Nel corso degli ultimi anni a causa dell’aumento delle attività antropiche è stato registrato un incremento delle emissioni di gas climalteranti (GHG) in atmosfera, principale causa dei cambiamenti climatici. In particolare nell’ultimo decennio è stata registrata una concentrazione media globale di anidride carbonica di 400 ppm, circa il 145% maggiore di quelle del periodo pre-industriale (prima del 1750). È necessario attuare dei protocolli e processi di minimizzazione delle emissioni di GHGs, al fine di rendere lo sviluppo industriale, e quindi antropico, più sostenibile. L’attività di ricerca svolta ha investigato l’implementazione e l’efficienza di rimozione della CO2 di un processo biologico innovativo denominato seedPBR, realizzato dal gruppo di Ingegneria Sanitaria Ambientale (SEED) del Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università degli Studi di Salerno. I risultati ottenuti durante l’attività sperimentale risultano essere promettenti: le efficienze di rimozione ottenute, sino al 82%, confermano il sistema seedPBR come tecnologia sostenibile ed efficiente per la mitigazione dei cambiamenti climatici.

L’Autorizzazione Integrata Ambientale (AIA) è il provvedimento che autorizza l’esercizio di un impianto o parte di esso, in cui si svolgono attività che potrebbero causare significativi impatti ambientali. Con l’AIA le imprese possono uniformarsi ai principi di IPPC che sta per Integrated Pollution Prevention and Control, individuando soluzioni tecniche, impiantistiche ed economiche, per una corretta gestione delle possibili forme di inquinamento. Per raggiungere elevati livelli di protezione dell’ambiente bisogna adottare le Migliori Tecniche Disponibili, in inglese Best Available Technology (BAT). Ad oggi in Italia non è ancora presente un metodo di studio delle migliori tecnologie disponibili, ma una diversa situazione si ha nel Regno Unito dove viene il software H1. Lo scopo del presente lavoro è individuare una metodologia di studio delle BAT per un impianto di trattamento della Frazione Organica dei Rifiuti Solidi Urbani (FORSU) e scarti ligneo-cellulosici per la produzione di biometano situato in Italia, applicando per lo stesso il software inglese. 

Le risorse del pianeta sono limitate dato che la produzione di energia avviene attraverso fonti non rinnovabili che utilizzano risorse naturali come i Combustibili fossili, Carbone, Petrolio, Gas naturali, Uranio e Plutonio. Esse si generano molto lentamente, perciò una volta terminate non saranno nuovamente disponibili in tempi brevi. L’utilizzo di tali fonti porta con sé problemi di carattere ambientale come l’incremento delle emissioni di CO2, assottigliamento dell’ozonosfera, cambiamenti climatici   e la produzione di scorie radioattive con conseguenze sulla salute.  Negli ultimi anni è stata prestata particolare attenzione alle energie alternative. Ad oggi, l'energia eolica e solare sono le principali fonti di energia rinnovabile su cui sono stati effettuati enormi investimenti negli ultimi anni. Tuttavia, il ciclo di vita di questi impianti è stimato in media circa 20 anni e molti di loro non sono più funzionali. Tali impianti devono essere smaltiti o migliorati sostituendo e riciclando le varie componenti usurate, spingendoci, sempre di più, nel verso dei principi dell’economia circolare. L’articolo consiste nell’ illustrare un’analisi economica-ambientale svolta su alcuni impianti eolici e solari, confrontandoli fra di loro. Si descrivono i vari scenari possibili, in cui sono stati applicati i principi del riutilizzo e del riciclo.

Ad oggi si sente sempre più spesso parlare del problema del surriscaldamento globale dovuto ad un sempre maggiore inquinamento atmosferico da parte delle industrie, agricoltura, automobili ecc., tutto ciò sta portando il nostro pianeta a frequenti e pericolosi disastri ambientali. Molti studi infatti evidenziano che se non ci sarà un inversione di tendenza arriveremo ad un punto di non ritorno oltre il quale la Terra arriverà al collasso. Ad oggi tra le tecnologie in uso per ridurre questo fenomeno la più utilizzata risulta la "Carbon Capture and Storage" la quale nonostante sia stata ampiamente sviluppata, questa risulta estremamente costose e richiedono molta energia. Essa rappresenta semplicemente una soluzione temporanea, che rende irrealizzabile uno sviluppo completo sulla scala richiesta .Una soluzione tecnologica che sta dando risultati incoraggianti circa la cattura dell’anidride carbonica è la “Biological Carbon Capture and Utilizations”. Quest'ultima consiste nel bio-sequestro della CO2 attraverso fabbriche di cellule microalgali, le quali poi potranno essere utilizzata per la produzione di biofuel, bioenergia e altri prodotti a valore aggiunto

