Progettazione di un impianto HVAC per camere bianche

Le attività che fanno capo al settore chimico-farmaceutico consistono nella produzione e commercializzazione di farmaci, vaccini e preparati per la medicina umana e veterinaria nonché nell’attività di Ricerca e Sviluppo. In questo campo il controllo delle contaminazioni ambientali ha un’importanza fondamentale, perché va ad influire direttamente sulla qualità del prodotto che si ripercuote sul benessere e sulla salute delle persone. La camera bianca, o cleanroom, nasce proprio dall'esigenza di questi settori di disporre di ambienti a contaminazione controllata, con un alto grado di purezza dell’aria, nelle quali vige il massimo controllo della concentrazione di particelle aerotrasportate. La seguente tesi si propone di affrontare i vari aspetti legati alla progettazione di un impianto HVAC (Heating Ventilation & Air Conditioning) all'interno di camere bianche di un reparto farmaceutico. Dapprima verranno descritti questi ambienti e le relative normative di riferimento che ne definiscono i requisiti. Successivamente si porrà attenzione sulle varie tecniche che consentono il controllo della contaminazione dell'aria nelle cleanrooms. Infine, verranno descritte nel dettaglio tutte le fasi di progettazione di un impianto HVAC applicato ad un reparto farmaceutico di nuova realizzazione

Measurement of millimeter waves propagation through floors

Due to constant advancements in technologies, millimeter waves are gaining more importance in the wireless communications field. In the contemporary era of wireless communications, more and more devices are connected each year, with this number expected to increase exponentially in the following ones. To handle the increase in the number of end users, research is going on towards next generation cellular networks such as 5G, 6G and beyond. When considering mm-wave propagation, indoor propagation becomes of particular interest since even the smallest objects would produce significant attenuation at those high frequencies [2]. Indoor structures, especially in modern construction techniques, are known to heavily hinder the signal propagation indoors. One aspect of indoor propagation that is very useful in interference management or coverage prediction problems, is the propagation through the floors. In this work, we conduct several measurements related to through floor attenuation in different typical Southern European buildings. Given the gap in the existing literature, this work aims at giving some representative values of attenuation each floor suffers from, according to the construction type and year of each considered building. The thesis begins with an introduction to the millimeter wave frequency range and a description of all the measurement equipment that we used. Then, measurement results at each location will be described for all the considered points. The conclusion contains a summary of the thesis with a table that shows the electrical properties of different floor slabs

Progetto di una pompa di carica adattativa a micropotenze in tecnologia BCD

Il crescente interesse verso l'Internet of Things (IoT), che frequentemente sfrutta Wireless Sensor Networks (WSN) per raccogliere dati dall'ambiente, ha suscitato la ricerca di metodi per alimentare i sensori senza subire gli inconvenienti legati all'uso di batterie. Infatti, l'impego di quest'ultime, comporta svantaggi come i costi associati alla sostituzione delle stesse, un non trascurabile ingombro e limitazioni prestazionali in condizioni ambientali estreme. Per mitigare le limitazioni delle tradizionali batterie o perfino per sostituirle, spesso il design dei nodi sensori prevede tecniche di Energy Harvesting (EH). L'EH consente di fornire ad un sistema l'energia raccolta dall'ambiente circostante. I sistemi che sfruttano Energy Harvesting possono essere classificati in Harvest-Use e Harvest-Store-Use (HSU). I primi utilizzano direttamente l’energia estratta, mentre i secondi prevendono l’accumulo di energia in una piccola batteria o in un condensatore. Il presente progetto di tesi ha come obiettivo quello di realizzare un’unità di Power Management integrata e compatibile con Energy Harvesting HSU da sorgenti a Radio Frequenza sfruttando una pompa di carica di Dickson, ed ottimizzando l’estrazione di potenza in modo tale da minimizzare il tempo necessario per caricare il condensatore di storage. Sono state considerate sorgenti capaci di erogare potenze nell'ordine dei micro-Watt e il convertitore è stato progettato in modo che la pompa di carica di Dickson si adatti dinamicamente durante la carica del condensatore di storage, variando la frequenza di switching e il numero di stadi utilizzati al fine di lavorare, per il maggior tempo possibile, in un intorno del punto di massimo trasferimento di potenza al carico. Parte dei blocchi circuitali che componono il convertitore proposto sono stati sviluppati in tecnologia BCD di STMicroelectronics. Infine, è stato verificato il funzionamento del convertitore proposto tramite una simulazione complessiva

OPM Flow: a freeware reservoir simulator software in Linux environment. Installation, validation and use.

