LIFE CYCLE ASSESSMENT OF BIOFUEL PRODUCED FROM ALGAE

Algae are considered a promising source of biofuels in the future. However, the environmental impact of algae-based fuel has high variability in previous LCA studies due to lack of accurate data from researchers and industry. The National Alliance for Advanced Biofuels and Bioproducts (NAABB) project was designed to produce and evaluate new technologies that can be implemented by the algal biofuel industry and establish the overall process sustainability. The MTU research group within NAABB worked on the environmental sustainability part of the consortium with UOP-Honeywell and with the University of Arizona (Dr. Paul Blowers). Several life cycle analysis (LCA) models were developed within the GREET Model and SimaPro 7.3 software to quantitatively assess the environment viability and sustainability of algal fuel processes. The baseline GREET Harmonized algae life cycle was expanded and replicated in SimaPro software, important differences in emission factors between GREET/E-Grid database and SimaPro/Ecoinvent database were compared, and adjustments were made to the SimaPro analyses. The results indicated that in most cases SimaPro has a higher emission penalty for inputs of electricity, chemicals, and other materials to the algae biofuels life cycle. A system-wide model of algae life cycle was made starting with preliminary data from the literature, and then progressed to detailed analyses based on inputs from all NAABB research areas, and finally several important scenarios in the algae life cycle were investigated as variations to the baseline scenario. Scenarios include conversion to jet fuel instead of biodiesel or renewable diesel, impacts of infrastructure for algae cultivation, co-product allocation methodology, and different usage of lipid-extracted algae (LEA). The infrastructure impact of algae cultivation is minimal compared to the overall life cycle. However, in the scenarios investigating LEA usage for animal feed instead of internal recycling for energy use and nutrient recovery the results reflect the high potential variability in LCA results. Calculated life cycle GHG values for biofuel production scenarios where LEA is used as animal feed ranged from a 55% reduction to 127% increase compared to the GREET baseline scenario depending on the choice of feed meal. Different allocation methods also affect LCA results significantly. Four novel harvesting technologies and two extraction technologies provided by the NAABB internal report have been analysis using SimaPro LCA software. The results indicated that a combination of acoustic extraction and acoustic harvesting technologies show the most promising result of all combinations to optimize the extraction of algae oil from algae. These scenario evaluations provide important insights for consideration when planning for the future of an algae-based biofuel industry.

Models with Plants, Microorganisms and Viruses for Basic Research in Homeopathy

Most criticism about homeopathy concerns the lack of a scientific basis and theoretical models. In order to be accepted as a valid part of medical practice, a wellstructured research strategy for homeopathy is needed. This is often hampered by methodological problems as well as by gross underinvestment in the required academic resources. Fundamental research could make important contributions to our understanding of the homeopathic and high dilutions mechanisms of action. Since the pioneering works of Kolisko on wheat germination (Kolisko, 1923) and Junker on growth of microorganisms (paramecium, yeast, fungi) (Junker, 1928), a number of experiments have been performed either with healthy organisms (various physiological aspects of growth) or with artificially diseased organisms, which may react more markedly to homeopathic treatments than healthy ones. In the latter case, the preliminary stress may be either abiotic, e.g. heavy metals, or biotic, e.g. fungal and viral pathogens or nematode infection. Research has also been carried out into the applicability of homeopathic principles to crop growth and disease control (agrohomeopathy): because of the extreme dilutions used, the environmental impact is low and such treatments are well suited to the holistic approach of sustainable agriculture (Betti et al., 2006). Unfortunately, as Scofield reported in an extensive critical review (Scofield, 1984), there is little firm evidence to support the reliability of the reported results, due to poor experimental methodology and inadequate statistical analysis. Moreover, since there is no agricultural homeopathic pharmacopoeia, much work is required to find suitable remedies, potencies and dose levels.

Éxitos y desafíos en política de transporte público : análisis comparativo de las innovaciones en la prestación del servicio de transporte público de pasajeros en las ciudades de Curitiba, Brasil; Santiago de Chile, Chile y Rosario, Argentina

En esta artículo realizamos un análisis comparativo de los sistemas de servicio de transporte público de pasajeros en las ciudades de Curitiba, Brasil; Santiago de Chile, Chile y Rosario, Argentina para poder comparar las similitudes, diferencias y dificultades que presentan estos sistemas en la etapa de implementación de las políticas públicas; como así también presentar una sistematización de las políticas, instrumentos y acciones que permitieron gestionar con éxito las reestructuraciones de los sistemas de transporte y sus aportes para el desarrollo de una Política pública de transporte en el Gran Mendoza.