Le emissioni di biossido di carbonio (CO2) sono la problematica principale alla base dei cambiamenti climatici e sono dannose per la salute dell'uomo. Per ridurre tale concentrazione si è sperimentato l'utilizzo di microalghe. Le microalghe sono i microrganismi più importanti negli ecosistemi acquatici per il bilancio globale del carbonio e sono fondamentali per la cattura e la bioconversione dell’anidride carbonica (CO2) in energia. Le microalghe vengono coltivate nei fotobioreattori, sistemi chiusi e aperti che permettono alle microalghe di crescere e assorbire la CO2. Un’ulteriore tipologia di fotobioreattore molto utilizzato è quella a membrana (MPBR). Uno sviluppo futuro importante legato ai fotobioreattori e alle microalghe potrebbe essere quello di unire i due tipi di sistemi, aperti e chiusi, riuscendo a minimizzare i costi dell’impianto e a permettere una coltivazione su scala industriale.  

La depurazione delle acque reflue rappresenta una delle principali esigenze per la tutela dell'ambiente e della salute dell'uomo. L'attenzione del legislatore, del mondo tecnico e delle imprese è sempre più rivolta alle possibilità di riutilizzare le acque depurate tramite tecnologie sostenibili per l’ambiente e per l’uomo.I bioreattori a membrane (MBR) rappresentano una soluzione tecnologica del futuro in quanto consentono il raggiungimento di elevati rendimenti depurativi tali da permettere il riutilizzo delle acque trattate. La principale novità di questa tecnologia, consiste nell’uso di uno o più moduli di membrana a ultrafiltrazione o microfiltrazione capaci di separare da un fluido sostanze contenute in forma sospesa o disciolta sotto l’azione di una forza motrice. L’attraversamento della membrana comporta un meccanismo di filtrazione con la produzione di permeato di elevata qualità e un concentrato che si accumula all’interno del reattore stesso, e da cui viene allontanato periodicamente. Tuttavia, la realizzazione di impianti a scala reale dei bioreattori a membrane è ostacolata da diversi problemi tra cui quello principale riguardante la formazione del fouling ossia lo sporcamento della membrana, principale responsabile degli elevati costi causati dalla necessità di pulire e/o sostituire le membrane. Negli ultimi anni la ricerca scientifica ha proposto nuove soluzioni, atte a mitigare il fouling di membrana, tra queste l’applicazione di processi elettrochimici, come elettrocoagulazione, elettrosmosi ed elettroforesi, combinati ai bioreattori a membrane (eMBR). Tali meccanismi migliorano la rimozione degli inquinanti e regolano la mobilità e la deposizione di agenti contaminanti sulla superficie della membrana. Tale soluzione rappresenta un approccio tecnologico promettente con ottime prospettive nella mitigazione del fouling e nell’incremento delle efficienze di depurazione del sistema. Solo di recente l’attenzione è stata rivolta verso l’utilizzo di membrane dinamiche autoformanti, in sostituzione delle tradizionali membrane, che consentono una riduzione considerevole in termini di investimento e dei costi operativi associati al processo, un facile controllo del fouling, un alto flusso di permeato, un basso fabbisogno di energia ed un’elevata capacità di trattamento.La formazione della membrana dinamica avviene per mezzo di sostanze presenti nella miscela liquida che durante la filtrazione si depositano sulla superficie di supporto, costituita da materiali a basso costo, come ad esempio dacron o nylon con elevate porosità, incrementando le capacità depurative del sistema quando la membrana dinamica raggiunge la sua completa formazione. Di contro però l’efficienza del sistema dipende dalle proprietà dei fanghi quali viscosità e idrofobicità e dalla velocità di areazione che causano un aumento dell’incrostazione della membrana e a seconda del materiale di supporto utilizzato si ha che la pulizia potrebbe essere accompagnata da una temporanea perdita di qualità dell’effluente.L’attività di tirocinio, svolta presso il Laboratorio di Ingegneria Sanitaria Ambientale (SEED) dell’Università degli Studi di Salerno e presso l’impianto di depurazione di Battipaglia (Sa) in località Tavernola e gestito dall’ Asis Spa., si è concentrata sull’analisi delle efficienze depurative di un elettro bioreattore a membrane a scala pilota operante con refluo reale che utilizza per la fase di filtrazione una membrana dinamica autoformante.Sono stati analizzati i meccanismi di formazione della membrana dinamica autoformante, le efficienze di rimozione dei contaminanti, l’andamento dei precursori del fouling, l’andamento della pressione di transmembrana nel tempo e la concentrazione dei solidi nella miscela areata, al fine di valutare la fattibilità tecnica ed economica per l’applicazione a scala reale dell’innovativo sistema proposto.

