Modelagem e simulação de reator de cultivo de microalgas tipo \"open pond\".

Mudança climática é um processo global, real e inequívoco. Para sua mitigação, a substituição de combustíveis fósseis por energias renováveis está sendo cada vez mais empregada. Devido à rápida velocidade de crescimento das microalgas, seu cultivo é visto como uma das alternativas mais promissoras para a produção de biocombustíveis. No presente trabalho, foi elaborado um modelo matemático fenomenológico que descreve o crescimento da microalga Chlorella vulgaris. Este modelo foi validado através de experimentos realizados em um reator piloto com capacidade de 1000 L tipo \"open pond\" (reator de raias) aberto ao ambiente, em condições não-axênicas. A variação de concentração devida à evaporação e/ou adição de água foi levada em conta no modelo. O modelo matemático desenvolvido, contendo dois parâmetros ajustáveis, descreve a variação da concentração de biomassa em função do tempo sob condições variáveis de luminosidade e temperatura. Os parâmetros ajustáveis são q (constante para conversão de intensidade luminosa em crescimento fotossintético, em klux-1 min-1) e Imax (limite máximo de intensidade luminosa, em klux). Previamente ao projeto do reator, foram realizados experimentos em reator de laboratório (utilizando a metodologia Taguchi) com o objetivo de determinar quais os fatores mais críticos para o crescimento da espécie de microalga selecionada e que, por isso, deveriam ser controlados com maior precisão. Além disso, foi analisada teoricamente a relevância da consideração do transporte de massa de CO2 no processo. Como este transporte é muito mais lento, a resistência controladora do processo é o crescimento fotossintético. Após a construção do reator piloto, foram realizados dois experimentos preliminares (os quais serviram para aperfeiçoar o aparato e o procedimento experimental) e três experimentos definitivos, registrando-se dados ambientais (temperatura, intensidade luminosa e pH) e de concentração ao longo do tempo. Utilizando os dados de temperatura e luminosidade em função do tempo como entrada, os parâmetros q e Imax otimizados foram ajustados às curvas de concentração versus tempo de cada experimento. Para tal foram desenvolvidos programas de integração de equações diferenciais e de otimização escritos em ambiente Scilab®. Verificou-se que, apesar da variabilidade devida às condições ambientais dos experimentos, obteve-se boa aderência dos dados simulados aos experimentais. Uma análise estatística dos parâmetros q e Imax calculados em cada experimento forneceu coeficientes de variação para estes parâmetros de 17 % e 5 %, respectivamente. Concluiu-se, portanto, que o modelo matemático desenvolvido neste trabalho pode ser empregado para prever o desempenho de um reator de raias em condições ambientais variáveis, bastando para isto o ajuste de dois parâmetros.

Quantificação de biomassa e carbono da parte aérea em uma área de Mata Atlântica, na Serra da Cantareira, São Paulo

