Ingegneria meccanica e materiali

Questo testo vuole fornire una visione generale della termotecnica e delle sue applicazioni nell'impiantistica, senza presupporre nel lettore una conoscenza preliminare o specifica degli argomenti. Costituisce un primo approccio per chi, per motivi di studio o di lavoro o di interesse personale, vuole avere una panoramica della termotecnica e degli impianti. Si rivolge pertanto a studenti di scuole professionali, installatori, amministratori di condominio, impiegati ed operai che lavorano nel settore. In relazione all'isolamento degli edifici vengono esposti gli elementi fondamentali della trasmissione del calore e semplici calcoli di isolamento termico. Viene affrontato il recupero del calore. Caldaie, bruciatori, canne fumarie e corpi scaldanti, scambiatori di calore sono i componenti termotecnici fondamentali di cui sono illustrate le caratteristiche tecniche, con una esposizione preliminare della combustione. Un cenno sull'energia solare e la contabilizzazione del calore. Vengono pertanto trattati gli aspetti fondamentali dell'idraulica e dell'aeraulica applicati al moto dei fluidi nei condotti. Una visione degli aspetti tecnici delle macchine e componenti per il moto dei fluidi: pompe e ventilatori, tubazioni. Altre apparecchiature considerate sono le torri di raffreddamento e fancoil. Gli aspetti impiantistici riguardano gli impianti idrico-sanitari, antincendio, di aria compressa, di irrigazione, gli acquedotti, gli impianti di ventilazione meccanica controllata. Vengono sviluppati gli aspetti teorici delle macchine frigorifere e i componenti di un impianto frigorifero: compressori e valvole termostatiche. Si esaminano gli aspetti termici, impiantistici e tecnico-economici delle pompe di calore. Con una preliminare introduzione alla termodinamica, viene affrontato il problema della produzione di energia nelle macchine motrici a vapore e a gas. Una visione generale del diagramma psicrometrico è l'introduzione agli impianti di condizionamento con i componenti fondamentali. L'ultimo capitolo descrive le apparecchiature più impiegate per l'acquisizione dei valori delle grandezze fisiche, comprendendo i concetti fondamentali della regolazione degli impianti.

L'attività di manutenzione delle tecnologie biomediche sta evolvendo da una concezione di pura operatività verso una vera e propria funzione manageriale volta alla riduzione dei rischi connessi all'uso dei dispositivi medici, alla diminuzione dei tempi di inutilizzo, alla prevenzione dei guasti ed alla garanzia della qualità delle prestazioni erogate. In tal modo si ottimizza la durata fisiologica del bene, contribuendo al miglioramento continuo del percorso assistenziale del paziente (inclusa la degenza media dell'episodio di ricovero) del cui iter diagnostico-terapeutico la tecnologia costituisce un fattore fondamentale. È quindi assolutamente imprescindibile che la manutenzione delle apparecchiature sia gestita in modo corretto ed efficace. Scopo di questo libro è quello di prospettare una panoramica di problemi diagnostici, terapeutici, clinici chirurgici, la cui risoluzione è legata a doppio filo alle apparecchiature elettromedicali oggi all'avanguardia, presenti nelle strutture sanitarie. Queste problematiche sono state affrontate con l'enunciazione delle relative: norme, verifiche, regolamenti, sicurezza, rischi, gestione dei rischi, manutenzioni, valutazioni e tanto altro cui far fede e da applicare con senso di estrema responsabilità, da figure con competenze specifiche di sicuro riferimento. Questo manuale è anche un compendio di studi, ricerche, progettazioni e pubblicazioni frutto della pluriennale esperienza maturata dall'autore nel campo dell'ingegneria medica e clinica. Il testo è rivolto sia agli "addetti ai lavori" che ai neolaureati in ingegneria biomedica per cui, se per i primi alcuni concetti sembreranno ovvi, per i neolaureati sarà una buona occasione per avvicinarsi a quelle apparecchiature elettromedicali con le quali non hanno ancora avuto la possibilità di avere un "approccio diretto". Nel testo sono stati riportati anche alcuni articoli così come pubblicati di recente dall'autore in riviste specialistiche.

