato un metodo esatto basato su una nuova formulazione matematica del problema, il quale è in grado di risolvere istanze di FCTP con 70 origini e 70 destinazioni. La crescita esponenziale dello sforzo computazionale richiesto dai metodi esatti ne ha confinato l’applicazione a problemi di dimensioni ridotte. Tali limitazioni hanno portato allo studio e alla ricerca di approcci approssimativi, euristici e metaeuristici i quali sfruttano varie strategie di local search. Fra i molteplici metodi euristici presentati in letteratura, meritano particolare attenzione quelli di Sun et al. (1998) e Glover et al. (2005). Recentemente, Buson et al. (2013) hanno presentato un nuovo euristico che domina tutti i precedenti sui problemi test proposti in letteratura. In questa tesi viene presentato un approccio Tabu Search che migliora il metodo originalmente proposto da Sun et al. (1998). I risultati computazionali ottenuti con un codice prototipale indicano che l’algoritmo sviluppato è migliore del metodo originario di Sun et al. (1998) e competitivo con il più recente metodo proposto da Buson et al. (2013).

Aim of this work is to carry on joining of thermoplastic components in order to extend its results, in the future, to semi-manufactured components obtained through injection moulding processes. Although this technology has remarkable advantage as productivity, automation and cheapness, doesn’t allow to produce hollow components all at once. For this reason it is necessary to add a successive joining process. The most common technologies now used to join plastic materials shows that the Hot Plate Welding process is characterized by advantages as mechanical strength, freedom in design, cheapness, etc. On the other hand Laser Welding shows remarkable advantage as process speed, aesthetic quality, mechanical strength, versatility, minimum and local transfer of energy and absence of contact. Through Hot Plate welding the author carried out samples welded in different configurations changing process parameters like temperature and time of interaction. The characterization of the joining has been done through tensile test, in comparison with an one-piece sample. Results confirm Hot Plate is a valid technology although further development are necessary to optimize the process. Concerning Laser Welding the author chose a Diode Laser because of his efficiency, cheapness, lightness, smallness and lower specific power than the other lasers. Preliminary tests, performed to analyze interaction laser-material, allowed to determine optimal process parameters. Samples have been welded with various configuration and mechanical properties has been determined for each one. Laser joining could be carried out changing fundamental parameters like pressure, speed, temperature, focalization of the beam and power. Results show how some parameters have a great influence on joining. In order to further develop this technology and to estimate the advantages of other processes, it is necessary to define quantitatively these parameters in order to outline a control process.

Nell’ultimo decennio il settore industriale ha mostrato particolare interesse per la miniaturizzazione dei prodotti. In risposta a tale esigenza la ricerca si è orientata verso lo studio di nuovi processi per lo sviluppo di microprodotti ad alto contenuto tecnologico, nei settori più vari, dal biomedicale, all’elettronica, alla meccanica. In questo contesto si inserisce la presente attività di dottorato, che si pone l’obiettivo di studiare i processi di microforming, nonché progettare e fabbricare una micromacchina in grado di effettuare tali lavorazioni su fogli metallici. La prima problematica da affrontare nell’effettuare una microlavorazione è legata al materiale, alle eventuali anisotropie e al fatto che il suo comportamento non sia semplicemente scalabile a partire dal livello macroscopico. Aspetto fondamentale riveste, inoltre, la realizzazione degli stampi. La fabbricazione di questi ultimi è attualmente ancora oggetto di ricerca e purtroppo lontana da ogni anche minima realtà commerciale, sebbene diverse siano le tecnologie che possono essere impiegate a tale scopo. Tale aspetto è stato affrontato ricorrendo alle tecnologie tradizionali e alla tecnologia laser, mediante le quali sono stati realizzati gli stampi impiegati nella sperimentazione. Questi, movimentati mediante macchina per prove meccaniche, hanno consentito di tranciare fogli di alluminio di spessore 20 μm. Lo studio dei parametri che maggiormente influenzano il processo è stato, infatti, condotto inizialmente impiegando macchinari macroscopici e stampi microscopici ed ha permesso di effettuare le scelte di progettazione della micromacchina, in termini di: telaio, sistema di movimentazione e cella di carico. Sono stati analizzati differenti processi di microformatura, mettendo in luce le notevoli problematiche che si incontrano nel tentativo di adattare al micromondo le conoscenze e le tecnologie tradizionali. I processi di microlavorazione non sono per forza associati a dei microsistemi, i quali anzi presentano problematiche ulteriori connesse alla miniaturizzazione delle parti e alla disponibilità sul mercato di un qualunque accessorio. Dallo studio è emerso quanto siano necessari, al fine di poter assistere ad una vera diffusione di queste tecnologie, concetti di macchina del tutto innovativi e nuove idee per la realizzazione di utensili che permettano di andare oltre al semplice, e spesso inefficace, adattamento al campo del micron delle macchine e degli utensili tradizionalmente usati. Ulteriori sviluppi dello studio possono essere individuati nell’impiego di stampi caratterizzati da maggiore precisione e nella integrazione delle competenze acquisite nella formatura di metalli e di polimeri per la realizzazione di microcomponenti costituiti da entrambi i materiali, di particolare interesse per il settore dell’elettronica.
In recent years miniaturization has received much attention and the study of new processes plays a strategic role in the production of complex structures, devices and systems on the scale of micrometers. They find applications in automotive industry, biomedical industry, electronics, telecommunications, industrial and environment monitoring, aerospace. This thesis aims to study microforming processes and to design and construct a micromachine for sheet metal forming. The first problem to consider is related to the workpiece material, in particular anisotropy and behaviour under micromachining. Moreover, the die fabrication is surely a key factor for the definition of micro-sheet forming processes. Several techniques are suitable for the micro-die fabrication, but at present it is still object of research. In this study micro-dies were fabricated by conventional and laser technologies. At first, the punches were driven by a universal material testing machine and a sheet of aluminum, 20 μm thick, was punched. Experimental results pointed out the difficulties to tackle when conventional technologies are applied for micromaching and the importance of defining new concepts of micromachine. In this study a micromachine for metal forming was design and build taking into consideration the experimental results. Further studies may regard the integration of knowledge acquired in metal microforming and polymer micromoulding, to product components made of both materials, for electronic applications.

