Esami di stato per l abilitazione all esercizio della professione di Ingegnere II Sessione 2012

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1 BUSTA A Esami di stato per l abilitazione all esercizio della professione di Ingegnere II Sessione 2012 Sezione A Seconda Prova scritta Settore Industriale Al candidato è richiesto di svolgere uno dei seguenti temi proposti. TEMA N. 1 Il candidato illustri i criteri di progettazione della schermatura dalle radiazioni ionizzanti in un impianto nucleare per generazione di potenza di tipo PWR di taglia superiore a 500 MW elettrici con particolare riferimento ai seguenti temi: Principi generali di progettazione (protezione biologica, protezione di apparecchiature e strutture, resistenza strutturale degli schermi, carichi strutturali dovuti agli schermi); Scelta delle tipologie di schermi e dei materiali schermanti; Analisi delle sorgenti di radiazioni in condizioni di esercizio normali (normal condition) e perturbate (upset condition); Disanima delle soluzioni per le penetrazioni e le discontinuità degli schermi. Il candidato imposti la sua dissertazione in forma di relazione tecnica da inserire nel rapporto preliminare di garanzia della sicurezza (PSAR). TEMA N. 2 La progettazione delle macchine a fluido richiede tipicamente una serie di passaggi che vanno dal primo dimensionamento di massima fino alla definizione delle geometrie di dettaglio. Relativamente al caso di un compressore centrifugo, il candidato illustri il principio di funzionamento della macchina, la funzione che ha un diffusore palettato posto a valle del rotore, le possibili trasformazioni termodinamiche che un gas subisce nella compressione e i vantaggi che può portare il ricorso all interrefrigerazione (intercooling). Si discuta inoltre come è possibile approcciare la progettazione di una tale macchina per una prima definizione della geometria (diametro esterno della girante, altezza e angoli geometrici delle pale all ingresso e all uscita della girante). Infine, si calcoli la potenza meccanica richiesta da un compressore centrifugo con rendimento adiabatico pari all 85%, che debba comprimere una portata d aria pari a m 3 /s da una pressione e una temperatura di aspirazione rispettivamente pari a 1.2 bar e 35 C a una pressione di mandata pari a 4.5 bar. TEMA N. 3 Con riferimento a macchine industriali sedi di carichi variabili o soggette a disturbi provenienti dall esterno, il candidato illustri i criteri di dimensionamento di fondazioni che consentano di limitare gli effetti di tali azioni. In particolare, il candidato descriva dettagliatamente la procedura per il dimensionamento della fondazione di una macchina soggetta a carichi inerziali variabili che consenta di limitare, da un lato, le forze trasmesse a terra, dall altro, le oscillazioni della macchina stessa. TEMA N. 4 Parte 1 La Hamilton s.r.l. produce lavastoviglie professionali per ristoranti, bar e pubblici esercizi. Tali lavastoviglie sono prodotte in due modelli distinti: il modello Standard (A) e il modello Silent

2 System (B), che è completamente coibentato per ottenere una minore dispersione di calore ed una maggiore silenziosità di funzionamento. I componenti sono acquistati da fornitori esterni ed il loro costo unitario è riportato nella tabella seguente. Costi unitari dei componenti ( ) Modello Standard Modello Silent System Motore elettrico Sistema di lavaggio Pompa dell acqua Rivestimento esterno Computer di comando Cesto in acciaio inox Materiale di consumo Inoltre, per ciascuna unità prodotta vengono consumati 50 di energia. Il processo produttivo è composto essenzialmente da due fasi: il montaggio del sistema di lavaggio e l assemblaggio finale degli altri componenti. Per la fase di montaggio sono impiegati 10 operai specializzati dal costo unitario annuo di ed attrezzature meccaniche dal costo complessivo di acquisto pari a 1,5 M, ammortizzabili in 5 anni a quote costanti e vita residua pari a 2 anni. In questa fase la maggiore complessità di montaggio del sistema di lavaggio del modello Silent System comporta un assorbimento di risorse doppio rispetto alla lavastoviglie di tipo A, sia in termini di lavoro indiretto sia in termini di ore macchina. La fase di assemblaggio dei componenti impiega 8 operai specializzati dal costo annuo unitario di ed attrezzature dal costo di acquisto pari a 0,5 M, ammortizzabili in 5 anni a quote costanti e vita residua pari a 2 anni. L assorbimento unitario di risorse di questa fase è lo stesso per i due modelli di lavastoviglie. La linea Silent System è il frutto del lavoro della funzione Progettazione, in cui sono impiegati 4 progettisti. Tale funzione riveste un ruolo fondamentale per l azienda, alla continua ricerca di soluzioni tecnologiche in grado di garantire standard qualitativi