A atividade humana tem contribuído com as emissões de gases de efeito estufa (GEE) associadas, principalmente, com queima de combustíveis fósseis e mudanças no uso da terra. Assim, se faz necessário que sejam adotadas medidas visando o retardamento dos efeitos das mudanças climáticas. As florestas exercem papel essencial no balanço de carbono principalmente por funcionarem como sumidouros de CO2. Por outro lado, se desmatadas, promovem emissões e liberam parte do carbono estocado. A quantidade de biomassa florestal e o teor de carbono podem variar em função do tipo florestal, bem como de sua localização. Entretanto, fator importante diz respeito à confiabilidade dos dados mensurados neste tipo de pesquisa. A biomassa e o carbono da parte aérea podem ser determinados via método destrutivo, ou estimados via método não destrutivo. A construção do Rodoanel Mário Covas trecho norte e a supressão de uma área de Mata Atlântica possibilitou a realização de estudo de biomassa da parte aérea via método destrutivo. O objetivo deste trabalho foi estudar o tamanho e forma de parcelas, a intensidade amostral, quantificar a biomassa e o carbono na parte aérea, comparar métodos destrutivos e não destrutivos para a quantificação de biomassa e carbono na parte aérea, estudar a variação da densidade básica da madeira das espécies nas diferentes classes de DAP e grupos sucessionais e comparar as medidas de altura total e DAP obtidas a campo no inventário com as medidas coletadas após o corte. O tamanho mais conveniente de parcela foi 400 m 2, com forma retangular e dimensão de 10 x 40 m. A intensidade amostral variou entre 39 e 75 unidades amostrais. A biomassa da parte aérea obtida, via método destrutivo, foi de 188,3 Mg ha-1 e o carbono, 85,1 Mg ha-1. A biomassa estimada por equações alométricas da literatura foi subestimada, quando comparada ao valor real, obtido via método destrutivo. As menores classes de DAP apresentaram as maiores densidades básicas da madeira. A densidade básica foi 0,488 g cm-3 na média das espécies. A porcentagem de carbono contida nos troncos e galhos não diferiu entre as classes de DAP. O teor de carbono foi 45,41%, na média dos troncos e galhos. Espécies pioneiras acumularam maior quantidade de biomassa e carbono nos galhos e apresentaram maior densidade básica que as não pioneiras. A utilização dos dados coletados na fase de inventário e após o corte não afetaram os valores de biomassa estimados.

O clima de Trás-os-Montes: características, curiosidades e evolução

Portugal é um país onde domina o clima com caraterísticas Mediterrânicas, mas com várias províncias climáticas. A latitude, proximidade do mar e o relevo são fatores responsáveis por grande parte das diferenças climáticas encontradas. No sentido de procurar encontrar possíveis alterações climáticas utilizaram-se registos de Normais Climáticas, comparando-se os valores, na tentativa de encontrar possíveis mudanças registadas.

Estimativas, variabilidade e análise de tendência da evapotranspiração de referência em perímetros irrigados, no semiárido do nordeste brasileiro

The variability / climate change has generated great concern worldwide, is one of the major issues as global warming, which can is affecting the availability of water resources in irrigated perimeters. In the semiarid region of Northeastern Brazil it is known that there is a predominance of drought, but it is not enough known about trends in climate series of joint water loss by evaporation and transpiration (evapotranspiration). Therefore, this study aimed to analyze whether there is increase and / or decrease evidence in the regime of reference evapotranspiration (ETo), for the monthly, annual and interdecadal scales in irrigated polo towns of Juazeiro, BA (9 ° 24'S, 40 ° 26'W and 375,5m) and Petrolina, PE (09 ° 09'S, 40 ° 22'W and 376m), which is the main analysis objective. The daily meteorological data were provided by EMBRAPA Semiárido for the period from 01.01.1976 to 31.12.2014, estimated the daily ETo using the standard method of Penman-Monteith (EToPM) parameterized by Smith (1991). Other methods of more simplified estimatives were calculated and compared to EToPM, as the ones following: Solar Radiation (EToRS), Linacre (EToL), Hargreaves and Samani (EToHS) and the method of Class A pan (EToTCA). The main statistical analysis were non-parametric tests of homogeneity (Run), trend (Mann-kendall), magnitude of the trend (Sen) and early trend detection (Mann-Whitney). The statistical significance adopted was 5 and / or 1%. The Analysis of Variance - ANOVA was used to detect if there is a significant difference in mean interdecadal mean. For comparison between the methods of ETo, it were used the correlation test (r), the Student t test and Tukey levels of 5% significance. Finally, statistics Willmott et al. (1985) statistics was used to evaluate the concordance index and performance of simplified methods compared to the standard method. It obtained as main results that there was a decrease in the time series of EToPM in irrigated areas of Juazeiro, BA and Petrolina, PE, significant respectively at 1 and 5%, with an annual magnitude of -14.5 mm (Juazeiro) and -7.7 mm (Petrolina) and early trend in 1996. The methods which had better for better agreement with EToPM were EToRS with very good performance, in both locations, followed by the method of EToL with good performance (Juazeiro) and median (Petrolina). EToHS had the worst performance (bad) for both locations. It is suggested that this decrease of EToPM can be associated with the increase in irrigated agricultural areas and the construction of Sobradinho lake upstream of the perimeters.

