The Roman Houses of the Caelian Hill (Rome, Italy): Multitemporal Evaluation of Biodeterioration Patterns

Like other hypogeal environments, the Roman Houses of the Caelian Hill are prone to unwanted biological growth. Wide conservative interventions have been carried out at the beginning of this millenium to reduce biodeterioration and physical-chemical damages. Retracing the last monitoring work, we assessed the site's current state of conservation and biodeterioration intending to check the previous treatments' effectiveness and deepen the common knowledge of the subterranean biota and their possible biodeteriogenic effects. Starting from the past test areas and the previous identifications of the occurring biodeteriogens, we further isolated and identified the main eubacterial, fungal, and phototrophic settlers, focusing on some detrimental traits for wall paintings (i.e., acid production and carbonate precipitation). The achieved results proved the success of the performed interventions in reducing the wall's water content. Otherwise, the new conditions raise, in the long term, new concerns about lampenflora, carbonate precipitations, and salt efflorescence. Here, the Caelian Houses' new status is documented. The possible favouring conditions for the different groups of biodeteriogens, along with the taxonomical novelties, additional risks tied to the anthropization of the resident culturable microbial community, and the possible relation between the black fungus Cyphellophora olivacea and roots, are reported and discussed

Science for art: multi-years' evaluations of biocidal efficacy in support of artwork conservation

In recent decades, the relationship between Science and Art has been gradually strengthened through the use of diagnostic, conservation, and valorization technologies. New technologies can also be used to support the creation and durability of bio-artworks. Within such a context, starting from the Spring of 2014, we performed in situ experimentations to eventually increase the durability of the graphical artwork of William Kentridge on the Lungotevere embankments, whose creation was scheduled in the following years. We applied various combinations and concentrations of three different biocides (Algophase, Biotin R, and Preventol R80) and two water repellents (Hydrophase surfaces and Silo 111) on 34 test areas. However, the artist preferred to leave his artwork to a natural fading. Right before the realization of the graphical artwork "Triumph and Laments of Rome" in 2016, just the black biological colonizations mainly composed of cyanobacteria were removed through pressurized water. We monitored the artist's work through analyses of images and colorimetric variations and such drawings showed a duration of 4 years in the natural conditions of recolonization. Here we show how the recolonization of treated and control areas, analyzed with the same methods, showed an increased duration, 3 years longer than under natural conditions in the case of Preventol R80(& REG;) and Biotin R-& REG; plus Silo 111(& REG;). The tested solutions showed differential effectiveness and multiple possibilities of use to support the maintenance of the artwork if the artist wanted to preserve his artwork for a longer period

Ecological Mapping for the Preventive Conservation of Prehistoric Mural Paintings in Rock Habitats: the Site of Filiano (Basilicata, Italy)