This thesis navigates the landscape of Open Porous Media (OPM) by intricately detailing its installation in the Ubuntu environment. The thesis is divided into 3 sections. Section one serves as a comprehensive guide, emphasizing compatibility nuances and adhering to best practices, establishing a robust foundation for ensuing reproducibility efforts to perform numerical modeling activities using simulation software. The second section elevates the research by subjecting the OPM installation to verification through a real-world case study. Specifically, it dissects a small gas-injection black-oil scenario, featuring the intricate dissolved gas (live oil) aspect. This case study, involving two wells, undergoes meticulous cross-validation with the OPM Flow simulator. Beyond guaranteeing the precision of the OPM setup, this verification step substantiates the platform's reliability in replicating complex reservoir simulations. Section three advances the testing of OPM with a further case study, discussing the input codes, simulation results, and also the interpretation of the results and delving into the post-simulation activities. Here, ResInsight, a potent post-simulation tool within the OPM framework, takes center stage. This chapter unpacks the capabilities of ResInsight, offering a deep dive into visualizing to help the interpretation of the simulation results. It sheds light on reservoir behavior and performance post-simulation, ushering in a comprehensive understanding of the dynamic porous media flows. Leveraging principles of reproducibility throughout, including meticulous documentation, version control, and the integration of open-source tools, this research doesn't merely stop at offering insights into OPM's installation and verification; it extends an invitation for broader adoption and collaboration in the reservoir simulations field

Analysis of the consumption of a new extraction reactor and recovering methods for thermal utilities.

Following the installation of a new extraction reactor, the new costs in terms of emissions and consumption of steam and cooling water have been analyzed. The new reactor has a greater capacity than the previous ones, and although it improves the process safety and the quality of the final product, it leads to a higher consumption of thermal utilities. The main problem is represented by the consumption of cooling water, more than doubled compared to the previous process. To make the process sustainable both environmentally and economically, it is necessary to create a regeneration circuit for the cooling water. This goal is achieved by utilizing seawater, which represents an economical and efficient alternative for the plant. Currently, the maximum flow rate of seawater is 60 m3/h, which is a significant limit and only allows for the recovery of cooling water from the reactors. The seawater line is under construction and initially was used only for the cooling water from the new reactor. Tests conducted on this reactor show no variation in the cooling time, confirming the effectiveness of the regeneration system. In the future, the line will be expanded to include the 6 new extraction reactors, evaporators, and the dryer. For the analyses related to the reactors, data available on the DCS for the new reactor and data obtained from flow meters and thermometers installed in the field for the old reactors were used. Based on the available process data, the minimum flow rate of seawater in relation to its ΔT was estimated to model the regeneration circuit

Design and Implementation of a Middleware for Efficient Publish/Subcribe in Embedded Systems

This master thesis explores the development and implementation of a Pub/Sub (Publish/Subscribe) platform customized for embedded devices. The initial phase of the project involves a comprehensive analysis of the chosen embedded board, going into its specifications and capabilities. The central focus lies in facilitating communication between heterogeneous processors, aiming to establish seamless connectivity and data exchange.The thesis also investigates the integration of real-time cores alongside Linux cores, balancing the need for responsive performance with the versatility of a Linux-based system. Through experimental evaluations, the thesis assesses the platform's performance in different scenarios

Learning energy performance of parallel algorithms on an HPC infrastructure

In recent years, the High-Performance Computing (HPC) community has placed a growing emphasis on energy efficiency, recognizing the escalating energy consumption of non-computational components within these systems. This shift has prompted discussions on environmental sustainability in the Information Technology (IT) sector, particularly in HPC, where the term "green" has become a recurring theme. This context sets the stage for the exploration of artificial intelligence (AI) as a key player in predicting and optimizing energy parameters within HPC systems. The coexistence of AI with traditional optimization techniques is highlighted as a promising approach. The thesis, with its central focus on two primary objectives, unfolds within this landscape. Firstly, the thesis aims to compile a detailed dataset encompassing the energy consumption of nodes in an HPC system, specifically tailored to various configurations of jobs executed on the system. Secondly, it seeks to assess the efficacy of an AI model in providing realistic predictions of energy consumption for unknown cases. The specific research focus hones in on parallel algorithms designed for solving linear systems, both in fault-tolerant and non-fault-tolerant versions. This choice is rooted in the widespread applications of linear systems across diverse sectors, adding practical relevance to the undertaken research

Sviluppo di un modello di ottimizzazione per la pianificazione a lungo termine del sistema energetico