Do reconhecimento à efetividade do direito fundamental à água: diálogos entre Nicarágua e Brasil

La humanidad está en un periodo de transición paradigmática, donde aún no existe acuerdo sobre en cual periodo nos encuadramos, sí modernidad o posmodernidad, pero el debate de ahí surgido se revela útil y transversal a los dilemas que enfrenta hoy la sociedad. Uno de esos dilemas tiene que ver con el reconocimiento del agua como derecho fundamental, ciertamente la era de la información ha permitido avanzar en armar el rompecabezas de la crisis hídrica mundial y sus riesgos, lo que ha develado una realidad importante, el acceso al agua tanto en naciones económicamente desarrolladas como en las menos desarrolladas constituye aun una aspiración, son varias las causas de esto, siendo una de las más comunes la atribuida al cambio climático, sin embargo, al profundizar en la materia surgen otras causas como la falta de voluntad política a nivel nacional, los intereses económicos que dan al agua tratamiento de mercancía y a nivel internacional la existencia de luces y sombras en el campo de los derechos humanos, estas constituyen las piezas del mencionado rompecabezas, aun por armar. Mientras tanto el Derecho tiene aquí un desafío de significativa importancia, adaptarse a fin de responder adecuadamente a las nuevas realidades: riesgos de diversas índoles. Esta investigación tiene como objetivo defender la existencia del derecho fundamental al agua en el ordenamiento jurídico brasileño y nicaragüense, comparando instrumentos que puedan asegurar su efectividad. Para la realización de este trabajo se utilizó un abordaje inductivo-comparativo, fuentes bibliográficas brasileñas, nicaragüenses y de países con experiencias relevantes para la comprensión del problema y que pudieran aportar propuestas de cara al reconocimiento y efectivación del derecho fundamental al agua. Este trabajo encontró que existen ambigüedades importantes en el campo del Derecho Humano al Agua motivadas por el trabajo de agencias que defienden el derecho pero a la vez establecen coordinaciones y normativas con quienes impulsan su privatización, fue posible presentar elementos que apoyan la fundamentalidad del derecho al agua desde un punto de vista material y de vinculación con otros derechos fundamentales, pero preocupa en el caso de Brasil y Nicaragua el poco avance jurisprudencial de cara al reconocimiento y finalmente la atribución de la crisis hídrica en muchos casos a la incertidumbre climática, cuando uno de los principales desafíos se encuentra en la explotación comercial del agua.

Avaliação da temperatura média prevista pelos modelos climáticos globais no sudeste do Brasil.

Os modelos climáticos globais são considerados a melhor ferramenta para gerar cenários prováveis de alterações climáticas futuras, apesar das incertezas. As projeções são diferentes para cada região e variam ao longo das estações do ano. O objetivo deste trabalho foi avaliar a similaridade entre projeções dos modelos climáticos globais do IPCC-AR4 para temperatura média na região Sudeste do Brasil, no período de 2071 a 2100, cenário A2. Para tanto, foram realizadas análise de componentes principais e análise de agrupamento hierárquico para agrupar os modelos de comportamentos semelhantes. Adotando-se quatro grupos de modelos, os valores médios de temperatura variaram de 23,7°C a 25,4°C.

Método de elaboração de mapas dos cenários climáticos futuros para o Brasil.