Surface grinding and finishing by abrasive belt is difficult because the basic physical mechanisms of this abrasion process are still not well understood. So, in the industry, the belt grinding and finishing setup is still based on empirical rules. For each new product specification, a lot of preliminary tests are indeed necessary to achieve the optimal operational configuration of the process. The grinding setup time is made longer by the fact that the process variables are numerous and the effects of their combinations are very difficult to evaluate. Relating to this particular abrasive finishing technology which employs a soft coated belt as a tool, an attempt in this study was made to identify the simultaneous influences of the working parameters on the achievement of the working. The parameters considered are: the stiffness of the contact wheel, the feed velocity of the process, the rotation velocity of the abrasive belt, the characteristics of the worked material, the wear condition of the abrasive particle of which the abrasive belt is composed. In the first part of this research were performed a lot of tests which have the aim of finding out the correlation among the removing capability of the abrasive belt and the power required, according to the other independent variables of the grinding process. After an accurate study of the data, a complete regression model was extrapolated which could estimate the removing capability of the abrasive belt and the relative power consumption according to the variation of the variables previously mentioned. Although coated abrasive belts are superior to grinding wheels in metal removal action, this ability is often cancelled by considerable changes in their grinding characteristics with grinding time. Since changes in the grinding characteristics are undoubtedly caused by wear of the abrasive belt, it is understandable the many papers concerning the wear of coated abrasive belt have been published. However, no quantitative relation has yet been reported because the wear process is very complicated to develop. In the second part of this study, wear characteristics of the abrasive cutting edges on coated abrasive belts were investigated by microscope observations. The heights of most grain cutting edges on coated abrasive belts gradually decrease from the tips owing to friction wear, happening during the process. Therefore, except for a short initial period when the belt is new, grinding is performed mainly by abrasive cutting edges with worn grain flats at their tips. Several tests have been performed for studying the wear behaviour of the abrasive belt. According to the experimental data obtained and the analysis of the wear phenomenon was obtained a regression model that estimates the tool wear under varying process conditions. This paper outlines a multi-variable regression by which the wear behaviour of the abrasive belt can be estimated quantitatively as well as the surface roughness according to the process condition. The shape and distribution pattern of the grain cutting edges have an important effect on the performance of an abrasive belt. This regression model is supported by numerous experiments which show that the quality of the finished surfaces is dependent on the wear state of the coated abrasive belt. This paper, showing wear rates and wear mechanisms, suggests the existence of promising way for increasing the efficiency of abrasive technological processes.
La satinatura e la finitura delle superfici con nastro abrasivo flessibile sono un complesso processo di abrasione perché non sono ancora ben compresi i meccanismi fisici alla base. Così, nell’industria, la lavorazione di satinatura e finitura con nastro abrasivo è un’operazione ancora lasciata a regole empiriche e così, per ogni nuova esigenza produttiva, si rendono necessari molti test preliminari al fine di raggiungere la configurazione ottimale di funzionamento del processo. Il tempo di setup della satinatura risulta quindi allungato dal fatto che le variabili di processo sono numerose e gli effetti delle loro combinazioni sono molto difficili da valutare. Ed è relativamente a questa particolare tecnologia di finitura superficiale, che impiega come utensile il nastro abrasivo flessibile, che in questo studio è stato fatto un tentativo per identificare le influenze simultanee dei parametri di processo sull’ottenimento della lavorazione desiderata. I parametri considerati sono: la rigidità della ruota di contatto, la velocità di avanzamento del processo, la velocità di rotazione del nastro abrasivo, le caratteristiche del materiale lavorato, lo stato di usura delle particelle abrasive di cui il nastro abrasivo è composto. Nella prima parte di questa ricerca sono stati eseguiti molti test con lo scopo di scoprire la correlazione tra la capacità di asportazione del nastro abrasivo e la potenza necessaria per l’asportazione in base alle altre variabili indipendenti dal processo di satinatura. Dopo un accurato studio dei dati, un completo modello di regressione è stato estrapolato al fine di stimare la capacità di asportazione del nastro abrasivo ed il consumo di energia, in base alla combinazione delle variabili precedentemente menzionate. Sebbene i nastri abrasivi flessibili siano superiori alle mole nella capacità di asportazione, questa capacità è spesso annullata da notevoli cambiamenti delle loro caratteristiche di asportazione con il tempo di lavorazione. Dal momento che questi cambiamenti nella capacità di asportazione sono indubbiamente causati dall'usura del nastro abrasivo, è comprensibile che numerosi articoli riguardanti l'usura del nastro abrasivo siano stati pubblicati, tuttavia, nessuna relazione quantitativa è ancora stato pubblicata perché il processo di usura risulta molto complesso da rappresentare in un modello matematico di semplice applicazione. Nella seconda parte di questo studio, l’aspetto dell’usura dei nastri abrasivi flessibili è stata studiata attraverso osservazioni al microscopio. Le altezze della maggior parte degli abrasivi, costituenti il nastro abrasivo flessibile, diminuiscono gradualmente a causa dei fenomeni di attrito che si verificano durante la lavorazione. Pertanto, fatta eccezione per un breve periodo iniziale quando il nastro abrasivo è nuovo, il processo di satinatura è eseguito principalmente da granuli abrasivi la cui estremità è piatta e consumata. Molte prove sperimentali sono state condotte per analizzare il comportamento ad usura del nastro abrasivo. Sulla base dei dati sperimentali raccolti e sulle analisi del fenomeno di usura è stato ottenuto un modello di regressione che stima l’usura dell’utensile al variare delle condizioni di processo. In questo modello di regressione la forma del tagliente dei granuli abrasivi e la loro distribuzione hanno un effetto importante sulle prestazioni del nastro abrasivo. Questo modello di regressione è sostenuto da numerosi esperimenti che dimostrano che la qualità delle superfici ottenute dipende lo stato di usura del nastro abrasivo. Questo studio permette di stimare tassi e meccanismi di usura evidenziando i possibili miglioramenti che permetterebbero di aumentare l'efficienza dei processi tecnologici che interessano i nastri abrasivi flessibili.