elevati. Lo scorso anno sono stati spesi , di cui per il nolo delle attrezzature, allocabili secondo il responsabile per i ¾ al modello Silent System e per ¼ al modello Standard. La funzione Controllo Qualità effettua un controllo sul 100% della produzione. Per svolgere questa funzione sono necessari 2 operai dal costo unitario annuo di e attrezzature dal costo di acquisto di 0,4 M e ammortamento in 4 anni a quote costanti e vita residua pari a 2 anni. In questo reparto, l assorbimento delle risorse da parte di una unità del modello Silent System è del 20% in più rispetto a quello di una unità del modello di base. La funzione Servizi Generali di Stabilimento è composta da 10 persone tra cui il Direttore di Produzione, per un costo complessivo annuo di , di cui per canoni relativi alle diverse attrezzature e il resto per costi del personale. Il costo di questa funzione viene allocato sulle altre utilizzando come base di allocazione il numero di persone impiegate nelle rispettive funzioni aziendali. Il sistema informativo aziendale è gestito da 2 tecnici informatici. I costi di questa funzione, che l anno scorso sono stati pari a di costo del personale e a per il canone delle attrezzature informatiche, sono ripartibili secondo le percentuali riportate nella tabella seguente. Funzione Percentuale Montaggio 25% Assemblaggio 20% Progettazione 20% Controllo Qualità 25% Servizi Generali di Stabilimento 10%

3 (1a) Sapendo che l anno scorso i volumi di produzione sono stati di unità per il modello Silent System e di unità per il modello Standard, si calcoli il costo pieno industriale dei due modelli ripartendo i costi dei centri di costo di servizio sui centri di costo di produzione mediante il metodo diretto. (1b) Quali altri metodi possono essere impiegati per ripartire i costi dei centri di costo di servizio sui centri di costo di produzione? In questo caso, qual è a parere del candidato quello più sensato? (1c) Quali sono i metodi innovativi di determinazione del costo di prodotto? Che vantaggi e che svantaggi hanno rispetto ai metodi tradizionali? In questo caso avrebbe avuto senso, e perché, adottare un sistema innovativo di determinazione del costo di prodotto? Parte 2 La Hamilton ha recentemente commissionato alla società di ricerche di mercato Iasper s.r.l. un analisi del settore delle lavastoviglie per la ristorazione collettiva al fine di avere delle indicazioni sulle dinamiche della domanda futura. Tale studio, che è costato , ha previsto che la Hamilton nei prossimi 5 anni fronteggerà la seguente domanda di lavastoviglie: Domanda mod. Standard (u) Domanda mod. Silent System (u) Dato che l impianto produttivo a disposizione dell impresa ha una capacità annua massima circa pari al volume di produzione attuale, il responsabile dell Area Finanza è stato incaricato dall Amministratore Delegato di valutare la possibilità di investire, alla fine del 2012 (anno 0), in un nuovo impianto che consentirebbe alla Hamilton di soddisfare ogni possibile domanda prevista nei prossimi anni. Il nuovo impianto andrebbe a sostituire quello che viene attualmente utilizzato nelle fasi di montaggio e di assemblaggio. Con il nuovo impianto, che costa complessivamente 2,5 M ammortizzabili in 5 anni a partire dall anno 1, sarebbe necessario assumere nell anno 1 quattro altri operai, due per la fase di montaggio e due per la fase di assemblaggio. Si dovrebbe inoltre far effettuare a tutti gli operai dello stabilimento un corso di aggiornamento dal costo complessivo di , da suddividersi in parti uguali tra l anno 0 e l anno 1. (2a) Sapendo che: se si effettua l investimento il vecchio impianto verrebbe venduto nell anno 0 al valore di bilancio, il costo del lavoro, il costo dell energia ed il costo dei materiali diretti crescono di circa il 5% ogni due anni (prossimi incrementi a partire dall anno 2), Il prezzo di vendita delle lavastoviglie nel prossimo quinquennio è stimato come in tabella: Prezzo mod. Standard ( ) Prezzo mod. Silent System ( ) il costo del capitale è pari all 11%, l aliquota fiscale è del 45%, nei prossimi anni la Hamilton sarà largamente in utile, il nuovo impianto potrebbe essere venduto nell anno 5 a , il candidato verifichi se alla Hamilton convenga o meno effettuare l investimento in parola. (2b) I criteri del valore attuale netto e del tasso interno di rendimento forniscono sempre lo stesso esito circa la bontà economica di un investimento? (2c) Perché nell ambito della valutazione economica di un progetto di investimento è bene affiancare ai tradizionali indicatori di redditività anche un indicatore di liquidità del progetto? Quale criterio andrebbe usato e che esito fornirebbe in questo caso? Il candidato è invitato a formulare le ipotesi che ritiene più utili ed adatte allo svolgimento della prova.