Biodeterioration phenomena are of great relevance in rock settlements, due to favourable environmental conditions, such as the infiltration of rainwaters, condensation phenomena and abundance of salts and organic nutrients. Rinaldi’s rock shelter in Filiano, which is located in a natural forest of mixed oaks is of great value due to the important traces of prehistoric paintings. It is an emblematic case of the delicate balance, achieved throughout the centuries, between the environment and artwork. During the plurimillenarian history of the site, a portion of the ceiling that covered the shelter collapsed, leaving signs that are still visible today, together with traces of blackening left by the fires of ancient settlements. Several of the biodeteriogens typical of rocky habitats have already been detected and include algae, cyanobacteria, mosses, lichens, vascular plants and fungi, which form macroscopic communities.Each community has an ecological preference and the mapping of their distribution is a suitable tool for understanding variations in the environmental factors that most affect them. Relating ecological data to the taxonomical characterization of the species and to the spatial distribution of each community, a site map of the humidity and of the nutrients was obtained. Among the various communities, microcolonial fungi (MCF), which appear as little black spots, here, represent the most critical risk factor, due to their low water needs. An evaluation of the biological risk for the possible future attack of such a biological community was made, suggesting indirect mitigation measures, through modification of the microclimatic and local ventilation conditions.I fenomeni di biodeterioramento causati da condizioni ambientali favorevoli, come infiltrazioni di acqua piovana, fenomeni di condensazione e abbondanza di sali e nutrienti organici, sono di grande importanza negli insediamenti rupestri. Il rifugio Rinaldi, all’interno di un habitat forestale naturale a querceto misto presente nella località di Filiano, rappresenta un sito di particolare importanza per la presenza di pitture preistoriche. Il sito costituisce un caso emblematico del delicato equilibrio raggiunto attraverso i secoli, tra ambiente e opera d’arte. Sono oggi visibili le tracce del collasso di parte della volta che copriva il rifugio e i segni di annerimento causati dai fuochi degli antichi insediamenti. Sono stati già individuati molti dei biodeteriogeni tipici dell’habitat roccioso, come alghe, cianobatteri, funghi, licheni, muschi e piante vascolari, che formano comunità individuabili macroscopicamente. Ogni comunità ha una propria preferenza ecologica e la mappatura della loro distribuzione è uno strumento utile per capire le variazioni dei fattori ambientali maggiormente incidenti. Applicando le informazioni ecologiche alla caratterizzazione tassonomica delle specie e alla distribuzione spaziale di ogni comunità, è stata costruita una mappatura dell’umidità e della presenza di nutrienti nel sito. Fra le varie comunità, i funghimicrocoloniali (MCF), che appaiono come piccoli spot neri, rappresentano il maggior fattore di rischio del sito a causa del loro scarso bisogno d’acqua. È stata effettuata anche una valutazione del rischio biologico legato alla loro presenza, suggerendo delle misure di mitigazione indiretta tramite la modificazione del microclima e delle condizioni di ventilazione locali

Mediterranean Green Roof Simulation in Caldes de Montbui (Barcelona): Thermal and Hydrological Performance Test of Frankenia laevis L., Dymondia margaretae Compton and Iris lutescens Lam

Green roofs provide a number of environmental advantages like increasing urban biodiversity, reducing pollution, easing burdens on drainage systems, and lowering energy costs thanks to thermal insulation. Frankenia laevis, Dymondia margaretae and Iris lutescens were tested in a green roof installation. For all three species, we assessed two minimal irrigation treatments and one rain-fed treatment to resemble Mediterranean climate conditions analyzing the thermal and hydrological performance of all three species and their substrates through an evaluation of green cover, mortality, and biomass. The most influential factors registered for all three species are the relationship between air and water in the substrate and the interaction between green cover and substrate, respectively, for summer and winter seasons. In particular, D. margaretae preserved more water in its substrate than the other species both in summer and winter and after each rainfall event. F. laevis registered the highest level of variation in terms of substrate water content and of rainwater retention. I. lutescens achieved low hydrological performance, a limited amount of green cover, and slow growth. Our results suggest the absolute need of additional irrigation, managed in accordance with specific functional objectives, for all three species analyzed under Mediterranean conditions and different water regimeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Development of advanced materials guided by numerical simulations to improve performance and cost-efficiency of borehole heat exchangers (BHEs)