Interaction between designers, software & other tools, mistakes, management of time & space are just some of the dimensions that make up a design trajectory in an atelier of architecture and made it possible. Understanding architectural objects without investigating the process that make them possible, hide us the most part of dynamics that make the realization of the project itself feasible. These dimensions have often been neglected by sociological studies of architecture that, instead, are often focused on fruition of space by users, the training of architects in a sociology of professions perspective, rather than the building, seen in a symbolic way. With my research, starting from an STS perspective, I highlight design practices involved in the creation of a new artefact, trying to connect material elements, actors involved in the heterogeneous network and the technological artefacts that contribute to the achievement of the project. The research focuses on the issue of technological innovation see also as management of new spatial relationship between context and content, materials and architectural theories, software and designers. In order to facilitate the emergence of knowledge, innovation and design practices, the empirical context of the research was investigated through the tools of ethnography. These led me to spent about one year in an important atelier of architecture in north Italy, where I alternated participant observation, in-depth interviews, photographs and analysis of atelier's documents, in order to follow the trajectory of different projects and the non-linear path from the idea's conception to the final drawings. From data analysis, emerge a complex “pluriverse” of interactions between different kind of actors, that work together in a technologically dense environment, in which the project-artifact condenses a relevant number of socio-technical dimensions. With my research I want to made little bit less obscure the understandings of design processes, giving importance to organizational and technoscientific dynamics, with a methodological account that allowed me to understand peculiarities about all different actors that play in the design arena, going “inside architecture”.
Le interazioni tra progettisti, software e altri strumenti utilizzati, errori e la gestione del tempo e dello spazio sono solo alcune delle dimensioni che compongono e rendono possibile la traiettoria di progettazione di un nuovo artefatto all'interno di un atelier di architettura. Studiare il risultato delle pratiche progettuali, senza indagare il processo che lo permette, porta a non comprendere la maggior parte delle dinamiche che rendono la realizzazione del progetto stesso possibile. Queste dimensioni sono state spesso trascurate dagli studi sociologici sull'architettura che, invece, hanno focalizzato la loro attenzione sulla fruizione dello spazio da parte degli utenti, sulla formazione degli architetti partendo da un'ottica di sociologia delle professioni, oppure sui significati simbolici incorporati negli edifici realizzati. Con la mia ricerca, partendo da una prospettiva STS (Science and Technology Studies), metto in luce le pratiche di progettazione implicate nella creazione di un artefatto particolare, il progetto architettonico, cercando di collegare gli elementi materiali, gli attori che vanno a comporre il network eterogeneo, le tecnologie e le diverse forme di conoscenza esperta coinvolti. La ricerca si concentra sul tema dell'innovazione tecnologica vista, per quanto concerne l'architettura, come gestione di nuovi rapporti spaziali tra contesto ed edificio, materiali, teoria architettonica, software, futuri utenti e progettisti. Il contesto empirico individuato per la ricerca è stato indagato attraverso gli strumenti dell'etnografia, che mi hanno portato a passare circa un anno in un importante atelier di architettura nel nord Italia, dove ho alternato osservazione partecipante, interviste in profondità, raccolta di fotografie e analisi documentale, al fine di seguire diverse traiettorie progettuali dal concepimento dell'idea ai disegni finali. Dall'analisi dei dati è emerso un complesso "pluriverso" di interazioni tra diversi tipi di attori, che collaborano in un ambiente tecnologicamente denso, in cui l'artefatto-progetto condensa un numero rilevante di importanti dimensioni socio-tecniche. Con la mia ricerca ho voluto rendere un po' meno oscura la comprensione dei processi progettuali, attribuendo importanza tanto alle dinamiche organizzative, quanto a quelle tecnoscientifiche, attraverso un account metodologico attento a cogliere le peculiarità di tutti gli attori che partecipano alla progettazione di questo nuovo artefatto, e che mi ha permesso di entrare “dentro l'architettura”.

Nell'ambito della gestione integrata dei rifiuti, un ruolo di rilievo è occupato dagli impianti di termovalorizzazione. Questi impianti costituiscono ad oggi una delle migliori soluzioni per la gestione del rifiuto indifferenziato di natura urbana o industriale, riducendo significativamente il quantitativo di rifiuti da conferire in discarica e al contempo consentendo di ricavare energia elettrica e calore da flussi materiali altrimenti non utilizzabili. Di contro, il principale svantaggio della termovalorizzazione è il potenziale rilascio in atmosfera di inquinanti gassosi. I moderni sistemi di trattamento fumi riducono fortemente l'emissione di contaminanti in aria, ma generano impatti ambientali indiretti, noti anche come "cross-media effects": il consumo di ingenti quantitativi di reagenti e la generazione di residui solidi e liquidi. Quantificare i "cross-media effects" è necessario per poter individuare soluzioni tecnologiche che siano ottimali in un approccio olistico alla protezione ambientale. Obiettivo della presente tesi è stata lo sviluppo di un approccio semplice per poter risolvere i bilanci di materia ed energia di una linea di depurazione fumi, in modo da determinare i "cross-media effects" in funzione del carico di inquinanti da trattare. Tale approccio si è basato sull'individuazione e messa a punto di modelli semplici per descrivere il processo di trattamento fumi con le più diffuse tecnologie per l'abbattimento di gas acidi, ossidi di azoto e microinquinanti. Un ventaglio di casi di studio illustra le potenzialità dei modelli proposti come base per valutazioni di carattere economico e ambientale su diverse configurazioni di linee di trattamento fumi.