4 BUSTA B Esami di stato per l abilitazione all esercizio della professione di Ingegnere II Sessione 2012 Sezione A Seconda Prova scritta Settore Industriale Al candidato è richiesto di svolgere uno dei seguenti temi proposti. TEMA N. 1 Il candidato illustri i criteri di progettazione della schermatura dalle radiazioni ionizzanti in un impianto nucleare per generazione di potenza di tipo BWR di taglia superiore a 500 MW elettrici con particolare riferimento ai seguenti temi: Principi generali di progettazione (protezione biologica, protezione di apparecchiature e strutture, resistenza strutturale degli schermi, carichi strutturali dovuti agli schermi); Scelta delle tipologie di schermi e dei materiali schermanti; Analisi delle sorgenti di radiazioni in condizioni di esercizio normali (normal condition) e perturbate (upset condition); Disanima delle soluzioni per le penetrazioni e le discontinuità degli schermi. Il candidato imposti la sua dissertazione in forma di relazione tecnica da inserire nel rapporto preliminare di garanzia della sicurezza (PSAR). TEMA N. 2 La progettazione delle macchine a fluido richiede tipicamente una serie di passaggi che vanno dal primo dimensionamento di massima fino alla definizione delle geometrie di dettaglio. Relativamente al caso di una turbina idraulica di tipo Francis, il candidato illustri il principio di funzionamento della macchina, la funzione che hanno il distributore a monte e il diffusore a valle della girante, la definizione e il significato fisico del grado di reazione della turbina. Si discuta inoltre come è possibile approcciare la progettazione di una tale macchina per una prima definizione della geometria (diametro della girante, altezza e angoli geometrici delle pale all ingresso e all uscita della girante). Infine, si calcoli la potenza meccanica prodotta da una turbina Francis ad asse verticale con rendimento idraulico pari al 90% e un rendimento volumetrico pari al 95%, avente all ingresso del distributore (nella cassa a spirale) una velocità dell acqua pari a 8.8 m/s, una pressione relativa pari a 180 metri di colonna d acqua e un dislivello di 3.8 m rispetto al pelo libero del bacino di scarico (ipotizzando trascurabile l energia cinetica all uscita del diffusore). TEMA N. 3 Con riferimento alla progettazione di sistemi a camma piana ad 1 grado di libertà, Il candidato ne descriva i criteri di sintesi funzionale e di dimensionamento/verifica strutturale. In applicazione dei suddetti criteri, il candidato illustri dettagliatamente i passi per la progettazione di un sistema camma-bilanciere con rotella, per un assegnata legge di moto del cedente, e ne imposti l analisi dinamica assegnando i dati necessari. TEMA N. 4 Parte 1 La S.E.G.I. s.r.l. produce macchine lavatrici per lavanderie industriali. Tali macchine sono prodotte in due modelli distinti: il modello Standard (A) e il modello Silent System (B), che è

5 completamente coibentato per ottenere una minore dispersione di calore ed una maggiore silenziosità di funzionamento. I componenti sono acquistati da fornitori esterni ed il loro costo unitario è riportato nella tabella seguente. Costi unitari dei componenti ( ) Modello Standard Modello Silent System Motore elettrico Sistema di lavaggio Pompa dell acqua Rivestimento esterno Computer di comando Cesto in acciaio inox Materiale di consumo Inoltre, per ciascuna unità prodotta vengono consumati 50 di energia. Il processo produttivo è composto essenzialmente da due fasi: il montaggio del sistema di lavaggio e l assemblaggio finale degli altri componenti. Per la fase di montaggio sono impiegati 10 operai specializzati dal costo unitario annuo di ed attrezzature meccaniche dal costo complessivo di acquisto pari a 1,5 M, ammortizzabili in 5 anni a quote costanti e vita residua pari a 2 anni. In questa fase la maggiore complessità di montaggio del sistema di lavaggio del modello Silent System comporta un assorbimento di risorse doppio rispetto alla lavatrice di tipo A, sia in termini di lavoro indiretto sia in termini di ore macchina. La fase di assemblaggio dei componenti impiega 8 operai specializzati dal costo annuo unitario di ed attrezzature dal costo di acquisto pari a 0,5 M, ammortizzabili in 5 anni a quote costanti e vita residua pari a 2 anni. L assorbimento unitario di risorse di questa fase è lo stesso per i due modelli di lavatrice. La linea Silent System è il frutto del lavoro della funzione Progettazione, in cui sono impiegati 4 progettisti. Tale funzione riveste un ruolo fondamentale per l azienda, alla continua ricerca di soluzioni tecnologiche in grado di garantire standard qualitativi elevati. Lo scorso anno sono stati spesi , di cui per il nolo