Human activities are altering greenhouse gas concentrations in the atmosphere and causing global climate change. The issue of impacts of human-induced climate change has become increasingly important in recent years. The objective of this work was to develop a database of climate information of the future scenarios using a Geographic Information System (GIS) tools. Future scenarios focused on the decades of the 2020?s, 2050?s, and 2080?s (scenarios A2 and B2) were obtained from the General Circulation Models (GCM) available on Data Distribution Centre from the Third Assessment Report (TAR) of Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). The TAR is compounded by six GCM with different spatial resolutions (ECHAM4:2.8125×2.8125º, HadCM3: 3.75×2.5º, CGCM2: 3.75×3.75º, CSIROMk2b: 5.625×3.214º, and CCSR/NIES: 5.625×5.625º). The mean monthly of the climate variables was obtained by the average from the available models using the GIS spatial analysis tools (arithmetic operation). Maps of mean monthly variables of mean temperature, minimum temperature, maximum temperature, rainfall, relative humidity, and solar radiation were elaborated adopting the spatial resolution of 0.5° X 0.5° latitude and longitude. The method of elaborating maps using GIS tools allowed to evaluate the spatial and distribution of future climate assessments. Nowadays, this database is being used in studies of impacts of climate change on plant disease of Embrapa projects.

Metodologia para padronizar informações climáticas dos cenários futuros no banco de dados geográfico do projeto CLIMAPEST.

Estudos sobre os impactos das mudanças climáticas globais são importantes para atenuar seus possíveis impactos negativos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver metodologia para padronizar as informações fornecidas pelos modelos climáticos globais do Quarto Relatório do IPCC (Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas), utilizando métodos de interpolação de dados a fim de que os planos de informação no banco de dados do SIG possuam as mesmas características de resolução espacial e limites geográficos.

Impacto das mudanças climáticas globais sobre a distribuição espacial de doenças de plantas.

As interações entre as culturas e os fitopatógenos poderão ser alteradas em decorrência das mudanças climáticas. A alteração da distribuição espacial e temporal das culturas e fitopatógenos poderá reduzir, aumentar ou não ter efeito sobre as doenças nos cenários climáticos futuros. O presente trabalho teve como objetivo analisar trabalhos de distribuição espacial e temporal de algumas doenças de plantas nas culturas do milho e da bananeira, nos cenários atual e futuros.

Vulnerabilities, impacts and adaptations to climate change in the agricultural sector and agricultural soils.

2009

Impacts of climate change and species distribution modelling: future scenarios to endangered species in South Brazil.

Earth climate has changed significantly in the last century and the different models indicate that it will continue to change over the next decades, even if the emission of greenhouse gases stop immediately. These changes have impact on different plant populations, as well as in the actual distribution of several species. As plants, in general, have a smaller capacity of dispersion compared with the animals it is likely that they will suffer the impacts of the climate change more intensively.

Climate change and irrigation water requirement at Jaguaribe river basin, semi-arid northeast of Brazil.

Summary: Climate change has a potential to impact rainfall, temperature and air humidity, which have relation to plant evapotranspiration and crop water requirement. The purpose of this research is to assess climate change impacts on irrigation water demand, based on future scenarios derived from the PRECIS (Providing Regional Climates for Impacts Studies), using boundary conditions of the HadCM3 submitted to a dynamic downscaling nested to the Hadley Centre regional circulation model HadRM3P. Monthly time series for average temperature and rainfall were generated for 1961-90 (baseline) and the future (2040). The reference evapotranspiration was estimated using monthly average temperature. Projected climate change impact on irrigation water demand demonstrated to be a result of evapotranspiration and rainfall trend. Impacts were mapped over the target region by using geostatistical methods. An increase of the average crop water needs was estimated to be 18.7% and 22.2% higher for 2040 A2 and B2 scenarios, respectively. Objective ? To analyze the climate change impacts on irrigation water requirements, using downscaling techniques of a climate change model, at the river basin scale. Method: The study area was delimited between 4º39?30? and 5º40?00? South and 37º35?30? and 38º27?00? West. The crop pattern in the target area was characterized, regarding type of irrigated crops, respective areas and cropping schedules, as well as the area and type of irrigation systems adopted. The PRECIS (Providing Regional Climates for Impacts Studies) system (Jones et al., 2004) was used for generating climate predictions for the target area, using the boundary conditions of the Hadley Centre model HadCM3 (Johns et al., 2003). The considered time scale of interest for climate change impacts evaluation was the year of 2040, representing the period of 2025 to 2055. The output data from the climate model was interpolated, considering latitude/longitude, by applying ordinary kriging tools available at a Geographic Information System, in order to produce thematic maps.