Questa tesi si concentra sui modelli di ottimizzazione del sistema energetico (ESOM). Questi modelli sono utilizzati per generare possibili percorsi di transizione dell'intero sistema energetico in uno o più paesi su un orizzonte temporale di diverse decadi. Sperimentare con differenti percorsi di transizione consente di ottenere approfondimenti sulla complessità della transizione del sistema energetico e può contribuire a formare una visione a lungo termine di questa transizione. Inoltre, tali percorsi di transizione possono essere utilizzati per valutare l'adeguatezza del quadro normativo attuale nel raggiungere una transizione desiderata. In tal senso, questi modelli costituiscono strumenti preziosi per i decisori politici. Nella letteratura recente vi sono molti esempi di modelli di pianificazione, i quali si distinguono per risoluzione temporale e risoluzione tecnica. Dopo avere confrontato i diversi modelli presenti nella letteratura, verranno enfatizzati gli aspetti cruciali su cui si è progettato il modello oggetto di questa tesi. Nel contesto di una crescente penetrazione di fonti di energia rinnovabile fortemente fluttuanti e limitatamente prevedibili, come pale eoliche e pannelli solari fotovoltaici, è fondamentale avere un dettaglio temporale e tecnico elevato per affrontare le sfide legate all'integrazione di queste fonti di energia rinnovabile intermittenti (IRES). Per questo motivo l’obiettivo principale di questa tesi è la formulazione di un modello matematico per la pianificazione a lungo termine del sistema energetico con un’alta risoluzione. Verranno descritti tre diversi scenari, i quali saranno simulati dal modello formulato. Infine, saranno analizzate le scelte di investimento intraprese dal modello al fine di minimizzare la funzione di costo

Progettazione e Sperimentazione di un'Architettura basata su Tecnologia Blockchain e Non-Fungible Tokens per la Prenotazione e Scambio di Risorse

Questo elaborato di tesi presenta un'analisi dettagliata della tecnologia Blockchain e propone un'architettura dedicata per la gestione delle prenotazioni di risorse, sia fisiche che virtuali. La piattaforma sviluppata facilita il noleggio attraverso un processo di prenotazione unico, in cui le prenotazioni sono rilasciate come Non-Fungible Tokens (NFT). Questo permette agli utenti di possedere e scambiare tali diritti su un mercato secondario, introducendo un approccio innovativo nella gestione delle risorse

Un nuovo approccio metodologico per la redazione del Documento di Valutazione dei Rischi ai sensi del D.Lgs. del 9 aprile 2008 n. 81 "Testo Unico sulla Salute e Sicurezza sul Lavoro"

In Italia il riferimento normativo per la sicurezza nei luoghi di lavoro è il Testo Unico sulla Sicurezza sul lavoro, costituito dal D.Lgs. 81/2008. Tale norma richiede al datore di lavoro di effettuare la valutazione di tutti i rischi presenti sul luogo di lavoro tramite l’elaborazione del Documento di Valutazione dei Rischi (DVR), che è il prospetto che descrive i rischi e le misure di sicurezza da adottate per prevenire e contenere gli infortuni sul lavoro e le malattie professionali. Il termine “valutazione dei rischi” viene definito dal D.Lgs. 81/2008 come la “valutazione globale e documentata di tutti i rischi per la salute e sicurezza dei lavoratori presenti nell'ambito dell'organizzazione in cui essi prestano la propria attività”. Il DVR deve essere aggiornato nel tempo per essere sempre aderente alla realtà aziendale, in quanto le aziende cambiano, dal momento che mutano nel tempo i lavoratori, l’organizzazione, i macchinari, i processi, le norme. Il presente elaborato di tesi è stato sviluppato durante un tirocinio presso uno Studio di Ingegneria operante, tra gli altri, nel campo della salute e sicurezza sul lavoro. Lo scopo della tesi è definire un nuovo approccio metodologico per la stesura del DVR, che consenta una più efficiente e più agile modifica dello stesso, quando intervengano le condizioni che rendono necessario un suo aggiornamento. La tesi è così strutturata: dopo il capitolo 1, di carattere introduttivo, il capitolo 2 riporta una descrizione generale della nuova metodologia di redazione del DVR, evidenziandone le novità. Il capitolo 3 è dedicato al caso di studio al quale si è applicata la metodologia introdotta al capitolo 2, con riferimento in particolare alla valutazione del rischio da agenti chimici. Infine, il capitolo 4, riassume quanto emerso dal lavoro sviluppato e contiene le considerazioni finali