1 Prospettive di applicazioni di calcolo parallelo per le PMI Dott. Ing. Giuseppe Pucci Dott. Ing. Ludovico Lo Nigro.

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1 1 Prospettive di applicazioni di calcolo parallelo per le PMI Dott. Ing. Giuseppe Pucci Dott. Ing. Ludovico Lo Nigro

2 2 Applicazioni proposte Simulazione Termofluidinamica in reparti a contaminazione ambientale controllata Sistema per il monitoraggio, la diagnostica e la gestione digitale di informazioni rilevate da edifici di interesse culturale

3 3 Simulazione Termofluidinamica in reparti a contaminazione ambientale controllata Cos'è una clean room. Nel settore della microelettronica, del farmaceutico e ospedaliero è spesso necessario operare all'interno di un ambiente a contaminazione controllata. Cioè un ambiente in cui vengono tenuti sotto controllo parametri quali: Temperatura Umidità Polverosità Colonie batteriche

4 4 A seconda della qualità che si vuole ottenere e dalle condizioni richieste dall'utenza nasce una suddivisione unificata degli ambienti in varie classi. CLASSIMASSIMA CONCENTRAZIONE PARTICELLE / M 3 ISO 14644-1Ex F.S. 209E > 0,1 m> 0,2 m> 0,3 m> 0,5 m> 1 m> 5 m ISO 1 102 ISO 2 10024104 ISO 311 000237102358 ISO 41010 0002365101835283 ISO 5100100 0002365110173351783229 ISO 61 0001 000 000236514101763351688318293 ISO 710 000 351676831762925 ISO 8100 000 351675783176429251 ISO 9 351675728317638292511

5 5 Come si forma il particolato. Le cause principali di polverosità sono: Aria Personale interno Materiali presenti La principale fonte di contaminazione negli ambienti controllati è l'uomo. E' necessario proteggere il prodotto "isolando" il personale addetto. Il personale che lavora in clean room disperde particelle dalla pelle e dal proprio normale abbigliamento.

6 6 Come si forma il particolato. Le cause principali di polverosità sono: Aria Personale interno Materiali presenti Tipo di movimento(part./min) Seduto fermo100.000 Seduto muovendo lentamente braccia mani e testa500.000 Seduto muovendo normalmente braccia mani e testa1.000.000 Movimento seduto alzato2.500.000 Attività motorie10.000.000

7 7 Tecniche di decontaminazione. Per ottenere i requisiti richiesti dalla classe di decontaminazione considerata è necessario compiere un continuo "lavaggio" con aria condizionata opportunamente filtrata e introdotta nell'ambiente con un flusso unidirezionale laminare dall'alto verso il basso. Per fare ciò è utilizzata un U.T.A. (Unità di Trattamento Aria) munita delle seguenti unità filtranti: Filtri per polvere grossa Filtri a per polvere fini a tasche - rigide e morbide Filtri assoluti HEPA & ULPA - adiacenti all'ambiente sotto controllo.

8 8 La filtrazione, differente per classe di decontaminazione richiesta, presenta tipicamente un primo stadio all'interno dell'UTA ed un secondo e ultimo in ingresso all'ambiente da controllare. Caratteristica principale dei flussi è che siano unidirezionali e che il regime sia laminare. Turbolenze creano sollevamenti di particolato dal piano dal lavoro e pertanto è necessario monitorare i flussi all'interno della clean room.

9 9 Applicazione Trigrid. Sviluppare un software in grado di simulare le condizioni operative del reparto considerando tutte le variabili e le fonti di contaminazione sopra menzionate e tenendo conto degli apporti termici ed igrometrici da carichi interni. L'idea è di realizzare un software 3D che sia in grado di simulare la pianta del locale, il posizionamento dei filtri assoluti, le riprese d'aria e tutto ciò che definisce le condizioni aerauliche ambientali. I dati così scaturiti verranno elaborati per la schematizzazione dettagliata delle linee di flusso e la loro variazione in funzione di fonti umane o materiali.

10 10 Sistema per il monitoraggio, la diagnostica e la gestione digitale di informazioni rilevate da edifici di interesse culturale storico ed architettonico Si prevede lo sviluppo di: software per il posizionamento del sistema di georeferenziazione; software per la ricostruzione della morfologia del sito in 3D; software di nuova generazione ( FUZZY ) per il supporto alle decisioni inerenti progetti per il restauro e la manutenzione.