delle attrezzature, allocabili secondo il responsabile per i ¾ al modello Silent System e per ¼ al modello Standard. La funzione Controllo Qualità effettua un controllo sul 100% della produzione. Per svolgere questa funzione sono necessari 2 operai dal costo unitario annuo di e attrezzature dal costo di acquisto di 0,4 M e ammortamento in 4 anni a quote costanti e vita residua pari a 2 anni. In questo reparto, l assorbimento delle risorse da parte di una unità del modello Silent System è del 20% in più rispetto a quello di una unità del modello di base. La funzione Servizi Generali di Stabilimento è composta da 10 persone tra cui il Direttore di Produzione, per un costo complessivo annuo di , di cui per canoni relativi alle diverse attrezzature e il resto per costi del personale. Il costo di questa funzione viene allocato sulle altre utilizzando come base di allocazione il numero di persone impiegate nelle rispettive funzioni aziendali. Il sistema informativo aziendale è gestito da 2 tecnici informatici. I costi di questa funzione, che l anno scorso sono stati pari a di costo del personale e a per il canone delle attrezzature informatiche, sono ripartibili secondo le percentuali riportate nella tabella seguente. Funzione Percentuale Montaggio 25% Assemblaggio 20% Progettazione 20% Controllo Qualità 25% Servizi Generali di Stabilimento 10%

6 (1a) Sapendo che l anno scorso i volumi di produzione sono stati di unità per il modello Silent System e di unità per il modello Standard, si calcoli il costo pieno industriale dei due modelli ripartendo i costi dei centri di costo di servizio sui centri di costo di produzione mediante il metodo diretto. (1b) Quali altri metodi possono essere impiegati per ripartire i costi dei centri di costo di servizio sui centri di costo di produzione? In questo caso, qual è a parere del candidato quello più sensato? (1c) Quali sono i metodi innovativi di determinazione del costo di prodotto? Che vantaggi e che svantaggi hanno rispetto ai metodi tradizionali? In questo caso avrebbe avuto senso, e perché, adottare un sistema innovativo di determinazione del costo di prodotto? Parte 2 La S.E.G.I. ha recentemente commissionato alla società di ricerche di mercato Iasper s.r.l. un analisi del settore delle lavatrici industriali al fine di avere delle indicazioni sulle dinamiche della domanda futura. Tale studio, che è costato , ha previsto che la S.E.G.I. nei prossimi 5 anni fronteggerà la seguente domanda di lavatrici: Domanda mod. Standard (u) Domanda mod. Silent System (u) Dato che l impianto produttivo a disposizione dell impresa ha una capacità annua massima circa pari al volume di produzione attuale, il responsabile dell Area Finanza è stato incaricato dall Amministratore Delegato di valutare la possibilità di investire, alla fine del 2012 (anno 0), in un nuovo impianto che consentirebbe alla S.E.G.I. di soddisfare ogni possibile domanda prevista nei prossimi anni. Il nuovo impianto andrebbe a sostituire quello che viene attualmente utilizzato nelle fasi di montaggio e di assemblaggio. Con il nuovo impianto, che costa complessivamente 2,5 M ammortizzabili in 5 anni a partire dall anno 1, sarebbe necessario assumere nell anno 1 quattro altri operai, due per la fase di montaggio e due per la fase di assemblaggio. Si dovrebbe inoltre far effettuare a tutti gli operai dello stabilimento un corso di aggiornamento dal costo complessivo di , da suddividersi in parti uguali tra l anno 0 e l anno 1. (2a) Sapendo che: se si effettua l investimento il vecchio impianto verrebbe venduto nell anno 0 al valore di bilancio, il costo del lavoro, il costo dell energia ed il costo dei materiali diretti crescono di circa il 5% ogni due anni (prossimi incrementi a partire dall anno 2), Il prezzo di vendita delle lavatrici nel prossimo quinquennio è stimato come in tabella: Prezzo mod. Standard ( ) Prezzo mod. Silent System ( ) il costo del capitale è pari all 11%, l aliquota fiscale è del 50%, nei prossimi anni la S.E.G.I. sarà largamente in utile, il nuovo impianto potrebbe essere venduto nell anno 5 a , il candidato verifichi se alla S.E.G.I. convenga o meno effettuare l investimento in parola. (2b) I criteri del valore attuale netto e del tasso interno di rendimento forniscono sempre lo stesso esito circa la bontà economica di un investimento? (2c) Perché nell ambito della valutazione economica di un progetto di investimento è bene affiancare ai tradizionali indicatori di redditività anche un indicatore di liquidità del progetto? Quale criterio andrebbe usato e che esito fornirebbe in questo caso? Il candidato è invitato a formulare le ipotesi che ritiene più utili ed adatte allo svolgimento della prova.