A New Indirect Electroanalytical Method to Monitor the Contamination of Natural Waters with 4-Nitrophenol Using Multiwall Carbon Nanotubes

The electrochemical detection of the hazardous pollutant 4-nitrophenol (4-NP) at low potentials, in order to avoid matrix interferences, is an important research challenge. This study describes the development, electrochemical characterization and utilization of a multiwall carbon nanotube (MWCNT) film electrode for the quantitative determination of 4-NP in natural water. Electrochemical impedence spectroscopy measurements showed that the modified surface exhibits a decrease of ca. 13 times in the charge transfer resistance when compared with a bare glassy carbon (GC) surface. Voltammetric experiments showed the possibility to oxidize a hydroxylamine layer (produced by the electrochemical reduction of 4-NP on the GC/MWNCT surface) in a potential region which is approximately 700 mV less positive than that needed to oxidize 4-NP, thus minimizing the interference of matrix components. The limit of detection for 4-NP obtained using square-wave voltammetry (0.12 mu mol L(-1)) was lower than the value advised by EPA. A natural water sample from a dam located in Sao Carlos (Brazil) was spiked with 4-NP and analyzed by the standard addition method using thee GC/MWCNT electrode, without any further purification step. the recovery procedure yielded a value of 96.5% for such sample, thus confirming the suitability of the developed method to determine 4-NP in natural water samples. The electrochemical determination was compared with that obtained by HPLC with UV-vis detection.

Genetic heterogeneity of within-family variance of body weight in Atlantic salmon (Salmo salar)

BACKGROUND: Canalization is defined as the stability of a genotype against minor variations in both environment and genetics. Genetic variation in degree of canalization causes heterogeneity of within-family variance. The aims of this study are twofold: (1) quantify genetic heterogeneity of (within-family) residual variance in Atlantic salmon and (2) test whether the observed heterogeneity of (within-family) residual variance can be explained by simple scaling effects. RESULTS: Analysis of body weight in Atlantic salmon using a double hierarchical generalized linear model (DHGLM) revealed substantial heterogeneity of within-family variance. The 95% prediction interval for within-family variance ranged from ~0.4 to 1.2 kg2, implying that the within-family variance of the most extreme high families is expected to be approximately three times larger than the extreme low families. For cross-sectional data, DHGLM with an animal mean sub-model resulted in severe bias, while a corresponding sire-dam model was appropriate. Heterogeneity of variance was not sensitive to Box-Cox transformations of phenotypes, which implies that heterogeneity of variance exists beyond what would be expected from simple scaling effects. CONCLUSIONS: Substantial heterogeneity of within-family variance was found for body weight in Atlantic salmon. A tendency towards higher variance with higher means (scaling effects) was observed, but heterogeneity of within-family variance existed beyond what could be explained by simple scaling effects. For cross-sectional data, using the animal mean sub-model in the DHGLM resulted in biased estimates of variance components, which differed substantially both from a standard linear mean animal model and a sire-dam DHGLM model. Although genetic differences in canalization were observed, selection for increased canalization is difficult, because there is limited individual information for the variance sub-model, especially when based on cross-sectional data. Furthermore, potential macro-environmental changes (diet, climatic region, etc.) may make genetic heterogeneity of variance a less stable trait over time and space.

Evaluation Of Reservoir Model Integration With Deterministic And Probabilistic Streamflow Forecasts