Questo primo volume è stato redatto per coprire gli argomenti svolti nel primo (laurea triennale) e secondo (laurea magistrale) corso di macchine, entrambi inseriti nei curricula degli allievi dei corsi di laurea in Ingegneria meccanica, energetica, chimica, elettrica e biomedica della Facoltà di Ingegneria.

Ogni trattazione didattica solleva dei dubbi circa l'opportunità di scriverla e pubblicarla, visto che in genere ce ne sono molte all'incirca sugli stessi argomenti che la precedono, e se ne produce qualcuna ad ogni passaggio di generazione di docenti e studenti. A questi dubbi si può dare una risposta immediata e definitiva: i libri didattici - pur nella costanza di molte delle nozioni che essi trasmettono, delle descrizioni che forniscono, delle proprietà degli oggetti che essi trattano - invecchiano, come ogni altra cosa al mondo, nella prospettiva, nel taglio, nella logica, nella scelta degli argomenti da trattare e del tono e del dettaglio in cui vanno esposti, che devono dipendere dal momento storico, dagli obiettivi e dalle necessità della società e dei lavori in cui gli studenti dovranno inserirsi. Non c'è quindi nulla di più naturale che a nuove generazioni di studenti e docenti corrispondano nuove generazioni di libri didattici. Per questo è sembrato del tutto naturale produrre un libro che consentisse uno studio agevole e, secondo le inclinazioni e le necessità personali, un approfondimento sufficiente ad acquisire una migliore comprensione degli argomenti svolti in un corso di Meccanica Razionale mirato alle applicazioni. Il libro è rivolto essenzialmente agli studenti di Ingegneria, ma se ne potranno giovare anche gli studenti dei corsi di laurea in Matematica e Fisica.

"Progetto e costruzione di macchine" è uno strumento indispensabile per gli studenti ma è anche un punto di riferimento per gli ingegneri, in quanto unisce lo sviluppo dei concetti fondamentali con le pratiche operative usate nella progettazione dei componenti. Vengono affrontate le basi della costruzione di macchine, comprendendo il processo di progettazione, l'ingegneria meccanica e dei materiali, l'analisi della rottura dovuta ai carichi sia statici sia variabili e le caratteristiche dei principali tipi di elementi meccanici. Inoltre, l'approccio pratico al progetto meccanico si manifesta attraverso la proposta di un'ampia gamma di applicazioni ed esempi concreti. Il testo incoraggia il lettore a sviluppare il progetto e l'analisi, sfruttando la creatività e le ampie possibilità offerte dalla progettazione meccanica, con particolare enfasi nell'evitare quello che comunemente è chiamato trial and error. Le tecniche fondamentali di teoria e analisi sono usate per fornire le equazioni di progetto che permettono, insieme ai parametri caratteristici, di ottenere una corretta progettazione.

Nelle aree montane a forte pendenza o prive di infrastrutture adatte, l'unica soluzione per la gestione dei boschi sono le gru a cavo - a stazione motrice tradizionale o mobile - chiamate anche teleferiche forestali. Sono attrezzature temporanee allestite per il concentramento e l'esbosco del materiale legnoso dai boschi ad una pista o ad una strada forestale che a fine lavoro vengono smontate e sono quindi sia sostenibili che economiche ma necessitano di grandi competenze progettuali e tecniche. Gli autori descrivono la scelta e l'implementazione delle varie tipologie d'impianto e la loro corretta gestione in bosco sia sotto il profilo dei lavori e del cantiere che da quello della sicurezza sul lavoro. Il volume si conclude con la descrizione dei possibili impatti che si vengono a creare per la mancanza di conoscenza, esperienza e competenza specifica di chi lavora con queste attrezzature. Indice: Generalità sugli impianti a fune forestali - Le funi metalliche - Le carrucole o pulegge - Staffe - Dispositivi di aggancio dei carichi - Dispositivi per ancorare carrucole e strumenti di tensionatura delle funi - Cavalletti - Ritti di estremità - Legature - Ancoraggi della fune portante - Pianificazione del lavoro - Montaggio degli impianti - Prevenzione e sicurezza nei sistemi di esbosco con gru a cavo forestali - Appendice: protezione ambientale e impatti nei lavori di esbosco con gru a cavo. Di Sanzio Baldini, Pier Luigi Bortoli, Martina Cambi, Enrico Marchi, Francesco Mazzocchi, Francesco Neri, Rodolfo Picchio, Raffaele Spinelli, Verio Solari.

"Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications" di Çengel e Cimbala è un manuale di valido supporto per tutti gli studenti che si accostano a un corso base di meccanica dei fluidi, grazie all'approccio rivolto a sviluppare una comprensione intuitiva dei vari argomenti e al supporto di immagini e dei numerosi esempi. Nelle edizioni italiane il volume si è arricchito della trattazione di argomenti non presenti nel testo di Çengel e Cimbala. In particolare, in questa quarta edizione sono stati introdotti sia i problemi di moto vario nelle correnti in pressione sia degli approfondimenti sul tema della turbolenza. La presenza di oltre un migliaio di esercizi, raggruppati per argomento e per capitolo, di cui lo studente può trovare la soluzione nel sito web dedicato, costituisce un ulteriore prezioso elemento di apprendimento. All'interno della piattaforma Connect sono inoltre presenti ulteriori esercizi in formato digitale, con autocorrezione, utile strumento per l'autovalutazione dello studente e per l'erogazione di esercizi da parte del docente. Ulteriori risorse sono disponibili per docenti e studenti sul sito.

Questo testo costituisce una sintesi dei contenuti che dovrebbero essere affrontati in un corso di introduzione alle lavorazioni meccaniche su macchine utensili tradizionali o a controllo numerico. Sia per la macchina utensile tradizionale, sia per la macchina utensile CNC, nella realizzazione dei particolari meccanici, è necessario interpretare in modo corretto il documento primario che li rappresenta: il disegno. Solamente una appropriata comprensione del disegno permette all'operatore di realizzare il componente meccanico secondo le specifiche volute. La corretta lettura di un disegno tecnico, oltre a richiedere una competenza specifica, presuppone la conoscenza di elementi di tecnologia dei materiali e di precise regole normative, che nel tempo possono anche cambiare. Nelle aziende meccaniche di oggi, fortemente orientate al cliente, la costante ricerca di elevata qualità e produttività, si attua sempre più attraverso sistemi CAD/CAM e sistemi CIM, ma accanto a queste competenze avanzate, rimane importantissimo saper leggere e interpretare in modo rapido e preciso il disegno bidimensionale, e i suoi riferimenti a materiali e trattamenti. Il testo è complementare al libro "Macchine Utensili CNC - Tecnologia, programmazione e controllo di processo", pubblicato dagli autori sempre per Sandit Libri.

Avevamo lasciato Mark Miodownik seduto al tavolino sul terrazzo della sua casa londinese, da dove ci ha stupito con i racconti incredibili dei materiali meravigliosi di cui è fatto il mondo. In "Liquidi", lo ritroviamo ai controlli di sicurezza di un aeroporto pronto a partire, amareggiato per aver dovuto abbandonare parte del suo bagaglio: un tubetto di dentifricio, un vasetto di pesto, del miele e soprattutto una bottiglia di ottimo whisky. È lo spunto scanzonato per iniziare una nuova avventura, questa volta nel mondo della materia allo stato liquido. Come in "La sostanza delle cose", Miodownik sceglie la via della quotidianità per raccontarci la composizione chimica e le peculiarità fisiche delle sostanze che via via incontra lungo il suo viaggio. E quindi tocca ovviamente all'acqua, al caffè, alla colla, all'inchiostro delle biro e al cherosene a passare sotto la sua lente, e di volta in volta a stupirci e a divertirci. Perché l'olio appiccica? Come fanno le onde a viaggiare così lontano sulla superficie marina? (e a formare gli tsunami) Come funzionano i liquidi che alimentano le nostre automobili e scorrono nei circuiti degli apparecchi elettronici che usiamo tutti i giorni? Quale strano collante ci permette di attaccare e staccare mille volte i Post-it? Esiste una procedura scientificamente studiata per ottenere la tazza di tè perfetta?