[EN] One promising way to improve the efficiency of borehole heat exchangers (BHEs) in shallow geothermal applications is to enhance the thermal properties of the materials involved in its construction. Early attempts, such as using metal tubes in the 1980s or the utilization of thin-foil hoses, did not succeed in being adopted by the market for diverse reasons (cost, corrosion, fragility, etc...). In parallel, the optimization of pipe size, the use of double-U-tubes, thermally enhanced grout, etc. were able to bring the measure for the BHE efficiency, the borehole thermal resistance, from 0.20 to 0.15 K/(Wm) down to 0.08-0.06 K/(Wm) in the best solutions today. A further improvement cannot be expected without development of new, dedicated materials, combining the versatility of plastic like PE with an increased thermal conductivity that matches the respective properties of the rock and soil. This goal was included in the Strategic Research and Innovation Agenda of the European Technology Platform on Renewable Heating and Cooling in 2013. Within an EU supported project, both BHE pipes and grouting materials have been produced prototypically in small amounts, suitable for the first tests in the intended environment. The present work explains the research pathways envisaged and the resulting sensitivity analysis to highlight the influence of some of the most critical parameters that affect the overall performance of a GSHP system. The results have allowed guiding the real development of more efficient new advanced materials for different scenarios representative of different European regions. Finally the developed materials and their properties are discussed, including a comparative assessment about their compliance with reference material properties as currently seen in the BHE market.This article is part of a project that has received funding from the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 727583.Badenes Badenes, B.; Sanner, B.; Mateo Pla, MÁ.; Cuevas, JM.; Bartoli, F.; Ciardelli, F.; González, RM.... (2020). Development of advanced materials guided by numerical simulations to improve performance and cost-efficiency of borehole heat exchangers (BHEs). Energy. 201:1-17. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117628117201Alva, G., Lin, Y., & Fang, G. (2018). An overview of thermal energy storage systems. Energy, 144, 341-378. doi:10.1016/j.energy.2017.12.037Li, H., Xu, W., Yu, Z., Wu, J., & Sun, Z. (2017). Application analyze of a ground source heat pump system in a nearly zero energy building in China. Energy, 125, 140-151. doi:10.1016/j.energy.2017.02.108Ozgener, O. (2010). Use of solar assisted geothermal heat pump and small wind turbine systems for heating agricultural and residential buildings. Energy, 35(1), 262-268. doi:10.1016/j.energy.2009.09.018Jensen, J. K., Ommen, T., Markussen, W. B., & Elmegaard, B. (2017). Design of serially connected district heating heat pumps utilising a geothermal heat source. Energy, 137, 865-877. doi:10.1016/j.energy.2017.03.164A. C. Crandall, House heating with earth heat pump, Electr World, 126/19, 94-5 (1946).Moegle, E. (2009). Earth- and buildingsided characteristics of a geothermal energy field with five coaxial tubes erected in 1974 in Schoenaich (County of Boeblingen) – a contribution to history for near-surface geothermic drilling in Europe. Jahresberichte und Mitteilungen des Oberrheinischen Geologischen Vereins, 91, 31-35. doi:10.1127/jmogv/91/2009/31Lundh, M., & Dalenbäck, J.-O. (2008). Swedish solar heated residential area with seasonal storage in rock: Initial evaluation. Renewable Energy, 33(4), 703-711. doi:10.1016/j.renene.2007.03.024Ground coupled heat pumps of high technology - groundhit, Funded by FP6-SUSTDEV - sustainable development, global change and ecosystems: thematic priority 6 under the focusing and integrating community research programme 2002-2006. Project ID: 503063.Go, G.-H., Lee, S.-R., Yoon, S., Park, H., & Park, Sk. (2014). Estimation and experimental validation of borehole thermal resistance. KSCE Journal of Civil Engineering, 18(4), 992-1000. doi:10.1007/s12205-014-0454-xZhang, S., Huang, Z., Li, G., Wu, X., Peng, C., & Zhang, W. (2018). Numerical analysis of transient conjugate heat transfer and thermal stress distribution in geothermal drilling with high-pressure liquid nitrogen jet. Applied Thermal Engineering, 129, 1348-1357. doi:10.1016/j.applthermaleng.2017.10.042Fossa, M., & Minchio, F. (2013). The effect of borefield geometry and ground thermal load profile on hourly thermal response of geothermal heat pump systems. Energy, 51, 323-329. doi:10.1016/j.energy.2012.12.043SPIN-PET, Via R. Piaggio, 32, 56025, Pontedera ,Italy, http://www.spinpet.it//, [Online; accessed 12-December-2019].SILMA, Via Lombardia 97/00/101, Poggio a Caiano, Italy, http://www.spinpet.it//, [Online; accessed 12-December-2019].AIMPLAS, Plastics Technology Centre, Paterna, Spain, https://www.aimplas.net/aimplas/, [Online; accessed 12-December-2019].CAUDAL - Extruline Systems, Puerto Lumbreras (Murcia), Spain, https://www.caudal.es/index.php/en/, [Online; accessed 12-December-2019].ASTM C 666: [Standard Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing].ASTM C 531-85: Standard test method for linear shrinkage and coefficient of thermal expansion of chemical-resistant mortars, grouts, monolithic surfacings, and polymer concretes.EN 197-1: Cement - Part 1: composition, specifications and conformity criteria for common cements.EN 445: Grout for prestressing tendons - test methods.SS 137244: Concrete testing – hardened concrete – scaling at freezing.RISE Research Institutes of Sweden, Division Samhällsbyggnad – Infrastructure and Concrete Construction, Stockholm, Sweden, https://www.ri.se/sv, [Online; accessed 12-December-2019].UBeG GbR, Wetzlar, Germany, http://www.ubeg.de. [Online; accessed 12-December-2019]