Per far fronte all’aumento della popolazione mondiale, della domanda di cibo e del consumo di risorse, è necessario individuare nuove soluzioni per realizzare uno sviluppo sostenibile. L’acquaponica è un’ottima opportunità: elevati risparmi idrici, spazi ridotti e produzione in loco. L’impianto acquaponico ricrea un ecosistema in cui pesci, batteri e piante lavorano sinergicamente. Il presente lavoro sarà incentrato sull'analisi e sviluppo di trattamenti avanzati per il recupero dei nutrienti da sistemi acquaponici. Il recupero di nutrienti è fondamentale nell’ottica dell’economia circolare perchè ne permette il riutilizzo come fertilizzanti in agricoltura e migliora la qualità delle acque.  L’attività sperimentale si è incentrata sullo studio di due sistemi acquaponici: uno convenzionale ed uno con trattamenti avanzati (MRB, disinfezione con ozono e UV). Sono stati analizzati i principali parametri chimico-fisici di qualità delle acque per valutare l'efficacia dei trattamenti implementati e la loro influenza sull'assorbimento dei nutrienti.

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Data analysis...

The COVID-19 global pandemic unprecedently disturbed the education system in the United States and lead to the closure of all planetariums that were providing immersive science communication. This situation motivates us to examine how accessible the planetarium facilities were before the pandemic. We investigate the most important socioeconomic and geographical factors that affect the planetarium accessibility using the U.S. Census Bureau data and the commute time to the nearest planetarium for each ZIP Code Tabulated Area. We show the magnitude of the effect of permanent closure of a fraction of planetariums. Our study can be informative for strategizing the pandemic response.

S.T.E.M  Challenge - The Tow ChallengeGrade/Level: 7thTime Allotment: The total duration of The Tow Challenge is 60 minutes. In this time, the person in charge of the class will allocate time as follows:5 minutes: explanation of the challenge and QA off from such explanation. 5 minutes: present the materials that can be used in the challenge. 45 minutes: students completing the challenge. 5 minutes: open discussion among the students. Type of Technology: Construction, forces, Math, and PhysicsChallenge: Each group within the class is challenged to Tow a 4-wheeled dolly with the rest of the class standing on it. Essential Question or Problem to be Solved: Can you build a towing mechanism using only the provided materials?Student Learning Outcomes:Understand the science and physics behind pull forces. Understand the different strengths of materials. Calculate the force needed to pull a given weight. Use and understand the Engineering Design Process when creating a structure.Openly discuss their experimentation findings with their classmates to reiterate and come up with a better solution. Materials: Teacher Materials: Masking Tape (2)Measuring Tape (1)Sharpie/Marker (1)4 wheeled dolly (1 - big enough to hold at least 4 students/2 teachers on top of it)Team Materials:Sheets of newspaper (50 pages of US Broadsheet newspapers) Sharpie/Marker (1)Straws (10) Scissors (1) Rope  (1 foot) Masking Tape (3 Feet) Aluminum Foil (1) Letter-sized sheets (3)

Suggested Time: 50 minutes  Grade levels: VI, VII , VIII Overview: This lesson demonstrates simple circuits and the differences between parallel and serial circuit design and functions. The Series and Parallel Circuits activity encourages students to test two different circuit designs through the use of low voltage light bulbs. Students work in teams to predict the difference between the two circuit designs, and then build examples of the two different circuits using wires, bulbs, and batteries. After testing several predictions about each circuit type, the students will compare results and discuss findings. Note: This lesson plan is designed for classroom use only, with supervision by a teacher familiar with electrical and electronic concepts.       Vocabulary : SeriesParallelOpen circuitClose circuitLEDResistance Objectives:Students will Learn that different circuit designs result in different electrical behaviors. Students will Learn about current flow and the operational differences between series and parallel circuits.students will use of different electrical and electronics components like,bulb, resister, power supple and use of multi meter. Students will be able to measure voltage and current. Students will Learn to predict outcomes and draw conclusions. Students will Learn about teamwork and working in groups. Required Project Materials: Student Resource Sheets and Worksheet WiresSupply/Power Source ( Cell or Battery) 3V and 9V LED ( 3 volt LED)Battery HolderCrocodile clipWire cutterWire StripperBreadboard Jumper WiresSwitchMultimedia Resources:None

A document by Phuong Vo, written on Authorea.