Recentemente l’attenzione globale si è focalizzata verso uno sviluppo sostenibile promuovendo un modello di economia circolare. In questo contesto si colloca il presente progetto di dottorato il cui scopo è stato quello di eseguire una caratterizzazione ingegneristica relativa ad una nuova applicazione della scoria da forno elettrico ad arco, come filler in matrici polimeriche, con particolare focus sulla gomma vulcanizzata. Parallelamente è stato eseguito uno studio di questi due settori, nell’ottica di implementare una simbiosi industriale. Il motivo per cui sono stati scelti questi settori è che da una parte l’Italia è il principale produttore europeo di acciaio da forno elettrico, e più del 50% delle grandi imprese italiane di trova in Lombardia dove per questo motivo viene prodotta una ingente quantità di scoria. Nonostante la scoria venga già riutilizzata come aggregato artificiale, è stato stimato che purtroppo ancora buona parte venga smaltito in discarica perciò è necessario studiare nuove applicazioni. Nel presente studio ci si è focalizzati su matrici elastomeriche data la distribuzione geografica delle imprese operanti nel settore delle guarnizioni particolarmente denso in Lombardia. Il tema della valorizzazione dei rifiuti è un tema sensibile non solo al settore siderurgico ma anche ai produttori di articoli in gomma in quanto essa non è facilmente riprocessabile. La produzione di articoli in gomma porta con sé una considerevole percentuale di scarto intrinseca nel processo. A tale proposito, gli scarti industriali da articoli tecnici e anche il polverino di pneumatico fuori uso sono stati riciclati tramite un processo semplice di calandratura a freddo senza l’aggiunta di additivi. L’influenza della scoria come filler è stata valutata anche in questi ultimi. Il lavoro svolto è strutturato in una prima parte di revisione della letteratura e una seconda parte relativa all’attività sperimentale svolta, suddivisa nelle diverse matrici polimeriche caratterizzate: I) Confronto del comportamento meccanico di una resina epossidica additivata con scoria e con sabbia di fiume nelle cosiddette malte epossidiche. II) Caratterizzazione di una NBR standard additivata con una crescente percentuale di scoria. III) Caratterizzazione di sfrido industriale NBR, e influenza della scoria in diverse granulometrie. IV) Analisi della scoria come filler sostituivo e parzialmente sostitutivo del carbon black in matrice NBR. V) Caratterizzazione di polverino PFU riciclato e additivato con scoria EAF. VI) Analisi di una simbiosi industriale potenziale tra il settore dell’acciaio e quello della gomma con relative valutazioni di tipo economico. I risultati ottenuti circa l’applicazione della scoria come filler in matrici polimeriche sono incoraggianti in quanto da una parte la problematica principale del riutilizzo della scoria, ovvero la lisciviazione dei metalli pesanti, può essere superata in questa applicazione, e dall’altra è possibile formulare gomme, riciclate e non, con diverse quantità e dimensioni della scoria come filler in funzione dell’applicazione finale.
Recently, the global attention has focused on sustainable development by promoting a circular economy model. The present PhD project in this context aims to carry out an engineering characterization related to a new application of electric arc furnace slag, as a filler in polymeric matrices, with particular focus on vulcanized rubber. At the same time, a study of these two sectors was carried out, with a view to implementing an industrial symbiosis. The reason why these sectors were chosen is that on the one hand Italy is the main European producer of electric furnace steel, and more than 50% of large Italian companies are located in Lombardy where for this reason a huge quantity of slag is produced. Although the slag is already reused as artificial aggregate, it has been estimated that unfortunately large part is still disposed of in landfills, so it is necessary to study new applications. In this study we focused on elastomeric matrices given the geographical distribution of the companies operating in the particularly dense gasket sector in Lombardy. The issue of waste enhancement is a sensitive issue not only to the steel sector but also to producers of rubber articles as it is not easily reprocessable. The production of rubber articles implies a considerable percentage of intrinsic waste in the process. In this regard, industrial waste from technical articles and also the end-of-life tire powder were recycled through a simple cold calendering process without additives. The influence of slag as a filler was also evaluated in the latter. The work carried out is structured in a first part of literature review and a second part relating to the experimental activity carried out, divided into the different polymeric matrices characterized: I) Comparison of the mechanical behavior of an epoxy resin added with slag and river sand in the so-called epoxy mortars. II) Characterization of a standard NBR added with an increasing percentage of slag. III) Characterization of NBR industrial waste, and influence of the slag in different grain sizes. IV) Analysis of the slag as a substitute and partially substitute filler for carbon black in the NBR matrix. V) Characterization of recycled ELT powder and additives with EAF slag. VI) Analysis of a potential industrial symbiosis between the steel and rubber sectors with the related economic assessment. The results obtained regarding the application of slag as filler in polymeric matrices are encouraging as on the one hand the main problem of the reuse of slag, that is the leaching of heavy metals, can be overcome in this application, and on the other hand it is possible to formulate rubbers, recycled or not, with different quantities and sizes of slag as filler depending on the final application.

Il recupero dei fabbricati residenziali da riqualificare, mirato a consenti-re la completa decarbonizzazione entro il 2050, rappresenta una delle maggiori sfide attuali nel panorama italiano e fa da premessa ad un processo di rigenerazione urbana che vede interessato principalmente il tessuto edilizio risalente agli anni compresi fra il 1961 ed il 1991 in quanto numeri e fabbisogni energetici. In queste tipologie di recupero, per ragioni legate a costi, velocità di esecuzione ed invasività dell’intervento, le strategie di efficientamento principalmente adottate si riducono ad interventi di isolamento termico a cappotto delle chiusure opache ed alla sostituzione dei serramenti. L’analisi generale, comprende da una parte lo studio delle principali tipologie di serramenti utilizzate negli anni presi in considerazione, nonché le rispettive strategie di intervento sfruttate per migliorarne le prestazioni. Riscontrando poi nella seconda parte il principale punto di criticità nel giunto di posa dei serramenti realizzato spesso in maniera non corretta ed inadeguata, andando a creare ponti termici e comportando consistenti dispersioni energetiche. Il tema di elaborazione della tesi è costituito dalla progettazione delle diverse tipologie di intervento, focalizzate sulla corretta esecuzione di queste, nello specifico di una posa in opera volta ad un irreprensibile isolamento delle giunzioni serramento-parete. Gli abachi redatti sono successivamente comparati per consentire l’adeguata valutazione dei risultati ottenuti. Infine viene presentato un esperimento progettale attraverso il quale verificare le ipotesi postulate, in un intervento di retrofitting energetico di isolamento termico a cappotto e sostituzione serramenti, nel caso studio che interessa l’areale comprendente gli ex uffici di collocamento di Argenta (Fe).