Prevalence, associated factors and outcomes of pressure injuries in adult intensive care unit patients: the DecubICUs study

Funder: European Society of Intensive Care Medicine; doi: http://dx.doi.org/10.13039/501100013347Funder: Flemish Society for Critical Care NursesAbstract: Purpose: Intensive care unit (ICU) patients are particularly susceptible to developing pressure injuries. Epidemiologic data is however unavailable. We aimed to provide an international picture of the extent of pressure injuries and factors associated with ICU-acquired pressure injuries in adult ICU patients. Methods: International 1-day point-prevalence study; follow-up for outcome assessment until hospital discharge (maximum 12 weeks). Factors associated with ICU-acquired pressure injury and hospital mortality were assessed by generalised linear mixed-effects regression analysis. Results: Data from 13,254 patients in 1117 ICUs (90 countries) revealed 6747 pressure injuries; 3997 (59.2%) were ICU-acquired. Overall prevalence was 26.6% (95% confidence interval [CI] 25.9–27.3). ICU-acquired prevalence was 16.2% (95% CI 15.6–16.8). Sacrum (37%) and heels (19.5%) were most affected. Factors independently associated with ICU-acquired pressure injuries were older age, male sex, being underweight, emergency surgery, higher Simplified Acute Physiology Score II, Braden score 3 days, comorbidities (chronic obstructive pulmonary disease, immunodeficiency), organ support (renal replacement, mechanical ventilation on ICU admission), and being in a low or lower-middle income-economy. Gradually increasing associations with mortality were identified for increasing severity of pressure injury: stage I (odds ratio [OR] 1.5; 95% CI 1.2–1.8), stage II (OR 1.6; 95% CI 1.4–1.9), and stage III or worse (OR 2.8; 95% CI 2.3–3.3). Conclusion: Pressure injuries are common in adult ICU patients. ICU-acquired pressure injuries are associated with mainly intrinsic factors and mortality. Optimal care standards, increased awareness, appropriate resource allocation, and further research into optimal prevention are pivotal to tackle this important patient safety threat

Correction to: Prevalence, associated factors and outcomes of pressure injuries in adult intensive care unit patients: the DecubICUs study

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Prevalence, associated factors and outcomes of pressure injuries in adult intensive care unit patients: the DecubICUs study

Funder: European Society of Intensive Care Medicine; doi: http://dx.doi.org/10.13039/501100013347Funder: Flemish Society for Critical Care NursesAbstract: Purpose: Intensive care unit (ICU) patients are particularly susceptible to developing pressure injuries. Epidemiologic data is however unavailable. We aimed to provide an international picture of the extent of pressure injuries and factors associated with ICU-acquired pressure injuries in adult ICU patients. Methods: International 1-day point-prevalence study; follow-up for outcome assessment until hospital discharge (maximum 12 weeks). Factors associated with ICU-acquired pressure injury and hospital mortality were assessed by generalised linear mixed-effects regression analysis. Results: Data from 13,254 patients in 1117 ICUs (90 countries) revealed 6747 pressure injuries; 3997 (59.2%) were ICU-acquired. Overall prevalence was 26.6% (95% confidence interval [CI] 25.9–27.3). ICU-acquired prevalence was 16.2% (95% CI 15.6–16.8). Sacrum (37%) and heels (19.5%) were most affected. Factors independently associated with ICU-acquired pressure injuries were older age, male sex, being underweight, emergency surgery, higher Simplified Acute Physiology Score II, Braden score 3 days, comorbidities (chronic obstructive pulmonary disease, immunodeficiency), organ support (renal replacement, mechanical ventilation on ICU admission), and being in a low or lower-middle income-economy. Gradually increasing associations with mortality were identified for increasing severity of pressure injury: stage I (odds ratio [OR] 1.5; 95% CI 1.2–1.8), stage II (OR 1.6; 95% CI 1.4–1.9), and stage III or worse (OR 2.8; 95% CI 2.3–3.3). Conclusion: Pressure injuries are common in adult ICU patients. ICU-acquired pressure injuries are associated with mainly intrinsic factors and mortality. Optimal care standards, increased awareness, appropriate resource allocation, and further research into optimal prevention are pivotal to tackle this important patient safety threat