Due to the increase in water demand and hydropower energy, it is getting more important to operate hydraulic structures in an efficient manner while sustaining multiple demands. Especially, companies, governmental agencies, consultant offices require effective, practical integrated tools and decision support frameworks to operate reservoirs, cascades of run-of-river plants and related elements such as canals by merging hydrological and reservoir simulation/optimization models with various numerical weather predictions, radar and satellite data. The model performance is highly related with the streamflow forecast, related uncertainty and its consideration in the decision making. While deterministic weather predictions and its corresponding streamflow forecasts directly restrict the manager to single deterministic trajectories, probabilistic forecasts can be a key solution by including uncertainty in flow forecast scenarios for dam operation. The objective of this study is to compare deterministic and probabilistic streamflow forecasts on an earlier developed basin/reservoir model for short term reservoir management. The study is applied to the Yuvacık Reservoir and its upstream basin which is the main water supply of Kocaeli City located in the northwestern part of Turkey. The reservoir represents a typical example by its limited capacity, downstream channel restrictions and high snowmelt potential. Mesoscale Model 5 and Ensemble Prediction System data are used as a main input and the flow forecasts are done for 2012 year using HEC-HMS. Hydrometeorological rule-based reservoir simulation model is accomplished with HEC-ResSim and integrated with forecasts. Since EPS based hydrological model produce a large number of equal probable scenarios, it will indicate how uncertainty spreads in the future. Thus, it will provide risk ranges in terms of spillway discharges and reservoir level for operator when it is compared with deterministic approach. The framework is fully data driven, applicable, useful to the profession and the knowledge can be transferred to other similar reservoir systems.

Temperature Dynamics Investigation At Small And Shallow Lakes Using Hydrodynamic Model

A three-dimensional time-dependent hydrodynamic and heat transport model of Lake Binaba, a shallow and small dam reservoir in Ghana, emphasizing the simulation of dynamics and thermal structure has been developed. Most numerical studies of temperature dynamics in reservoirs are based on one- or two-dimensional models. These models are not applicable for reservoirs characterized with complex flow pattern and unsteady heat exchange between the atmosphere and water surface. Continuity, momentum and temperature transport equations have been solved. Proper assignment of boundary conditions, especially surface heat fluxes, has been found crucial in simulating the lake’s hydrothermal dynamics. This model is based on the Reynolds Average Navier-Stokes equations, using a Boussinesq approach, with a standard k − ε turbulence closure to solve the flow field. The thermal model includes a heat source term, which takes into account the short wave radiation and also heat convection at the free surface, which is function of air temperatures, wind velocity and stability conditions of atmospheric boundary layer over the water surface. The governing equations of the model have been solved by OpenFOAM; an open source, freely available CFD toolbox. As its core, OpenFOAM has a set of efficient C++ modules that are used to build solvers. It uses collocated, polyhedral numerics that can be applied on unstructured meshes and can be easily extended to run in parallel. A new solver has been developed to solve the hydrothermal model of lake. The simulated temperature was compared against a 15 days field data set. Simulated and measured temperature profiles in the probe locations show reasonable agreement. The model might be able to compute total heat storage of water bodies to estimate evaporation from water surface.

Software Tools For Large Scale Interactive Hydrodynamic Modeling

Running hydrodynamic models interactively allows both visual exploration and change of model state during simulation. One of the main characteristics of an interactive model is that it should provide immediate feedback to the user, for example respond to changes in model state or view settings. For this reason, such features are usually only available for models with a relatively small number of computational cells, which are used mainly for demonstration and educational purposes. It would be useful if interactive modeling would also work for models typically used in consultancy projects involving large scale simulations. This results in a number of technical challenges related to the combination of the model itself and the visualisation tools (scalability, implementation of an appropriate API for control and access to the internal state). While model parallelisation is increasingly addressed by the environmental modeling community, little effort has been spent on developing a high-performance interactive environment. What can we learn from other high-end visualisation domains such as 3D animation, gaming, virtual globes (Autodesk 3ds Max, Second Life, Google Earth) that also focus on efficient interaction with 3D environments? In these domains high efficiency is usually achieved by the use of computer graphics algorithms such as surface simplification depending on current view, distance to objects, and efficient caching of the aggregated representation of object meshes. We investigate how these algorithms can be re-used in the context of interactive hydrodynamic modeling without significant changes to the model code and allowing model operation on both multi-core CPU personal computers and high-performance computer clusters.

