Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism (MUSIASEM): an outline of rationale and theory

This paper presents an outline of rationale and theory of the MuSIASEM scheme (Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism). First, three points of the rationale behind our MuSIASEM scheme are discussed: (i) endosomatic and exosomatic metabolism in relation to Georgescu-Roegen’s flow-fund scheme; (2) the bioeconomic analogy of hypercycle and dissipative parts in ecosystems; (3) the dramatic reallocation of human time and land use patterns in various sectors of modern economy. Next, a flow-fund representation of the MUSIASEM scheme on three levels (the whole national level, the paid work sectors level, and the agricultural sector level) is illustrated to look at the structure of the human economy in relation to two primary factors: (i) human time - a fund; and (ii) exosomatic energy - a flow. The three levels representation uses extensive and intensive variables simultaneously. Key conceptual tools of the MuSIASEM scheme - mosaic effects and impredicative loop analysis - are explained using the three level flow-fund representation. Finally, we claim that the MuSIASEM scheme can be seen as a multi-purpose grammar useful to deal with sustainability issues.

An application of MSIASM to Chinese exosomatic energy metabolism

The methodology of Multi-Scale Integrated The methodology of Multi-Scale Integrated Analysis of Societal Metabolism (MSIASM) is applied to analyze the Chinese economy. This paper presents four tasks: (i) identifying a set of benchmarks that makes it possible to compare various characteristics of the Chinese economy with those of other country groups and the world (level) average; (ii) explaining the differences over the selected set of benchmarks, by looking at the characteristics of the various sub-sectors of the Chinese economy; (iii) understanding existing trends and future feasible future development paths for China by studying the existence of reciprocal constraints between the whole economy and its sub-sectors; and (iv) examining plausible future scenarios of development.

Different trajectories of exosomatic energy metabolism for Brazil, Chile and Venezuela: using the MSIASM approach

Economic development goes hand in hand with an increase in the consumption of natural resources. Some analysts use material flows to describe such relationship [Eurostat 2001, Weisz et al., 2006], or exergy [Ayres et al., 2003]. Instead this paper will use a characterisation of the exosomatic energy metabolism based on expected benchmark values to describe possible constraints to economic development posed by available human time and energy. The aim of the paper is to identify types of exosomatic energy metabolism of different societies to interpret its consequences for economic development. This is done with the application of the accounting methodology called Multi-Scale Integrated Analysis of Societal Metabolism (MSIASM) to the particular case of energy metabolism for the analysis of the economies of Brazil, Chile and Venezuela.

Rosca participation in Benin: a commitment issue

In the light of first-hand data from a Beninese urban household survey in Cotonou, we investigate several motives aiming to explain participation in Rotating Savings and Credit Associations. We provide anecdotal pieces of evidence, descriptive statistics, FIML regressions and matching estimates which tend to indicate that most individuals use their participation in a rosca as a device to commit themselves to save money and to deal with self-control problems.

L'energia solar fotovoltaica com una alternativa en els espais urbans

Estudi realitzat per avaluar la possibilitat i viabilitat d’instal·lació de panells solar fotovoltaics als terrats de les comunitats de veïns del Districte de l’Eixample de Barcelona. La seva finalitat és conscienciar a la població sobre la problemàtica actual del canvi climàtic fent ús de la ciutat com a element clau per a fomentar l’estalvi de consum energètic i la reducció d’emissions de diòxid de carboni (CO2). Els resultats obtinguts ens donen un valor aproximat de la superfície i potència necessària pels habitants de la ciutat de Barcelona i Catalunya, per tal de cobrir el seu consum d’electricitat d’ús domèstic amb energia solar fotovoltaica, així com una comparativa amb els resultats obtinguts en el Districte de l’Eixample en les dimensions: socio-econòmica, mediambiental i política.