Nello sviluppo tecnologico degli ultimi anni, stanno acquisendo sempre più importanza i polimeri ad altissime prestazioni, o tecnopolimeri, che sono materiali polimerici candidati alla sostituzione di materiali più nobili. Componenti finiti in tecnopolimero possono essere realizzati mediante stampaggio ad iniezione o asportazione di truciolo da semilavorati. Tuttavia, nella lavorazione dei tecnopolimeri esiste una forte interdipendenza tra proprietà dei materiali, variabili di processo e soluzioni tecnologiche; ciò purtroppo rende molto spesso non prevedibili le prestazioni finali dei pezzi lavorati. Considerando, inoltre, che i tecnopolimeri richiedono alti costi sia per la loro acquisizione che per l’allestimento dei sistemi di lavorazione, è chiaro come nasca l’esigenza di approfondire la conoscenza su questi materiali e sulle loro tecnologie di trasformazione. Tali problematiche hanno portato alla definizione della presente tesi. Al fine di conoscere le proprietà dei materiali vergini e processati, sono state analizzate le tecniche di qualificazione dei materiali polimerici, ampliandone la famiglia con l’introduzione dell’indentazione strumentata, che consente di effettuare prove a velocità costante e a carico costante (creep), correlabili con tradizionali test di trazione. Per incrementare il know-how relativo alle problematiche del processo di stampaggio ad iniezione, è stata acquisita una pressa totalmente elettrica, equipaggiata con un misuratore di energia per valutare l’impatto energetico dei processi di stampaggio. Inoltre sono stati affrontati casi studio su componenti industriali, che hanno messo in luce quanto variegata possa essere la risposta dei vari materiali alle diverse condizioni di stampaggio, tanto da inficiare le prestazioni di esercizio dei componenti finali. Infine si sono analizzate le problematiche relative al processo di asportazione di truciolo dei tecnopolimeri, impiegato per la fabbricazione di ridotti volumi di produzione. Fattore critico è la distribuzione delle proprietà e delle tensioni residue nei semilavorati di partenza, che causano l’insorgere di distorsioni nei pezzi finiti. Tutti gli studi sono stati svolti con l’idea di inquadrare i processi di lavorazione dei polimeri ad altissime prestazioni in un’ottica globale, dal perseguimento di proprietà meccaniche, predefinite tramite l’utilizzo dei metodi di simulazione numerica e sistemi sperimentali, all’attenzione per i consumi energetici e al rispetto ambientale.
In the recent technological developments, high performance polymers have gained more and more importance. These polymers are potential replacements of nobler materials. High performance parts can be produced by means of injection molding or machining of semi-finished products. However, high performance polymer processing is influenced by a strong interdependence between material properties, process parameters and technological choices; as a result, finished product performances are often unpredictable. Moreover, these polymers are very expensive, either considering the raw material and the manufacturing system costs, therefore it is very important to study in depth their properties and processing. These key issues led to the definition of this doctoral dissertation. Conventional characterization tests of polymers were analyzed to define a methodology which allows to investigate raw and processed material properties. The characterization techniques were extended by introducing the instrumented indentation test. This innovative test can be performed at fixed speed or fixed load (creep test) and its results can successfully be correlated with traditional tensile test results. An electric injection molding machine was acquired and equipped with an energy meter, in order to increase the knowledge about injection molding process and its energy requirements. Furthermore, some case studies of industrial injection molded components were considered; the production process heavily influences the material properties, so far as to affect the performances of the finished parts. Finally, critical aspects related to the machining of high performance polymers were analyzed. Machining processes are used when the production volumes are small. The distribution of material properties and residual stresses in the semi-finished products may produce the warpage of the plastic part during machining. All these studies were performed with the idea of setting the high performance polymer manufacturing processes in a global view, from the need of achieving the required mechanical properties (defined by means of numerical simulation and experimental methods), to the evaluation of energy consumption.

The thesis work aimed to find appropriate syntheses procedures for the preparation of Nano Building Blocks (NBB) and Nano Particles (NP), starting from organo silanes as molecular precursors, using the Sol-Gel method. NBB were obtained by either non-hydrolytic or in situ water production (ISWP) route, depending on the reactive function’s loading. The obtained NBB were characterised by means of FT-IR, ATR/FT-IR, RAMAN, multinuclear NMR spectroscopies, SEM, N2 physisorption, Thermal analyses (TG/DTA), DSC. NBBs were used to prepare methacrylate-based matrices, which were subsequently exploited in order to produce patternable films by the two photon polymerisation technique (TPP). Epoxy-based matrices were also prepared and the films obtained were patterned by the UV photolithography technique. Both techniques gave high surface resolution patterning. NP were obtained with a modified Stöber method and organosilica NP were obtained. The NP were characterised by FT-IR and NMR spectroscopies. Morphology was observed and sizes calculated using SEM; N2- physisorption and thermal analyses (TG/DTA) were also carried out in order to complete the characterization. DSC measurements were performed on methacryloxypropyl-functionalised NP in order to control the ability to polymerise of the particles. Films of the different organic-modified NP were obtained by spin coating and contact angle measurements were performed. FE-SEM was used in order to observe an eventual change in morphology after thermal treatment under reduced atmosphere. The ability to retain the shape depends on the functional group on the NP. Finally a preliminary study on dye doping was accomplished. The NP were efficiently doped with a fluorescent dye: Rhodamine 6G (R6G). Absorption and emission spectra were recorded with a spectrofluorometer. It is observable that the emission spectra is influenced by the NP’s matrix.