Um estudo de percolação em barragens de terra, em regimes permanente e transiente, com a aplicação do método de elementos finitos

Este trabalho apresenta um estudo de fluxo de água em barragens de terra, em regimes permanente e transiente, com a utilização do Método de Elementos Finitos. No estudo de fluxo em regime permanente duas formas de abordar o problema são apresentadas e comparadas. A primeira considera, para a discretização da malha de elementos finitos, somente a região saturada, de maneira que a linha freática é obtida através de ajustes desta malha de elementos finitos. A segunda considera toda a região saturada-insaturada, sendo discretizado todo o domínio físico da barragem. A malha de elementos finitos não é modificada ao longo das iterações e a linha freática é obtida por interpolação dentro dos elementos, em função dos valores nodais do potencial de pressões. O desenvolvimento teórico das equações utilizadas para as duas formas de abardagem é apresentado, mostrando onde elas diferem entre si. No estudo de fluxo em regime transiente é utilizado apenas o esquema de malha fixa de elementos finitos.

Análise de barragens de gravidade de concreto considerando a fase construtiva e a interação dinâmica barragem-reservatório-fundação

o objetivo deste trabalho é a análise de barragens de gravidade de concreto desde a faseda sua construção até sua completa entrada em serviço. Inicialmente é feita a análise da fase construtiva, onde o problema fundamental é devido às tensões térmicas decorrentes do calor de hidratação. O método dos elementos finitos é empregado para a solução dos problemasde transferência de calor e de tensões. A influência da construção em camadas é introduzidaatravés da redefinição da malha de elementos finitos, logo após o lançamento de cadacamada de concreto. Uma atenção especial é dada ao problema de fissuração em estruturas de concreto simples.Algunsmodelos usuais são apresentados, discutindo-se a eficiência dos mesmos. Os modelosde fissuração distribuída têm sido preferidos, em virtude dos vários inconvenientes apresentados pelas formulações discretas. Esses modelos, entretanto, fornecem resultados dependentesda malha de elementos finitos e alguma consideração adicional deve ser feita para corrigiressas distorções. Normalmente, tenta-se corrigir esse problema através da adoção de umaresistênciaà tração minorada que é definida em função da energia de fratura do material. Neste trabalho, é demonstrado que esse procedimento não é satisfatório e é proposta uma novaformulaçãopara a análise de grandes estruturas de concreto. A análise das tensões na etapa de construção da barragem é feita com o emprego de um modelo constitutivo viscoelástico com envelhecimento para o concreto. Em virtude do envelhecimento,a matriz de rigidez da estrutura é variável no tempo, devendo ser redefinida e triangularizadaem cada instante. Isto leva a um grande esforço computacional, sobretudo, quandoa barragem é construída em muitas camadas. Para evitar esse inconveniente, adota-se um procedimento iterativo que permite que a matriz de rigidez seja redefinida em poucas idadesde referência. Numa segunda etapa da análise, a barragem é submetida à pressão hidrostática e a uma excitação sísmica. A análise dinâmica é realizada considerando-se o movimento do sistema acoplado barragem-reservatório-fundação. O sismo é considerado um processo estocásticonão estacionário e a segurança da estrutura é determinada em relação aos principais modos de falha

Tratamento de perfurações radiculares com pasta de hidróxido de cálcio e iodofórmio : influência da aplicação de curativo à base de corticóides; estudo histológico em dentes de cão