Why Catalonia will see its energy metabolism increase in the near future: an application of MuSIASEM

This paper applies the so-called Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism (MuSIASEM) to the economy of the Spanish region of Catalonia. By applying Georgescu-Roegen's fund-flow model, it arrives at the conclusion that within a context of the end of cheap oil, the current development model based on the growth of low productivity sectors such as services and construction must change. The change is needed not only because of the increasing scarcity of affordable energy carriers, or because of the increasing environmental impact that the present development represents, but also because of an ageing population that demands labour productivity gains. This will imply industry requiring more energy consumption per worker in order to increase its productivity, and therefore its competitiveness. Thus, we conclude that energy intensity, and exosomatic energy metabolism of Catalonia will increase dramatically in the near future unless major conservation efforts are implemented in both the household and transport sectors.

Avaluació ambiental de la recollida de residus municipals de Sant Boi de Llobregat

La gestió dels residus municipals ha d’avançar cap a la sostenibilitat per tal de poder fer front al gran volum de residus que es generen actualment i no malmetre el medi ambient. Aquest fet motiva a l’elaboració d’aquest projecte que es centra en l’anàlisi del procés de recollida dels residus municipals. L’estudi realitza en primer lloc una avaluació ambiental de la recollida global i una avaluació ambiental específica de la recollida de la fracció Resta mitjançant el programari SIMUR (desenvolupada per l’Agència d’Ecologia Urbana de Barcelona). Amb aquesta eina de simulació de models de gestió de residus municipal es calcula el balanç de massa, el balanç energètic, el balanç d’emissions i el balanç econòmic del procés de recollida. La metodologia per al desenvolupament de la segona fase del projecte es basa en la realització de treball de camp per al disseny de taules descriptives dels circuits de recollida de la fracció Resta, que permeten comparar-los entre sí i aconseguir l’objectiu d’avaluar l’eficiència dels sistemes de recollida de càrrega lateral i posterior de la fracció. L’assoliment dels objectius permet fer-se una idea de l’estat actual de la recollida dels residus de Sant Boi, identificant-ne els punts forts i febles i plantejant propostes de millora encarades a aconseguir una futura generació i recollida de residus més respectuosa amb l’entorn.

Avaluació de l'aprofitament de biomassa disponible per a la producció d'energia calorífica al Parc Natural de l'Alt Pirineu

En aquest article es resumeixen els resultats més destacats del projecte dut a terme pel grup Projecte Biomassa. Aquest estudi té per objectiu l’avaluació de la viabilitat energètica, econòmica i ambiental de l’aprofitament de la biomassa forestal com a recurs energètic a les forests d’Arestui, Baiasca, Montenartró i Virós situades dins el Parc Natural de l’Alt Pirineu (PNAP). En el projecte s’ha fet una revisió dels Plans d’Ordenació Forestal (POF’s) de les esmentades forests per tal d’adequar-les als requeriments del PNAP i així obtenir resultats sobre el potencial de biomassa sosteniblement extraïble, sobre el seu potencial energètic i plantejar un escenari d’aprofitament a mode de cas pràctic. A més a més, s’han realitzat també un balanç socioeconòmic, un balanç d’emissions de CO2 i una avaluació d’impacte ambiental per tal de determinar la viabilitat de l’ús de biomassa al PNAP com a recurs energètic. Com a resultat final s’ha obtingut que el procés d’aprofitament de la biomassa per a la producció d’energia calorífica esdevé una opció de futur viable i positiva ja que la implantació del nou procés comporta beneficis a nivell social, econòmic i ambiental.

Los recursos naturales en Cataluña: análisis y prospectiva de la evolución de las necesidades

El present treball consisteix en una anàlisis de la situació energètica actual a Catalunya i les seves previsions basades en la Pla Energètic de Catalunya 2006-2015 elaborat pel Institut Català d’Energia. En relació al anàlisis de la situació energètica actual, el projecte engloba des de la perspectiva de la situació energètica global, europea, estatal i nacional de Catalunya. Posteriorment, es realitza una valoració de les necessitats energètiques de Catalunya, s’exposen els objectius i les previsions fins el 2015. Al llarg de tot l’anàlisi del present projecte s’han tingut en consideració el paper de la eficiència energètica i de les energies renovables. Addicionalment, s’estudien i analitzen les politiques i estratègies que pretenen portar a terme les Autoritats de Catalunya per aconseguir les seves previsions. Per últim, es realitza una valoració de les probabilitats d’èxit de les actuacions previstes proposant certes recomanacions.