In the last decade, a growing interest toward the application of diode lasers in several industrial fields has been showed up. Such interest has been driven by the lower and decreasing cost of diode laser sources, their higher operational efficiency and longer last, the smaller laser head dimensions as well as the easy connectivity of the laser beam with optical fibres, which simplify the ‘mobility’ of the power source. The development and widespread diffusion of high power diode lasers (HPDLs) has been always related to a parallel pulse in the scientific and technical literature. Several lectures, in which the suitability of the HPDLs in surface treatments, welding, machining of advanced materials and sintering process has been tested, are currently available. Such studies have permitted to go in depth in several aspects concerning basic knowledge as well as applicative issues, allowing the testing of diode laser sources in several fields, which, typically, found their solutions in conventional manufacturing systems and/or in standard laser sources (CO2 e Nd:YAG, mostly). Nonetheless, many problems are still very far to be solved, when tasks like process standardization and/or improvement of end-products performance are considered. Get laser processes, in which surface finishing and morphology of end-products are better, beam absorption improved, treatments more consistent and repeatable, still represent a relevant issue. This is, therefore, the context in which the present work moves to analyze a widespread gamma of potential application of HPDLs: more uniform hardening of low-medium carbon content steel, delaquering and deoxidizing, recycling of CD-R, aesthetic welding of silver alloys. Design of experiment (DOE) technique has always been used. Such technique permitted to better understand the leading phenomena, which rule the interactions laser beam-materials in widespread operational ranges, the physical modelling of the available experimental data. This way, the identification of the best settings of process parameters and the related process windows are easily deducible, thus guaranteeing the maximization of the end-products performance and, concurrently, the reduction of operative time and costs. In particular, from the experimental analysis, diode laser sources can be emphasized as viable systems to: 1. allow hardening of low-medium carbon content steel components, hence guaranteeing the uniformity of the treatment and minimizing operative time and costs; 2. allow, on wide operational ranges, the surface decontamination of different substrates from organic and/or inorganic contaminants (i.e., paints and oxides), whatever their chemical composition, colour and morphology; 3. allow the recycling of polymeric substrates, without inducing any damages or alterations of recovered materials; 4. allow the execution of aesthetic welding even on precious metals with low absorption coefficient and susceptible of remarkable oxidation phenomena.

2013/2014
L’obiettivo finale di questa tesi di dottorato è la determinazione di alcune importanti micro e nano caratteristiche strutturali di matrici polimeriche destinate ad applicazioni biomedicali. In particolare, la nostra attenzione si è focalizzata sull’applicazione della Risonanza Magnetica Nucleare a basso campo (LF-NMR), una metodica non distruttiva utilizzata, in particolar modo, nel campo alimentare per la caratterizzazione di sistemi porosi e non. La prima parte di questo lavoro è stata dedicata allo studio di un sistema omogeneo costituito da alginato e pluronico F127. In particolare, grazie alla combinazione della risonanza magnetica ad alto e basso campo, della reologia e del microscopio elettronico a trasmissione (TEM) è stato possibile capire le caratteristiche strutturali di queste matrici, utilizzate al fine di prevenire la restenosi coronarica. La seconda parte del lavoro è stata dedicata allo studio di sistemi porosi, principalmente utilizzati come scaffold per la medicina rigenerativa e l’ingegneria tissutale. Infatti, la risonanza magnetica nucleare a basso campo è in grado di fornire informazioni sulla dimensione media dei pori, un fattore chiave per la crescita cellulare. Infatti, affinchè le cellule possano crescere all’interno di una matrice polimerica, i pori devono avere delle opportune dimensioni (intorno ai 100 m in diametro). Al fine di verificare la robustezza e affidabilità di questa tecnica, sono stati considerati diversi sistemi: a) green coffee seads, b) gomme stirene/butadiene, c) gel di acido acrilico e cellulosa batterica. Una volta che l'affidabilità del metodo NMR a basso campo è stato definitivamente dimostrato, l'attenzione si è spostata sui sistemi, dal punto di vista biomedico, più interessanti. In particolare, sono state considerati due differenti tipologie di scaffold: a) alginato / idrossiapatite scaffold e b) Poly Left Lactide (PLLA) scaffold. Le prove effettuate sugli scaffold che hanno dato esito positivo sono l’ulteriore conferma della validità della tecnica. Lo studio della proliferazione cellulare all’interno della struttura sembra fattibile ed estremamente interessante, in quanto per la natura non distruttiva dell’analisi sarà probabilmente possibile seguire passo passo la crescita delle cellule nello stesso campione di scaffold a tempi crescenti. Pertanto a conclusione di questo lavoro si può ragionevolmente asserire che l’NMR è uno strumento molto affidabile e che le tecniche da noi riportate sono valide sia per i risultati ottenuti (coerenti a quelli ottenuti con altre tecniche analitiche), sia per la facilità di applicazione a molteplici materiali. Si auspica pertanto che la diffusione nel mondo scientifico e industriale della macchina NMR negli anni a venire sia celere e capillare.
XXVII Ciclo
1984

A metal injected component was produced by overmolding technique. To reach a good result differebnt powder matching were studied. The final mechanical properties and corrosion resistance of the interface microstructure were investigated.

L’oggetto dello studio è stato il recupero di energia disponibile durante la frenatura dei veicoli dei sistemi ferroviari a trazione elettrica e ad alta densità di traffico. Il tema è stato affrontato dal punto di vista teorico, a partire dall’applicazione delle leggi del moto, e dal punto di vista sperimentale, effettuando misure su veicoli in esercizio sulla linea A della Metropolitana di Roma nell’ambito di una convenzione di ricerca tra ATAC e DICEA. Inoltre sono state sviluppate specifiche simulazioni in ambiente RoMan/MatLab per esaminare gli assorbimenti di una linea ferroviaria regionale a carattere suburbano e in particolare sulla linea FL3 nella tratta La Storta – Valle Aurelia. L’obiettivo è stato quello di quantificare l’energia recuperata in relazione alla programmazione dell’orario e verificarne la correlazione con delle variazioni imposte alle tracce dei treni simulati. I risultati mostrano come, in un’applicazione seppur locale del metodo proposto, sia possibile un incremento dell’indice temporale di recupero dell’energia tra treno e treno di circa il 10%.

