Appunti completi di Impianti

TEORIA DELLE RETI

I concetti generali che stanno alla base della teoria delle reti sono:

• Insieme
• Sistema
• Rete: insieme di elementi, chiamati nodi, connessi tra loro da archi orami per costruire un grafo.

NODO: elemento della rete dotato di propria autonomia funzionale

RAMO: elemento della rete in grado di svolgere la funzione di connettività. Su di essi si muovono elementi fisici, come informazione, personale e materiale.

I criteri per individuare nodi e rami sono specifici per ciascuna tipologia di rete; i rami sono spesso denominati link. La definizione di nodi e reti dipende dal contesto tecnologico di scala. Esistono diverse configurazioni di reti:

• Reti a stella: è un insieme di nodi con uno centrale, connesso a tutti gli altri. Il nodo stella centrale permette alla rete di sopravvivere e in mancanza di esso decade.
• Reti ad albero: si aggiungono nodi di ulteriori livelli rispetto a quello principale.
• Reti ad anello: molto comuni.

L'anello sostituisce il nucleo centrale. Se uno dei link viene a mancare, la funzionalità permane perché gli altri nodi riescono a comunicare. Questo non vale se vengono a mancare due link.

• Reti a maglie: si usano per le telecomunicazioni. Per passare da un nodo all'altro ci sono dei percorsi alternativi. Se manca un link o un nodo la funzionalità rimane.

A lato si mostra la legge di potenza: se si misura il numero di nodi collegati al web attraverso i link, allora N è proporzionale ad un fattore esponenziale.

Ci sono esempi di reti, ad esempio, nelle interazioni tra le proteine: una rete costituita da un nucleo di anelli e maglie con alberi periferici. Anche le reti neurali prevedono diversi livelli di collegamento tra input e output.

In biologia, le reti sono dei sistemi adattativi che cambiano la configurazione in funzione dell'informazione interna o esterna che si muove nella rete.

Le reti a maglia si usano per i sistemi informativi negli

ospedali e negli spazi pubblici dato che sono le più versatili. Non si usano invece come modello del web, che prevede invece una configurazione ad albero con periferie a stella: c'è un nodo centrale (hub) da cui si dipartono gli altri livelli. Conoscendo i centri stella è possibile agire, con anche problemi relativi alla sicurezza; questi sistemi, nonostante la geometria, comunque sono in grado di funzionare anche in presenza di danni locali.

La dinamica di sistemi biologici e di reti del web è simile: modelli che si usano per gruppi biologici sono utili perché sono consolidati e collaudati. Per esempio, le interazioni delle proteine sono verificate dall'evoluzione. Le reti neurali sono artificiali ma costruite secondo modelli biologici; sono ampiamente usate, soprattutto per governare e far funzionare le reti impiantistiche. Sono reti a livelli. Le reti neurali biologiche sono un sistema adattativo che cambia la sua configurazione in funzione

dell’informazione interna o esterna che si muove nella rete. Si può riprodurre il sistema nervoso e in generale i sistemi adattativi sono quelli che funzionano meglio, anche a livello artificiale.

La rete impiantistica di un ospedale prevede una preminenza di impianti elettrici rispetto ad altri; ad essi si collegano impianti di comunicazione, di climatizzazione, idrosanitari e di gas medicinali.

Sono previsti sistemi per avere sempre a disposizione l’energia, anche in condizioni di emergenza. L’energia viene prelevata dall’esterno; i sistemi però trasmettono anche informazione e massa (materiali, acqua in particolare). Le reti di trasporto di massa in ospedale sono indipendenti dalle reti esterne, ad eccezione di quella dell’acqua. L’energia elettrica si può anche auto-produrre ma non è così per l’acqua.

Qui si riporta un elenco di reti di impianti e di trasporto di risorse; quelle in rosso sono collegate

All'esterno per cui devono tenere conto anche di eventuali problematiche esterne. Una delle problematiche principali è quella delle interazioni tra le reti; esse sono connesse con quelle elettriche ma anche tra di loro reciprocamente. Il trasporto di massa (gas, solidi, acqua) prevede un'importante varietà di impianti.

Le reti di impianti presentano una doppia articolazione in reti primarie e reti secondarie, partendo da un nodo principale (centrale) verso i nodi periferici (terminali). I nodi di interfaccia costituiscono il passaggio da sezioni primarie a secondarie della stessa rete o sono connessioni con altre reti.

Lo schema prevede un nodo centrale collegato a reti primarie e secondarie a loro volta. Si passa da una serie di livelli. La rete elettrica la fa sempre da padrone e solo poche reti possono farne a meno; la rete frigorifera, ad esempio, è collegata a quella di climatizzazione. La rete di terra di protezione è una rete di conduttori.

Apparentemente passiva ma che, quando funziona, consente di far circolare corrente come sistema di protezione. Le correnti di dispersione non vanno dai nodi centrali alla periferia ma viceversa. C'è anche una parte di energia termica nella distribuzione; non viaggia da sola ma per trasporto di massa (generalmente acqua). L'utilizzo dell'acqua è molto elevato, sia in forma liquida che gassosa; spesso le esigenze sono diverse rispetto all'uso comune. Ci sono anche reti dedicate al trasporto di gas medicali (aria vuota, ossigeno, protossido di azoto e anche gas usati in laboratorio come monossido di azoto o anidride carbonica). Sono previsti anche impianti di trasporto della massa in forma solida (in passato si usava invece l'energia meccanica): oggi i sistemi si differenziano in base al tipo di massa da spostare e alla quantità. I principali sono la posta pneumatica, trasporto leggero (su rotaie) e carrelli (che portano anche centinaia di).

chili di materiali, come ipasti). Questi ultimi possono essere automatizzati e sono molto utili. Ci sono anche impianti di supporto allacomunicazione, come il cablaggio, la chiamata degli infermieri, trasmissione delle informazioni dal letto, retitelefoniche. Queste reti sono anche pensate come articolazioni della stessa ma prevedono tecnologie diverse, nate intempi diversi; anche l'ospedale è infatti strutturato quindi c'è coesistenza di principi di funzionamento diversi chedevono coesistere.

La struttura più usata per le grandireti prevede reti primarie esecondaria; la prima è ad anello e amedia tensione, ossia conapparecchiatura con tensioni fino ai20Kvolt con problematiche diprotezione connesse. Ci sono poitrasformatori MT/BT cheaumentano la tensione fino a300Kvolt. Le reti periferiche sono adalbero e possono esserepreferenziali (funzionano con igruppi di riserva e continuità) oordinarie. Gli ospedali possonogarantire l'energia.

Controllo si comportano come se fossero dotati di un livello di intelligenza che viene qualificata come rettiliana. Esistono però varie direzioni verso cui sviluppare l'intelligenza delle reti impiantistiche. Prima di tutto sviluppando la capacità adattativa e di resilienza. L'intelligenza del rettile è assimilabile a quella del bulbocerebrale. I sistemi superiori del controllo sono poveri di intelligenza ma li stiamo sviluppando in modo da migliorare resilienza ed adattatività. Le reti impiantistiche devono imparare a interagire tra di loro e con l'ambiente. Le reti impiantistiche gestiscono risorse:

• Risorse energetiche
• Risorse materiali
• Risorse informative
• Da esse dipendono le Risorse umane

Le risorse energetiche, fluidiche e informative arrivano agli utilizzatori attraverso le reti dell'ospedale. Le reti sono necessarie anche per rimuovere le "emissioni" dell'attività.