La revolución energética cubana en la UCLV: ¿un paso en el camino hacia la sostenibilidad?. Parte I: Análisis de los impactos ambientales

La Revolución Energética Cubana (REC) surge de las necesidades de resolver la situación social y económica de Cuba, sumergida en una crisis energética con constantes apagones que limitaban por completo todo desarrollo del país. La REC (2006) se basa en los principios de la autosuficiencia energética, el ahorro y uso racional de la energía, y el incremento de la eficiencia en todos los aspectos. En el presente trabajo se realiza el análisis de la sostenibilidad socio-ambiental de la REC en la Universidad Central Marta Abreu de Las Villas (UCLV), ubicada en Santa Clara (Cuba). La valoración se ha efectuado mediante el análisis de los impactos ambientales y sociales en dos estudios paralelos que se complementan aplicando la técnica de conmensurabilidad débil. El conjunto de los programas de la REC han propiciado mejoras en el suministro eléctrico y en el ahorro energético, disminuyendo en un 44% las emisiones de CO2, a pesar del incremento en la actividad docente y en la flota de equipos. Las medidas adoptadas han incidido en la calidad de la docencia, las condiciones de vida, la concienciación y la participación de la población, dando lugar a un impacto social positivo. De esta manera, el balance global de la REC es positivo ya que ha permitido el desarrollo de la UCLV sin incrementar los impactos ambientales, por lo que se puede considerar un paso en el camino hacia la sostenibilidad socio-ambiental.

La revolución energética cubana en la UCLV: ¿un paso en el camino hacia la sostenibilidad?. Parte II: Análisis de los impactos sociales

La Revolución Energética Cubana (REC) surge de las necesidades de resolver la situación social y económica de Cuba, sumergida en una crisis energética con constantes apagones que limitaban por completo el desarrollo del país. La REC (2006) es un conjunto de medidas basadas en los principios de la autosuficiencia energética, el ahorro y uso racional de la energía, y el incremento de la eficiencia en todos los aspectos. En el presente trabajo se realiza el análisis de la sostenibilidad socio-ambiental de la REC en la Universidad Central Marta Abreu de las Villas (UCLV), ubicada en Santa Clara (Cuba). La valoración se ha efectuado mediante el análisis de los impactos ambientales y sociales en dos estudios paralelos que se complementan aplicando la técnica de conmensurabilidad débil. El conjunto de los programas de la REC han propiciado mejoras en el suministro eléctrico y en el ahorro energético, disminuyendo en un 30% las emisiones de CO2, a pesar del incremento en la actividad docente y en la flota de equipos, en la universidad. Las medidas adoptadas han incidido en la calidad de la docencia, las condiciones de vida, la concienciación y la participación de la población, dando lugar a un impacto social positivo. De esta manera, el balance global de la REC se califica de positivo ya que ha permitido el desarrollo de la UCLV sin incrementar los impactos ambientales, por lo que se puede considerar un paso en el camino hacia la sostenibilidad socio-ambiental.

Autosuficiència energètica en nuclis de muntanya: experiència a Araós

A aquest estudi s’ha analitzat si és viable l’autosuficiència energètica en base a un estudi pilot al nucli d’Araós a partir dels recursos renovables locals. S’ha realitzat un anàlisi del consum energètic del nucli d’Araós i s’ha comparat amb el potencial de producció energètica dels recursos renovables locals, incloent energia provinent de la biomassa forestal dels boscos de què disposa el municipi d’Alins i energia solar. Igualment s’han analitzat les emissions de CO2 derivades del consum energètic del poble. S’ha comprovat així que la mitjana de consum per habitant i any d’Araós supera en 1Tep a la mitjana de Catalunya. El 38% del consum d’Araós però, prové de biomassa forestal local, que compta amb unes emissions de CO2 associades pràcticament nul·les. Finalment s’ha detectat que és possible assolir l’autosuficiència energètica d’Araós, mitjançant diferents estratègies d’implantació d’energies renovables. S’han considerat dues estratègies que cobreixen de 3 a 5 vegades el consum energètic: estratègia individual amb instal·lació d’energia solar en teulada i, calefacció i ACS a partir de calderes de biomassa; estratègia col·lectiva mitjançant una central de biomassa forestal. Ambdues representen beneficis energètics, econòmics i fins un 92% de reducció d’emissions de CO2.