Esta pesquisa teve como proposta avaliar histopatologicamente,os efeitos do tratamento de perfurações radiculares, empregando medicamentos à base de corticóide e antibiótico como curativo, seu posterior preenchimento com uma pasta aquosa de hidróxido de cálcio e iodofórmio e, também, a utilização dessa pasta durante todo o período experimental. Para tanto, foram utilizados os segundos e terceiros pré-molares superiores e os terceiros e quartos inferiores de 6 cães adultos jovens. Nestes dentes, sob isolamento absoluto do campo operatório com dique de borracha, efetuou-se a obturação dos canais radiculares, e após a limpeza da câmara pulpar, procedeu-se a perfuração radicular na raiz mesial para a região interradicular e lateralmente disposta à furca. Como curativo foram utilizados o Rifocort e o Otosporin, que permaneciam por 7 dias no trajeto perfurado e em contato com os tecidos periodontais da região. Passado esse período, o curativo era substituído por uma pasta aquosa de hidróxido de cálcio e iodofórmio e todos os dentes eram radiografados antes e depois da substituição do material. Decorridos 90 dias, os animais foram sacrificados por meio de perfusão e as peças removidas, radiografadas e preparadas para se obter cortes histológicos, os quais foram corados pela hematoxilina e eosina e pelo tricrômico de Masson. Pelos resultados obtidos neste trabalho, é válido concluir que: a) as perfurações seladas imediatamente com a pasta aquosa de hidróxido de cálcio e iodofórmio apresentaram melhores resultados no exame histológico, onde ficaram evidenciadas menor quantidade do processo inflamatório e maior hiper-plasia de cemento; b) não houve diferença significante entre as perfurações tratadas com os medicamentos Rifocort e Otosporin; c) os dentes cujas perfurações permaneceram sem nenhum tratamento durante 7 dias, exibiram uma resposta menos favorável e sem evidência de reparação na área perfurada; d) as imagens radiográficas, no que se refere á extensão de destruição do tecido ósseo alveolar, foram compatfveis com os quadros histológicos, não havendo evidências, porém, da neoformação do tecido cementário.

Regime de partilha de produção brasileiro: uma abordagem de teoria de leilões

Neste trabalho, abordamos o regime de partilha de produção para exploração de petróleo, instituído no Brasil pela Lei Nº 12.351, sob a ótica da teoria de leilões. O problema é relacionado com alguns artigos de leilões de valor comum, leilões de partilha e leilões com informação assimétrica. Por fim, fazemos alguns exercícios numéricos com o objetivo de aproximar a relação dos modelos estudados com o regime de partilha de produção brasileiro.

Responsabilidade social corporativa : a memória do Programa de Reassentamento dos Atingidos pela Barragem da Usina Hidrelétrica Luiz Gonzaga (ex-Itaparica)

No Brasil, água e energia têm uma forte e histórica nterdependência, de forma que a contribuição da energia hidráulica ao desenvolvimento econômico do País tem sido expressiva, seja no atendimento às diversas demandas da economia, ou da própria sociedade, melhorando o conforto das habitações e a qualidade de vida das pessoas. Também desempenha papel importante na integração e desenvolvimento de regiões distantes dos grandes centros urbanos e industriais. A década de 70 registrou um crescimento elevado da demanda por energia elétrica no Brasil; reflexo de políticas desenvolvimentistas de governos anteriores que promoveram o crescimento industrial do País atraindo e criando indústrias de uso alto intensivo da letricidade. No caso da região Nordeste, o crescimento econômico trouxe consigo o risco de um grave racionamento de energia. Para eliminar tal risco, o Estado por intermédio do Sistema Eletrobras realizou a construção de grandes usinas hidrelétricas interligando-as ao sistema nacional. Não há como negar que esta solução provocou um grande benefício para grande parte da população brasileira, mas trouxe, para uma parcela do povo brasileiro, um custo social bastante elevado. Essas pessoas ficaram então conhecidas como os “atingidos por barragens”. Para eles, a construção das barragens de usinas como Itaipu, Tucuruí, Sobradinho e Itaparica significou o deslocamento compulsório dos locais aonde viviam e tinham suas tradições e referência culturais e afetivas. Esta pesquisa objetiva resgatar a memória deste período de grandes obras, promessas de desenvolvimento e marcas deixadas em milhares de famílias brasileiras. O estudo em questão é também uma tentativa de mostrar como o Programa de Reassentamento de Itaparica, projeto conduzido pela Companhia Hidro Elétrica do São Francisco – CHESF foi o marco de uma nova dinâmica para tratamento das questões sociais envolvendo a reparação de danos causados aos atingidos por barragens e se constitui talvez, no primeiro caso de Responsabilidade Social Corporativa do setor elétrico brasileiro.