Climate seasonality limits leaf carbon assimilation and wood productivity in tropical forests.

The seasonal climate drivers of the carbon cy- cle in tropical forests remain poorly known, although these forests account for more carbon assimilation and storage than any other terrestrial ecosystem. Based on a unique combina- tion of seasonal pan-tropical data sets from 89 experimental sites (68 include aboveground wood productivity measure- ments and 35 litter productivity measurements), their asso- ciated canopy photosynthetic capacity (enhanced vegetation index, EVI) and climate, we ask how carbon assimilation and aboveground allocation are related to climate seasonal- ity in tropical forests and how they interact in the seasonal carbon cycle. We found that canopy photosynthetic capacity seasonality responds positively to precipitation when rain- fall is < 2000 mm yr-1 (water-limited forests) and to radia- tion otherwise (light-limited forests). On the other hand, in- dependent of climate limitations, wood productivity and lit- terfall are driven by seasonal variation in precipitation and evapotranspiration, respectively. Consequently, light-limited forests present an asynchronism between canopy photosyn- thetic capacity and wood productivity. First-order control by precipitation likely indicates a decrease in tropical forest pro- ductivity in a drier climate in water-limited forest, and in cur- rent light-limited forest with future rainfall < 2000 mm yr-1.

The impact of climate change on the brazilian agriculture: a ricardian study at microregion level.

We use at microregion level from the Brazilian Census years 1975, 1985, 1995 and 2006 to assess the impact of climate change on Brazilian agriculture using a Ricardian model. We estimate the Ricardian model using repeated cross sections for each Census Year, a pooled model and a twostage model based on Hsiao 2003. Results show that a marginal increase of temperature is harmful for agriculture in all regions of Brazil, with the exception of the South. The most negative impacts are felt in the North and in the North-East. There is mixed evidence on the effect of a marginal impact of precipitation. Additional rainfall is beneficial in South, South-East and in the Center-West. It is harmful in other regions. Impact estimates with three GCM scenarios generated using the A2 SRES emission scenario show that climate change is expected to be generally harmful in 2060. In 2100 only the climate change scenario generated by the Hadley HADCM3 model predicts negative impacts; the MIMR model predicts that climate change will not significantly affect land values while the NCPCM model predicts significant beneficial effects using the Hsiao model and nonsignificant beneficial effects using the pooled model. Among Brazilian regions, only the South and some cases the South-East are expected to benefit from climate change.

Aquifero Guarani no contexto das mudanças climáticas globais.

As alterações ambientais, sobretudo aquelas relacionadas às alterações do clima do Planeta, têm adquirido relevância nos últimos anos, uma vez, que afetam sensivelmente e, de forma negativa, a vida de todos os seres vivos. Em relação aos recursos hídricos, as adversidades climáticas interferem também de forma dramática, pois alteram o ciclo hidrológico e, por consequência, todo o regime pulviométrico de determinada região. Essas alterações terminam por interferir em todo o processo de recarga dos mananciais, sejam eles superficiais ou subterrâneos. Conhecer as possibilidades futuras de alterações desses processos de recarga por meio de cenários, auxilia na adoção de medidas preventivas em relação a situações críticas ou de calamidade para as gerações críticas ou de calamidade para as gerações vindouras, quanto à disponibilidade de água.