Questa tesi approfondisce la tematica del miglioramento, in termini di velocità e regolarità, del funzionamento dei sistemi di trasporto collettivo in sede stradale, attraverso strategie di controllo in tempo reale. In particolare in questo lavoro vengono approfondite le strategie di intervento annoverabili nelle due categorie della “Vehicle Priority” e del “Vehicle Holding”, potenzialmente contraddittorie fra loro. L’analisi della letteratura scientifica e delle buone pratiche ha evidenziato come le due strategie di intervento, orientate l’una alla massimizzazione della velocità commerciale e l’altra alla massimizzazione della regolarità di servizio, vengano al momento considerate perlopiù indipendentemente l’una dall’altra, sia nel campo delle applicazioni pratiche che in quello della speculazione teorica. In questo lavoro viene presentato un nuovo approccio unitario che contempera entrambe le strategie di intervento, e viene introdotto un metodo, tradotto in prototipo software, per il calcolo della strategia ottima di regolazione della marcia dei veicoli attraverso punti di controllo fissi (ad es. segnali semaforici stradali) che consenta di perseguire congiuntamente obiettivi di massimizzazione della velocità e della regolarità di servizio. Il metodo di ottimizzazione qui formulato e testato si basa sull’uso combinato di (meta)euristiche (di tipo Genetico, PSO ed Hill Climbing) e metodi di simulazione del traffico capaci di riprodurre e prevedere le traiettorie temporali dei singoli veicoli di trasporto collettivo. La capacità di previsione a breve termine insita nell’uso di strumenti simulativi consente di generare soluzioni al problema di regolazione estese “in avanti” sia nello spazio stradale che nel tempo, consentendo quindi un approccio alla regolazione che sia al contempo anticipatorio e non-locale: queste caratteristiche consentono in generale di realizzare riallocazioni nell’uso della capacità tra intersezioni vicine consentendo quindi, ove possibile, di ridurre la competizione tra modi di trasporto diversi nell’uso della capacità stradale. In questo lavoro vengono infine presentati i risultati di una serie di test attuati sia nell’ipotesi di realizzare il controllo attraverso un normale schema semaforico a ciclo e fasi ripetitivi per ciascun segnale, sia nell’ipotesi meno restrittiva di tempi di rosso e di verde in generale variabili per lo stesso segnale. I tempi di calcolo del prototipo realizzato inoltre suggeriscono la possibilità, attraverso ulteriori sviluppi, di utilizzare tale metodo in applicazioni real-time.
This thesis explores the theme of improving, in terms of speed and regularity, the road-operation of public transport systems, through control strategies in real time. Specifically in this work are highlighted intervention strategies that falls in the two categories of "Vehicle Priority" and "Vehicle Holding", potentially conflicting the one with the other. The analysis of scientific literature and best practice has shown that the two intervention strategies, leading the first at maximizing the commercial speed and the second to the maximization of regularity of service, are currently considered one independently from the other, both in the field of practical applications than in the one of theoretical speculation. In this work is presented a new unified approach that reconciles both the strategies of intervention; moreover a method is introduced, implemented into a prototype software, for the calculation of the optimal strategy of the vehicle operating through regulation of fixed control points (eg. Signals road traffic lights) to allow a joint pursuit of speed maximization objectives and regularity of service. The optimization method here formulated and tested is based on the combined use of (meta) heuristics (Genetic Algorythm, PSO and Hill Climbing) and traffic simulation methods able to reproduce and predict the temporal trajectories of individual public transport vehicles. The short-term prediction capabilities inherent in the use of simulation tools allows to generate solutions to the regulation problem which are extended "forward" both in the road space and time, thus allowing an approach to regulation that is both anticipatory and non-local. These characteristics allow in general to achieve road capacity relocation between neighboring intersections thus enabling, where possible, to reduce the competition between different modes of transport in the use of road capacity. In this work are finally presented the results of a series of tests carried out both in the case of realizing the control through a normal signal pattern with ripetitive cycle and phases for each signal, both in the hypothesis less restrictive of red and green times generally variables during time for each signal. The calculation effort of the prototype also suggest the possibility, through further developments, to use this method for real-time applications.