11 11 Schema del funzionamento Sensori per il rilievo 3D Sensori di indagine Modellazione e simulazione del rischio strutturale Georeferenziazioneee Archiviazione Banca dati Controllo Funzionamento sensori Analisi dati Elaborazione dati non invasivi e debolmente invasivi Modellazione Fuzzy Reporting Tecnico Intervento di restauro Manutenzione Preventiva e programmata Capitolato d’appalto Sistema esperto Sviluppo HW Interfaccia SW Sviluppo Algoritmi Interfaccia SW

12 12 Le tecniche di rilievo geometrico/topografico (metromorfologia) di strutture architettoniche al momento più utilizzate sono quelle di tipo fotogrammetrico digitale e laser scanning, che garantiscono un sostanziale apporto alla progettazione delle attività di monitoraggio e di diagnostica per l’eventuale successivo intervento di manutenzione sul sito. Indagini non-invasive innovative rappresentate dalle tecniche geofisiche possono fornire oggi immagini bi- e tri-dimensionali (2D, 3D) delle più rilevanti proprietà fisiche dei materiali che costituiscono il sottosuolo. proprietà fisicasimbolotecnica di indagine non invasiva Costante dielettrica  Georadar (Ground penetrating Radar, GPR) Resistività elettrica  Tomografia Elettrica di Resistività (ERT) Velocità onde elastiche V p, V s Tomografia Acustica (TA) Emissività e riflettività termica  Termografia all’infrarosso (IR)

13 13 Nel caso di conservazione di un bene culturale è necessario prima di tutto un’analisi dei fenomeni in corso, che sono alla base del degrado dei materiali e delle strutture, quindi di adeguati interventi che consentano il ripristino della struttura in una condizione appropriata per il bene stesso e per la sua fruizione in piene condizioni di sicurezza e che, possibilmente, siano in grado di rallentarne il degrado futuro. Il sistema di georeferenziazione sarà realizzato in modo tale che a bordo di ogni sensore verrà installato un ricevitore in grado di acquisire i dati dalla base di georeferenziazione ed un trasmettitore che invierà le informazioni di posizione del sensore rispetto al riferimento e i dati acquisiti in fase di misura alla workstation di acquisizione. La precisione del sistema, nel caso di applicazioni dei Beni Culturali, sarà dell’ordine del mm.

14 14 Il sistema per la ricostruzione del modello 3D del sito sarà realizzato con una tecnica integrata di laser scanner e fotogrammetria digitale, che porterà ad un modello virtuale architettonico del sito, georeferenziato in ambiente CAD. Il modello 3D rappresenterà il cuore della banca dati integrata nella quale verranno inserite tutte le informazioni, georeferenziate, acquisite dai sensori durante le attività di misura e diagnostica non invasiva. All’interno del banca dati del modello saranno inoltre inserite in modo automatico e georeferenziate tutte le informazioni derivanti dalle analisi di ogni campione o componente materiale prelevati durante l’attività di indagine debolmente invasiva. Il banca dati sarà realizzato con software che terranno in considerazione anche l’aspetto di gestione e manutenzione della banca dati, quindi saranno tenuti in forte considerazione la facilità di gestione ed i costi di up-grade del sistema La struttura del banca dati sarà del tipo user friendly, al fine di permettere una semplice gestione dello stesso. Il banca dati fornirà le informazioni sia un modalità grafica che sotto forma di capitolato tecnico al fine di soddisfare le esigenze dell’utente finale.

15 15 Un sistema decisionale FUZZY verrà progettato al fine di ottenere un modello numerico di elaborazione in grado di processare la grande quantità d’informazione, i modelli di calcolo agli elementi finiti oltre che i diversi gradi di incertezza connaturati con le misure. I software sopra citati verranno realizzati su piattaforma windows con un’interfaccia di tipo user-friendly per permettere una facile gestione degli stessi. I SW saranno compatibili con tutti i sistemi windows, sarà eventualmente ipotizzabile la realizzazione di un up-grade del sistema in grado di operare sotto piattaforma LINUX. Applicazione Trigrid. Sviluppare i sopra menzionati software sfruttando le potenzialità della Grid.

16 16 Grazie per l’attenzione.