Materiali con proprietà termo-meccaniche modulate e resistenti alla fiamma da miscele post-industriali poli(etilen tereftalato)/poli(etilene) (PET/PE)

Questo lavoro di tesi è stato centrato sulla preparazione e lo studio delle caratteristiche di una classe di materiali polimerici a base di PET di riciclo. In particolare i materiali oggetto di studio sono stati ottenuti utilizzando come materia prima e componente principale gli scarti post-industriali derivanti da sfridi di lavorazione di manufatti prodotti per termoformatura di film accoppiati di PET (poli (etilen tereftalato)) e LDPE (polietilene a bassa densità). L’obiettivo principale era la formulazione e caratterizzazione di nuovi “compound” costituiti da miscele a base di r-PET/LDPE (miscela derivante dagli accoppiati PET/LDPE di riciclo) e di modularne le proprietà attraverso l’utilizzo di additivi quali antiossidanti, compatibilizzanti e ritardanti di fiamma, in modo da consentire l’impiego dei materiali ottenuti per applicazioni industriali diversificate, ed in particolare per la successiva trasformazione tramite stampaggio ad iniezioni in manufatti caratterizzati da elevate prestazioni termomeccaniche. Per prima cosa, nel presente lavoro di tesi è stata condotta una approfondita caratterizzazione dei granuli (MONtq) costituiti da una miscela di PET ed LDPE ottenuta per estrusione e granulazione di materiale plastico di riciclo, forniti dall’azienda ROMEI S.r.l.. Le metodologie impiegate hanno previsto estrazioni a freddo, analisi IR in trasmissione ed in modalità ATR per la determinazione della percentuale di PET e di LDPE nei granuli e per la determinazione della natura e quantità di un terzo componente polimerico (presente nell’accoppiato di provenienza industriale in piccole quantità essendo la sua funzione quella di adesivo tra PET ed LDPE), e misure viscosimetriche per la determinazione del peso molecolare del PET contenuto all’interno dei granuli di partenza. I risultati hanno dimostrato la presenza di 87% in peso di PET e 13% in peso di LDPE e la presenza di EVA come copolimero adesivo tra PET ed LDPE. Il lavoro è poi proseguito con lo studio delle proprietà di MONtq allo stato fuso. Il PET contenuto all’interno di questo materiale post-industriale è soggetto a degradazione durante le diverse fasi di rilavorazione, consistenti in una prima estrusione finalizzata alla produzione del granulo (effettuata a livello industriale dall’azienda fornitrice del granulo, ROMEI S.r.l.) e nelle successive fasi di rilavorazione nel fuso finalizzate alla produzione, su scala di laboratorio, del compound riformulato per ottenere il materiale finale con le caratteristiche tecnologiche richieste. Di conseguenza in una prima fase si è valutata l’opportunità di introdurre un additivo antiossidante. A questo scopo l’additivo selezionato è stato introdotto in percentuali diverse per determinare la quantità adeguata per la stabilizzazione delle proprietà reologiche del materiale di partenza. Le analisi di indice di viscosità (MFR, Melt Flow Rate) hanno indicato come percentuale ottimale l’1% in peso dell’additivo antiossidante prescelto per il compound di base, MONtq. Le analisi SEM effettuate sul campione MONtq hanno evidenziato una scarsa adesione tra i domini di LDPE e la matrice di PET in cui essi sono dispersi. Tali analisi, in accordo con le scadenti proprietà tensili determinate tramite misure dinamometriche, hanno indirizzato il lavoro verso l’impiego di compatibilizzanti. Sono state quindi preparate miscele con compatibilizzanti diversi in percentuali variabili tra il 2,5% ed il 5% in peso. Le micrografie SEM ottenute, le analisi di MFR, le analisi termiche (TGA e DSC) e la misura delle proprietà tensili, hanno mostrato la migliore