L'acciaio è «indomito», la carta «fidata», il cioccolato naturalmente è «delizioso», la plastica «immaginifica» e la grafite è semplicemente «indistruttibile». Poi c'è la schiuma («meravigliosa»), il vetro (ovviamente «invisibile»), la porcellana («raffinata»), e certo non può mancare il comune, onnipresente, «fondamentale» cemento. Sono le sostanze di cui è fatto il nostro mondo. Basta gettare l'occhio intorno a noi e ne vediamo a centinaia, eppure sappiamo così poco di loro. Invece, quando Mark Miodownik si guarda intorno vede ben più in là delle apparenze superficiali delle cose ed è capace di raccontarci per ognuno di questi materiali una quantità incredibile di storie affascinanti, da restare a bocca aperta per lo stupore. Ogni sostanza diventa un mondo. In questo libro compaiono cose antichissime come il ferro accanto a sostanze futuristiche come i biomateriali o l'aerogel, tutte presentate nella loro caleidoscopica varietà di forme e di funzioni, colori e proprietà, ognuna con un suo messaggio nascosto e un'avvincente storia da narrare. I materiali hanno contribuito a rivoluzionare il nostro stile di vita, fanno parte del nostro mondo e senza di loro non saremmo ciò che siamo. Il mondo materiale non è una semplice ostentazione della nostra tecnologia e della nostra cultura: è parte di noi. L'abbiamo inventato, l'abbiamo costruito, e lui in cambio fa di noi ciò che siamo.

L'integrazione meccatronica tra le diverse tecnologie dell'automazione ha richiesto una nuova edizione di questo manuale con una impostazione sistemistica, che rende il volume non solo dedicato alla pneumatica, ma aperto all'automazione in generale. Sono quindi considerati anche i principali azionamenti elettrici, sensori e controlli elettronici presenti nell'automazione. La trattazione è sviluppata in modo progressivo. Partendo dai principi fisici e dalla strumentazione, viene affrontato il tema del controllo del movimento e della forza, sono analizzati i componenti usati nell'automazione, le tecniche digitali e proporzionali, l'organizzazione dei sistemi fino alle problematiche di Industria 4.0, la generazione e la distribuzione dell'aria compressa, giungendo infine a una serie di esempi di applicazioni industriali. Un'adeguata attenzione è data agli aspetti ecologici, energetici e di sicurezza. Le parti di calcolo e di approfondimento, tipiche del progettista e del lettore più curioso, sono raccolte in modo da permetterne un facile uso. Un accurato indice analitico permette di raggiungere velocemente l'argomento di interesse. Il riferimento alle normative, l'ampio uso di schemi e tabelle, la presenza di foto di componenti e di applicazioni consentono di acquisire una conoscenza pratica della pneumatica e in generale dell'automazione.

La trattazione degli argomenti, chiara ed esaustiva, è arricchita da applicazioni pratiche e da numerosi esercizi svolti e verifiche che consentono di testare l'apprendimento. La nuova edizione è stata aggiornata con alcune sezioni dedicate agli ambiti più moderni dell'ingegneria dei materiali: i biomateriali, le applicazioni della stampa 3D e le problematiche del riciclo dei materiali.