Uma análise histórico-comparativa dos modelos de financiamento dos empreendimentos hidrelétricos de Xingó e Santo Antônio

O objetivo deste estudo histórico-comparativo é verificar a apropriação pelo setor elétrico, mais especificamente no segmento de geração de energia elétrica, das inovações financeiras disponibilizadas para o financiamento de empresas, difundidas a partir da década de 80, mediante levantamento da legislação balizadora da atuação das concessionárias do setor e conectá-las à forma utilizada de seu financiamento na expansão da geração hidrelétrica. Para isso, utiliza-se da comparação das Usinas Hidrelétricas de Xingó e Santo Antônio, de porte equivalentes, concedidas para a exploração hidráulica em períodos distintos e separadas por um período de alteração de modelo regulatório, compreendido entre 1988 e 2004. A análise e comparação das características das usinas consideradas relevantes para o estudo: empreendimento, sociedade, remuneração, forma e fontes de financiamento, permitiram identificar as distinções nessas características e suas vinculações com a regulamentação setorial e diretrizes da forma de gestão adotada pelo estado em cada período, além do alinhamento societário para a utilização das inovações financeiras na captação de recursos destinados aos investimentos de geração do setor.

Share bidding auctions, sliding scale royalty rates and the new brazilian regulatory framework for the pre-salt areas

O governo brasileiro recentemente aprovou uma legislação instituindo um novo marco regulatório para as reservas petrolíferas do pré-sal. Segundo as novas regras, estas áreas deverão ser licitadas mediante um leilão de partilha de lucro. Motivado por esta mudança, apresentamos um modelo de leilão de partilha sob afiliação, demonstrando a existência de um equilíbrio monótono em estratégias puras e caracterizando a solução. Alem disso, provamos que este mecanismo gera receita esperada maior ou igual a um leilão de primeiro preço usual. Em seguida, introduzimos no modelo uma função representando taxas de royalties que dependem do valor do objeto. Este instrumento permite uma elevação na receita esperada de ambos os modelos, fazendo com que a diferença entre eles encolha. Finalmente, analisando o novo marco regulatório sob o ponto de vista dos resultados obtidos, concluímos que o antigo modelo de concessão utilizado pelo governo brasileiro é mais adequado e lucrativo.

A avaliação ambiental estratégica no contexto brasileiro : efetividade e desafios jurídico-institucionais

Este trabalho tem por objetivo estudar o instrumento denominado Avaliação Ambiental Estratégica (AAE) aplicado ao contexto brasileiro, para descobrir (1) se a AAE pode ser efetiva no sentido de influenciar de fato a tomada de decisão e alterar a cultura governamental em relação ao meio ambiente; (2) quais fatores podem influenciar a efetividade; e (3) de que forma a dimensão jurídico-institucional pode influenciar a efetividade. Para tanto, este trabalho fará, em primeiro lugar, um referencial teórico sobre a AAE e sua efetividade, adotando a premissa de que efetividade, para os efeitos deste trabalho, é o mesmo que “a influência real da AAE no processo de tomada de decisão e a alteração da visão governamental a respeito do meio ambiente” – o que pode por consequência promover o desenvolvimento sustentável. Esta primeira parte também apresentará as vantagens, obstáculos e boas práticas da AAE de acordo com a literatura, e brevemente descreverá a institucionalização da AAE no Brasil e na Holanda (como um exemplo de caso bem sucedido). Na segunda parte, será apresentado um estudo de caso da AAE feita para o Programa de Geração Hidrelétrica de Minas Gerais (PGHMG), a fim de verificar sua efetividade e quais fatores tiveram influência sobre ela. O terceiro tópico então extrairá lições do caso PGHMG, especialmente considerando a dimensão jurídico-institucional da AAE, e como ela pode influenciar sua efetividade. A questão a ser respondida, nesta terceira parte do trabalho, é se uma norma aberta que dá ampla oportunidade para o governo decidir se, quando e como implementar a AAE (como no caso PGHMG) é a regra ideal no contexto brasileiro. A hipótese deste trabalho é de que a AAE tem a potencialidade de ser efetivamente utilizada no processo de tomada de decisão governamental brasileiro e alterar a visão governamental a respeito do meio ambiente, possuindo o condão de promover o desenvolvimento sustentável, apesar de ter de superar obstáculos consideráveis relacionados a questões políticas e institucionais; para ser implementada em escala nacional, ainda segundo a nossa hipótese, é necessário desenvolver normas mais restritivas em relação à discricionariedade administrativa, de forma a criar um procedimento de AAE obrigatório pelo governo.