This Supporting Information includes:Figure S1, S2, S3Supplementary Video Supplementary Video S1: Locomotion of the mobile robot. Supplementary Video S2: Vortex deforming the liquid-liquid interface. Supplementary Video S3: Locomotion of the mobile robot without electrode attached. Supplementary Video S4: Locomotion of the mobile robot with reversed polarity. Supplementary Video S5: Drawing “SIT” by controlling a floating robot with multiple electrodes.  Corresponding author Email:  vito.cacucciolo@epfl.ch, hshige@shibaura-it.ac.jp

IntroductionMost scientific disciplines are facing exponentially increasing amounts of data, which require scalable interactive scientific visualization technology. The development of massively parallel graphics processing units (GPU), fostered by the video game industry and artificial intelligence, represents a remarkable opportunity in this respect.Real-time computer graphics technology has been used in scientific visualization for decades, mostly via OpenGL, a popular open-source graphics library created in 1992. It has been used by many video games, graphics applications, and scientific visualization software. During its first decade, OpenGL provided a fixed function pipeline that was simple to use, but not particularly powerful because of the lack of control of the rendering pipeline. In 2004, OpenGL 2.X introduced a programmable pipeline that gave the user a way to customize the various stages of rendering. Since then, there have been various open-source libraries providing OpenGL-based scientific visualization, mostly focused on 3D rendering. Mayavi is a popular example in Python \cite{Ramachandran_2011}.In 2013, Luke Campagnola, Almar Klein, Cyrille Rossant, and Nicolas P. Rougier wrote a new visualization library: VisPy \cite{np2015}. This library took full advantage of the GL ES 2.x API to achieve both fast and scalable rendering of the most common plotting objects, in both 2D and 3D (lines, scatters, images, colormaps, volumes, meshes, etc.). Within a few years, VisPy reached a large scientific audience and became the main real-time 2D/3D scientific rendering library in Python.Although usage of OpenGL is still widespread in the graphics and scientific communities for legacy reasons, the industry is steadily moving to newer low-level graphics APIs such as Vulkan (Khronos), WebGPU (W3C), Metal (Apple), and DirectX 12 (Microsoft). In this context, VisPy is now facing the same problem as Mayavi faced a few years back: it must decide on its future.The Khronos group introduced the Vulkan API in 2016 (https://www.khronos.org/news/press/khronos-releases-vulkan-1-0-specification). This has been a complete redesign from the ground up to give much more control (compared to OpenGL) and to support all features of the latest GPU hardware. However, Vulkan has a huge barrier to entry: drawing a simple triangle using the Vulkan API directly involves about a thousand lines of code. In particular, all the logic related to the presentation of images to the screen, using a swapchain for double- or triple-buffering, all the synchronization of the different GPU tasks and CPU-GPU interactions in the main rendering loop must be done manually. To leverage the power of Vulkan for applications such as scientific visualization, there is thus a crucial need for intermediate-level libraries that drastically simplify the access to Vulkan.One potential solution isbe to use existing rendering engines such as Ogre (https://www.ogre3d.org/), Unity (https://unity.com/), or Unreal (https://www.unrealengine.com/). However, although scientific visualization and video games do share many similarities, they are quite different in their ends. Games are generally highly dynamic and interactive, whereas scientific visualization is much more static and less interactive (to some extent) and can be indifferently 1D, 2D, or 3D. Furthermore, scientific visualization involves a number of concepts that are generally not present in game engines, such as colormaps, labeled axes, non-cartesian projections, image interpolations, etc. Scientific visualization must also be faithful to the data and this requires a highly precise rendering to achieve high representational accuracy. Besides, it is not unusual to render millions or even billions of points in a scientific visualization — while a modern GPU has no problem rendering such a large collection, the corresponding API must be aware of such extreme cases to ensure proper rendering. All these limitations disqualify typical video game rendering engines as a general purpose API for scientific visualization.This exposes a crucial need for a rendering engine that is to scientific visualization what game engines are to video games: an intermediate-level library that allows developers of custom scientific visualizations, or developers of high-level plotting libraries, to leverage Vulkan without delving into an incredibly complicated low-level API. We report here progress that we have made in the past couple of years towards a cross-platform, cross-language scientific visualization engine that leverages Vulkan for scalable, low-overhead, high-performance scientific visualization.

Landslides

A document by Golam Ziauddin, written on Authorea.