prestazione ottenuta miscelando MONtq con il 5% in peso di una miscela di compatibilizzanti costituita da Lotader® (copolimero etilene-metil acrilato-glicidil metacrilato) e poliolefina funzionalizzata con anidride maleica (POF D-1,5, prodotto commerciale fornito da Auserpolimeri s.r.l.). Successivamente è stato valutato l’effetto dell’aggiunta di un ulteriore additivo di provenienza commerciale con funzioni di estensore di catena, il Joncryl®. Tale additivo, costituito da un oligomero o polimero contenente una elevata frazione di gruppi epossidici in grado di reagire con in gruppi terminali del PET, ha la funzione di contrastare la diminuzione del peso molecolare del PET . In questo caso le stesse analisi impiegate in precedenza hanno mostrato come l’aggiunta di tale additivo in percentuali variabili tra lo 0,5 e l’1% in peso comporti un peggioramento delle proprietà meccaniche ed un eccessivo aumento della viscosità. In particolare, in seguito ad estrazione in toluene a riflusso di miscele preparate in assenza di è stata messa in evidenza una significativa reattività tra i compatibilizzanti e l’estensore di catena (prodotti di reazione tra Joncryl® e POF D-1,5 e tra Joncryl® e Lotader®), oltre alle già note reazioni tra POF D-1,5 e Lotader® e tra le stesse macromolecole di Lotader®. Tali reazione sono responsabili della formazione di strutture macromolecolari iperramificate e reticolate che portano ad un eccessivo aumento della viscosità del materiale. Le migliori condizioni e prestazioni si realizzano quando i due compatibilizzanti vengono impiegati insieme ed in assenza di Joncryl®. In tal modo si ottiene un buon bilancio delle proprietà del materiale (tensili, di fluidità, morfologiche). Infine, la terza parte del lavoro di tesi è consistita nello studio dell’effetto dell’aggiunta di additivi ritardanti di fiamma di tipo inorganico (due diversi masterbatch di fosforo rispettivamente in poliammide 6 ed in polietilene a bassa densità e due diversi ipofosfiti rispettivamente di calcio e di alluminio) al materiale di partenza tal quale (MONtq). Sono state preparate in miscelatore discontinuo delle miscele contenenti percentuali diverse di tali additivi e valutate, oltre alle proprietà termiche, tensili e di fluidità, le proprietà di autoestinguenza alla fiamma seguendo la norma UL 94. L’introduzione degli additivi antifiamma in percentuali variabili tra il 5 ed il 10 % in peso all’interno di MONtq determina un aumento eccessivo della fluidità del materiale (aumento di MFR) dovuto alla eterogeneità delle miscele ed ai processi degradativi a carico delle catene poliesteree in seguito alla lavorazione nel fuso, con il conseguente scadimento delle proprietà tensili. Tali effetti sono risultati particolarmente marcati nel caso dell‘ipofosfito di alluminio. Successivamente sono state studiate le proprietà di miscele compatibilizzate e modificate con percentuali variabili dei suddetti ritardanti di fiamma, in cui la matrice polimerica era costituita da MONtq additivato con l’1% di antiossidante ed il 5% in peso dei due compatibilizzanti (Lotader® e POF D-1,5). Le analisi delle proprietà tensili, di fluidità e delle proprietà di autoestinguenza alla fiamma hanno mostrato che le migliori prestazioni si ottengono in presenza del masterbatch di fosforo rosso in poliammide 6. Nel complesso con questo lavoro è stato quindi possibile mettere a punto formulazioni a base di rPET-LDPE che, grazie ad una opportuna scelta di additivi polimerici ed allo studio delle interazioni che si instaurano tra di essi durante la lavorazione allo stato fuso, consentono di ottenere materiali con interessanti proprietà termo-meccaniche e reologiche, inclusi alcuni compounds con apprezzabili caratteristiche ignifughe