Discursos de desenvolvimento no Supremo Federal : a participação indígena na autorização parlamentar para o aproveitamento hidrelétrico Belo Monte

Nesta pesquisa estudamos o caso Belo Monte – entendido como a disputa judicial sobre o Aproveitamento Hidrelétrico Belo Monte, travada no Supremo Tribunal Federal –, para saber se existe uma relação entre os discursos de desenvolvimento mobilizados pelas partes litigantes e pelo STF e a interpretação dada por esses atores para o parágrafo 3º do artigo 231 da Constituição Federal de 1988. Partimos da seguinte hipótese: interpretações que restringem os direitos de participação política dos povos e comunidades indígenas e que impõem poucas condições para o exercício da discricionariedade dos Poderes da União são acompanhadas por discursos preocupados com o desenvolvimento econômico; interpretações que reconhecem amplo direito de participação política para povos e comunidades indígenas e que impõem maiores condições para o exercício da discricionariedade dos Poderes da União não são acompanhados por discursos de desenvolvimento. Confirmando parcialmente nossa hipótese, chegamos à seguinte conclusão: em primeiro lugar, parece existir uma tendência para que, quando mobilizados discursos de desenvolvimento, a interpretação dada ao parágrafo 3º do artigo 231 da Constituição Federal imponha menos condições para o exercício da discricionariedade dos Poderes da União e reduza, ou desconsidere, os direitos de participação política dos povos e comunidades indígenas; por outro lado, alguns discursos de desenvolvimento foram mobilizados num sentido aposto, e serviram tanto para afirmar os direitos políticos de povos e comunidades indígenas, quanto para impor mais condições para o exercício da discricionariedade dos Poderes da União.

Entry on the Brazilian renewable power market: a case study

Conferências internacionais sobre o clima, bem como crescente conscientização sobre as questões de sustentabilidade lançaram luz sobre o papel fundamental que as energias renováveis poderiam desempenhar na transição energética. Ao contrário de combustíveis fósseis, elas podem ser regeneradas em um curto período de tempo e, por conseguinte, espera-se que sejam uma parte da solução para reduzir o aquecimento global. O Brasil sempre teve um forte setor hidrelétrico, mas agora está na vanguarda em relação a todas as outras fontes de energias alternativas, como energia eólica, biomassa o energia solar. Estas indústrias são uma promessa para um futuro próspero, graças ao potencial natural do país, bem como uma legislação de apoio, e estão atraindo muitas empresas locais e internacionais. Este estudo tem como objetivo preencher uma lacuna na literatura analisando o exemplo de uma empresa estrangeira que entra no mercado da energia renovável no Brasil. Baseando-se na literatura como um fundo conceptual, um único estudo de caso têm sido realizados para delinear todos os aspectos do processo de entrada. Neste desenvolvimento, relações causais entre as orientações estratégicas e a evolução do negócio foram identificadas. Esta pesquisa traz uma contribuição para as discussões acadêmicas sobre as dinâmicas de entrada no setor de energia renovável através de evidências do mercado brasileiro.