Sin dai tempi antichi l’uomo, per andare incontro ai suoi bisogni ha avuto la necessità di spostarsi; da questo suo insito bisogno è nato, dunque, il concetto di mobilità, che riguarda non solo lo spostamento di persone da un luogo ad un altro, ma anche lo spostamento di beni di consumo utili alla vita di tutti i giorni, tramite gli odierni mezzi di trasporto. La mobilità in quanto forma di spostamento, ovvero le modalità di trasporto, hanno necessariamente bisogno di energia per poter funzionare. La portata di energia necessaria alla mobilità è ingente, data l’enorme entità di persone, merci ed informazioni che necessitano di spostarsi oggigiorno. Per una mobilità efficiente e veloce è anche necessaria un’energia di grande qualità e fornita con sistemi affidabili. La qualità degli spostamenti e le regole della strada diventano, quindi, dei parametri fondamentali per garantire il benessere e la sicurezza dell’individuo. Inoltre, le misure sempre più restrittive sulla riduzione dell’inquinamento globale e sulla sicurezza alla guida, accompagnate dalla necessità di gestire l’enorme quantità di veicoli circolanti, hanno fatto sì che le case automobilistiche concentrassero gran parte dei loro studi su soluzioni sempre più economiche, sicure e ad impatto ridotto. Infatti, negli ultimi dieci anni, il mercato dei veicoli ha subito un notevole sviluppo, fino ad arrivare all'incredibile numero di quasi un miliardo e duecento milioni di automobili che circolano oggi in tutto il mondo. Questa crescita è dovuta soprattutto a Paesi in via di sviluppo come la Cina, in cui, fino a pochi anni fa, possedere un’auto era considerato un privilegio per pochi. Questi numeri, secondo una ricerca condotta da Navigant, un’azienda che si occupa di analisi e statistiche a livello globale, sono destinati ad aumentare fino a raggiungere i cinque miliardi nel 2050. Ciò comporterebbe conseguenze rilevanti sull'impatto ambientale nel nostro Pianeta e quindi anche sulla salute di tutti coloro che abitano le città più trafficate. Oggi la mobilità, in particolar modo quella urbana, riveste per ognuno di noi un ruolo fondamentale ai fini della propria vita, sia lavorativa che sociale. Tuttavia essa può produrre degli effetti negativi sull'ambiente, ma anche sulle stesse persone. Tra i vari problemi che possono essere introdotti dalla mobilità ritroviamo l’inquinamento atmosferico (gas serra o altri inquinanti), l’inquinamento acustico e non ultima l’incidentalità. L’obiettivo di questa tesi è quello di analizzare alcune delle soluzioni effettive proposte dai grandi produttori di automobili per uno sviluppo di veicoli sempre più ecocompatibili, che possano migliorare la mobilità urbana ed extraurbana e garantire sempre la sicurezza di chi conduce e degli utilizzatori deboli della strada, sia mediante dispositivi di prevenzione degli impatti, sia attraverso sistemi di sicurezza passiva. Tra le soluzioni studiate in questo lavoro verrà proposta anche la possibilità di ottenere materiali leggeri (creati e testati in laboratorio) che incrementino il risparmio di carburante con la sostituzione di parti dell'autoveicolo con componenti più leggere, che contribuisca non solo al risparmio energetico, ma che si ripercuota anche sulle dimensioni del sistema frenante, del motore e dei serbatoi di carburante che potranno essere ridotte. Infine, verranno effettuate delle considerazioni sulla valutazione delle lesioni negli impatti tra un veicolo ed alcuni utilizzatori deboli della strada. In conclusione, per crescere economicamente senza minare l’ecologia del pianeta, come membri dell’UE-17, dovremmo emettere meno gas serra nell'atmosfera, ritornando sotto la soglia di sicurezza dei 350 ppmv. Questo vale non solo per il nostro Paese, ma soprattutto per alcuni del Nord Europa, Olanda in primis, che hanno parametri di inquinamento atmosferico per persona doppi di quelli dell’Italia. Principalmente, bisogna rimboccarsi le maniche e lavorare tutti di più, sull'efficienza energetica del settore trasporto, che è uno dei maggiori produttori di CO2, su quella del settore Power, sull’isolamento termico degli edifici, sulla Carbon Capture e Storage della CO2, sul mix dei combustibili. L'obiettivo di ridurre drasticamente le emissioni sul territorio in ambiti fortemente antropizzati o protetti, ottenendo dalle tecnologie oggi disponibili i risultati ambientali ed energetici più significativi, implica un cambiamento radicale dell'approccio alla mobilità sostenibile. Al fine di proporre soluzioni innovative al problema, in questo lavoro di tesi sono stati trattati diversi argomenti atti allo scopo, tra cui, oltre lo studio delle emissioni, anche l'impatto che l'incremento della presenza di mezzi di trasporto hanno sulla sicurezza stradale nell'ambito dell'incidentalità. A tal proposito, dunque, è stata valutata l'attenzione che il mondo automotive ha posto nei confronti delle principali problematiche legate ad una presenza di veicoli sempre in forte crescita. I progressi compiuti nell’ambito dell’ingegneria dell’autoveicolo devono andare di pari passo con le esigenze dei consumatori e con i cambiamenti degli stili di vita. In un mondo sempre più attento all’aspetto ecologico è giusto proporre soluzioni in grado di dare il loro contributo per il rispetto dell’ambiente e la sicurezza delle persone. L’impegno nella progettazione e nella produzione ha bisogno di essere assecondato dalla volontà dell’individuo di interessarsi al progresso e, nella maggior parte dei casi, di fare un investimento per il futuro. I costi di un prodotto nuovo, che rappresenti un’innovazione nell’ambito sostenibile, soprattutto per quanto riguarda i veicoli ibridi ed elettrici, sono un biglietto da visita poco gradito ma necessario. Da questo punto di vista, gli incentivi alla mobilità sostenibile giocano un ruolo sicuramente fondamentale per spingere i consumatori all’acquisto di un veicolo più rispettoso dell’ambiente; non solo al momento dell’acquisto, ma anche durante la quotidianità, piccole agevolazioni come parcheggi gratuiti (o a tariffa ridotta) e circolazioni nelle zone a traffico limitato (provvedimento già in uso) potrebbero rappresentare una motivazione in più. Una valida possibilità di contribuire positivamente all’inquinamento urbano è rappresentata anche dal Car Sharing; il trasporto condiviso, i numerosi parcheggi in cui lasciare l’auto e gli abbonamenti dal prezzo “invitante” stanno facendo sì che anche in Italia si stia diffondendo questa modalità di trasporto già ampiamente consolidata in Stati vicini come Francia e Germania. L’interesse di fare anche una trattazione sugli impatti auto-ciclista nasce dal fatto che in questi ultimi anni il mondo della bicicletta ha iniziato a rappresentare un’alternativa per i piccoli spostamenti quotidiani, come casa-lavoro, casa-università, ecc. I motivi sono molteplici: si evita il traffico cittadino delle ore di punta, ci si sposta in modo economico e sostenibile e, soprattutto, fa bene alla salute. Purtroppo, un’educazione stradale non sempre adeguata, le strade spesso pericolose e la mancanza di attenzione da parte di automobilisti, motociclisti e ciclisti, sono causa di una quantità di incidenti che hanno portato il nostro Paese ad avere un tasso di mortalità dei ciclisti tra i più elevati di Europa. Sono nate, a tal proposito, numerose iniziative che si pongono come obiettivo quello di promuovere la bicicletta come mezzo di spostamento alternativo e di aumentare la sicurezza degli utilizzatori deboli della strada. Un altro modo per promuovere una mobilità più sostenibile, è investire nella ricerca di materiali innovativi più leggeri ed ecocompatibili per la costruzione di parti dell'autoveicolo. In questo lavoro è stato altresì sviluppata una ricerca per la produzione di un materiale leggero a base di acido polilattico (PLA) caricato, al fine di poterlo utilizzare all'interno del veicolo. Purtroppo i risultati di questa ricerca si sono rivelati poco soddisfacenti in quanto la matrice di PLA va irrobustita con una carica tale da fare aumentare la resistenza termica del polimero oltre i 100°C. Tuttavia, con veicoli sempre più tecnologici e più “attenti” a quello che li circonda e con la collaborazione dell’individuo a migliorare la sicurezza propria e quella degli altri, è possibile perseguire l’obiettivo “mobilità sostenibile” e tentare di migliorarlo in modo continuo.