Estudi ambiental del Centre Esportiu Puigverd: energies

Les problemàtiques ambientals actuals són per desgràcia un dels referents de les nostres vides quotidianes, si ens parem a pensar, la majoria d’accions que duem a terme des de que ens llevem fins que anem a dormir poden estar relacionades directa o indirectament amb el consum energètic. Realment formem part d’una societat “energeticodependent” i el problema no és exactament aquest, sinó d’on deriva la energia que utilitzem a diari, quines són les fons de producció d’aquesta energia, quins son els mecanismes receptors d’aquestes energies i quina es la seva eficiència energètica. L’estudi realitzat, ha tingut lloc al centre Puigverd de Castellar del Vallès, un centre esportiu gestionat pel Grup Ubae, a través d’una concessió municipal. En aquest estudi s’analitzen rigorosament els consums energètics del centre, separant els diferents consum d’electricitat i gas i observant les tendències anuals de cada un dels seus components. Un cop realitzat l’inventariat i l’estudi inicial, es va procedir a avaluar les diferents problemàtiques que presentava el centre i van ser classificades com a punts febles, juntament amb les seves oposades, punts forts ja existents. Finalment s’inicià la part final del projecte, que consisteix en un conjunt de propostes de millora per intentar reduir els consums energètics totals i una avaluació final de varies alternatives combinant diferents possibilitats entre les propostes de millora i analitzar les conseqüències econòmiques i ambientals de cadascuna d’elles.

Desconnexió de la xarxa

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. Aquest treball es planteja com un repte la necessitat de connexió a una xarxa de subministrament elèctric i d'aigua. L'objectiu del treball ha estat comprovar si, tan tècnicament com econòmica, es pot aconseguir l'autosuficiència d'una casa de muntanya del Vallès Oriental tot aprofitant els recursos que ens ofereix el medi, però sense haver de renunciar al nivell de vida al qual ens hem acostumat durant els darrers anys. Després d'una recollida de dades i valoració del consum energètic mínim que volem imposar, hem dissenyat una instal·lació capaç d'aprofitar les energies renovables de l'entorn i de satisfer les nostres necessitats. La instal·lació inclou plaques fotovoltaiques, col·lectors solars, cisternes per a la recollida d'aigua, bombes, etc. Finalment, s'inclou un pressupost d'aquesta instal·lació, que indica que els diners que caldria invertir són massa. Es demostra, doncs, que l'autosuficiència d'aquesta casa és tècnicament viable, però econòmicament inviable (o gens rendible).

Muntatge i caracterització d'una placa DSSC: Buscant potència

Treball de recerca realitzat per alumnes d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. Els objectius inicials foren la construcció d una 'Cèl•lula Solar Sensibilitzada mitjançant un Colorant’ (DSSC) amb el tint d una col llombarda i posterior caracterització segons el dossier 'Nanocrystalline Solar Cell Kit: Recreating Photosynthesis’. Les DSSC (Dye Sensitized Solar Cell) són un tipus de cèl•lules que imiten els principis que la fotosíntesis ha fet servir exitosament durant més de 3,5 bilions d anys. S’han construït algunes DSSC i se n’ha provat la seva eficiència. El seu funcionament es basa en l’energia d’un fotó que excita un electró i el fa saltar de nivell energètic fins que es desprèn de l’àtom de colorant, deixant un forat en la molècula. Aquest electró lliure passa a través de la capa de TiO2 fins arribar a la càrrega on es genera el corrent elèctric. Tot seguit, l’electró arriba al contra-elèctrode i és aquí on entra en contacte amb l’electròlit, el mediador iode/triiode. Aquest regenera l’electró, que anteriorment ha saltat del colorant, oxidant-se ell mateix.