May 3, 2021Suggested time: 50-60 minutesOverview The students will learn about the bases of water´s superficial tension and elasticity of materials by doing trials, and at the end they will apply all the things that they have learned by doing a fish that moves with a mechanism made with recycled materials.Materials •       2 plastic bottles•       Foami •       Scotch tape•       Wooden sticks •       Wooden popsicle sticks •       Silicon •       Scissors•       Rubber bands•       Needle •       Toilet paper•       Cup of wáter Multimedia ResourcesLearn about superficial tension (1:30 – 2:02) https://www.youtube.com/watch?v=JZA_NV8I5y0

Jingjing  Liang1*, Thomas W. Crowther2, Nicolas Picard3, Susan Wiser4, Mo Zhou1, Giorgio Alberti5, Ernst-Detlef Schulze6, A. David McGuire7, Fabio Bozzato8, Hans Pretzsch9, Sergio de-Miguel10,11, Alain Paquette12, Bruno Hérault13, Michael Scherer-Lorenzen14, Christopher B. Barrett15, Henry B. Glick16, Geerten M. Hengeveld17,17.5, Gert-Jan Nabuurs17,17.6, Sebastian Pfautsch18, Helder Viana19,20, Alexander C. Vibrans21, Christian Ammer22, Peter Schall22, David Verbyla23, Nadja Tchebakova24, Markus Fischer25,26, James V. Watson1, Han Y.H. Chen27, Xiangdong  Lei28, Mart-Jan Schelhaas17, Huicui Lu29, Damiano Gianelle30,31, Elena I. Parfenova24, Christian Salas32, Eungul Lee33, Boknam Lee34, Hyun Seok Kim34,35,36,37, Helge Bruelheide38,39, David A. Coomes40, Daniel Piotto41, Terry Sunderland42,43, Bernhard Schmid44, Sylvie Gourlet-Fleury45, Bonaventure Sonké46, Rebecca Tavani47, Jun Zhu48,49, Susanne Brandl9,49.5, Jordi Vayreda50,51, Fumiaki Kitahara52, Eric B. Searle27, Victor J. Neldner53, Michael R. Ngugi53, Christopher Baraloto54, Lorenzo Frizzera30, Radomir Bałazy55, Jacek Oleksyn56, Tomasz Zawiła-Niedźwiecki57, Olivier Bouriaud58,58.5, Filippo Bussotti59, Leena Finér60, Bogdan Jaroszewicz61, Tommaso Jucker40, Fernando Valladares62, Andrzej M. Jagodzinski56,63, Pablo L. Peri64,65,66, Christelle Gonmadje46,67,William Marthy68, Timothy O'Brien68, Emanuel H. Martin69, Andrew R. Marshall70,70.5, Francesco Rovero71, Robert  Bitariho72, Pascal A. Niklaus73,74, Patricia Alvarez-Loayza75, Nurdin Chamuya76, Renato Valencia77, Frédéric Mortier78, Verginia Wortel79, Nestor L. Engone-Obiang80, Leandro V. Ferreira81, David E. Odeke82, Rodolfo M. Vasquez83, Simon L. Lewis84,85, Peter B. Reich18,86

A document by Willy Hagi, written on Authorea.

\cite{products} 

ABSTRACT Millions of birds are killed annually as a result of collisions with buildings or exhaustion from being disoriented and trapped by intense artificial light (Crawford and Engstrom 2001). The problem is especially pronounced in urban areas, during migration season, and during times when anomalously large amounts of man-made light are emitted at night. Previous research has shown that there is an association between light and bird flight paths at low spatio-temporal resolution (La Sorte et al., 2017) as well as at a very granular spatial resolution during specific temporal events (Van Doren et al., 2017). However, there is a notable lack of research addressing neighborhood-scale flight and death patterns in urban areas. Here we develop statistical and spatial analyses of the relationship between reflectivity as a proxy for migratory birds and photogrammetrically mapped light intensity levels at a high spatio-temporal resolution in Manhattan. From there, we aim to correlate bird death counts at specific buildings to these increased light levels. The findings of this project demonstrate no conclusive positive or negative correlation between reflectivity and building brightness, but do suggest variation at a local scale and clear temporal patterns in aggregate.

Public dialogue suggests an increasing fascination with socialism, particularly among those in the Gen X generational group. This paper examines the Cold War realities, offering a narrative and personal experience to provide an overview of the consequences of adopting that system and ideology defeated by the English-speaking western nations in 1989–1991. Special attention is given to the People’s Socialist Republic of Albania as an example.

Remember that you are writing for an interdisciplinary audience. Please be sure to discuss interdisciplinary themes, issues, debates, etc. where appropriate. Note that the WIREs are forums for review articles, rather than primary literature describing the results of original research.