Infiltración y erosión

Esta monografía se enmarca en el manejo de los recursos hídricos en grandes redes de riego. En ella se describe el caso del río Mendoza, en la provincia homónima, el que fuera regulado en el año 2002. Este río nace en la Cordillera de los Andes, y presenta un importante arrastre de sólidos en suspensión, los que actualmente son retenidos en gran medida por el embalse Potrerillos. Las “aguas claras" que se erogan del embalse producen problemas erosivos, los que a su vez estarían ocasionando una mayor infiltración en los canales, y con ello un incremento en la recarga de acuíferos en ciertas zonas, así como problemas derivados del ascenso de la freática en otras. Se citan procesos ocurridos en otros distritos de riego frente a la regulación de los ríos, para concluir que el del río Mendoza es un caso susceptible de sufrir ciertos per-juicios, ya señalados en la Manifestación General de Impacto Ambiental del embalse Potrerillos, los que actualmente se están presentando en la red de riego. A partir de los estudios de sedimentología en el río Mendoza, se hace un análisis técnico de los fenómenos asociados al cambio de las características físicas del agua. Luego se describen los procesos erosivos, de acuerdo con la hidráulica clásica. Se define la Eficiencia de conducción (Ec), la infiltración en canales y su importancia en distintos distritos de riego, para luego mencionar los estudios realizados en el área del río Mendoza. Se analiza el desarrollo espacial que ha tenido el oasis, la escasa programación que tuvo su traza y la antigüedad de la misma. La descripción de los suelos permite concluir acerca de la importancia de su estructura y del papel que juegan las porciones finas, aún en minoría, que integran las distintas clases texturales con respecto a la Ec. Se describen los criterios con que se distribuye el agua en Mendoza, analizándose los caudales distribuidos actualmente, para relacionarlos con los niveles freáticos. Se mencionan además distintas acciones encaradas por la provincia para mitigar los efectos de las aguas claras. El análisis de los métodos utilizados para medir la Ec, permite apreciar el estado de la ciencia al respecto. Un análisis de las ventajas y de las desventajas de los distintos métodos, y de los resultados que con ellos se obtienen, permite concluir que el método de entradas y salidas es el que mejor se adapta en Mendoza, incluyendo además aspectos metodológicos de la medición. También se concluye en que la Ec. está insuficientemente evaluada; las fracciones finas de los suelos en muchos casos gravitan más que la textura frente a la Ec; por ello, se considera que el estudio de la Ec en las distintas áreas de manejo es necesario para entender los procesos de revenición y recarga de acuíferos, y que las pérdidas administrativas pueden gravitar más que la Ec. Se recomienda continuar con los trabajos de evaluación de Ec, al ser necesarios para todas las actividades en la cuenca; se desaconseja en este río el ajuste de modelos de predicción de Ec; las características de los suelos obligan a interpretar y aplicar con criterio la bibliografía internacional, pero aún así no se pueden hacer generalizaciones acerca de de la Ec en Mendoza.

El análisis del paisaje como herramienta y puente teórico-metodológico para la gestión socio-ambiental del territorio

El presente artículo busca comprender cómo el concepto de paisaje se transforma desde su producción y discusión académica hasta su adaptación por parte del Estado; y seguidamente, cómo este concepto termina siendo aplicado en el territorio, a través de la práctica de diversos profesionales interesados en el mismo. Para ello, se parte de algunas definiciones desarrolladas por diversas disciplinas: geografía, antropología, arqueología, ecología, agronomía y arquitectura, especificando sus puntos de interés; y se hace una comparación entre sus propuestas y la forma en la que estos conceptos son adoptados por el Estado, específicamente por medio de los denominados "términos de referencia". Posteriormente, se analiza cómo estos conceptos y metodologías son llevados a la práctica por profesionales que se desempeñan en diferentes empresas de consultoría, muchas veces sin considerar la forma en la que los habitantes locales entienden y viven el paisaje desde sus territorios. Concluyo que existe una evidente necesidad de construir puentes entre la academia, el Estado, la población y la empresa, a través de la práctica profesional y sobre la necesidad de reconocer la forma como los habitantes locales viven el concepto desde sus territorios. Solo así se logrará generar verdaderos impactos que se reflejen en una mejor calidad de vida de los habitantes

El análisis del paisaje como herramienta y puente teórico-metodológico para la gestión socio-ambiental del territorio

El presente artículo busca comprender cómo el concepto de paisaje se transforma desde su producción y discusión académica hasta su adaptación por parte del Estado; y seguidamente, cómo este concepto termina siendo aplicado en el territorio, a través de la práctica de diversos profesionales interesados en el mismo. Para ello, se parte de algunas definiciones desarrolladas por diversas disciplinas: geografía, antropología, arqueología, ecología, agronomía y arquitectura, especificando sus puntos de interés; y se hace una comparación entre sus propuestas y la forma en la que estos conceptos son adoptados por el Estado, específicamente por medio de los denominados "términos de referencia". Posteriormente, se analiza cómo estos conceptos y metodologías son llevados a la práctica por profesionales que se desempeñan en diferentes empresas de consultoría, muchas veces sin considerar la forma en la que los habitantes locales entienden y viven el paisaje desde sus territorios. Concluyo que existe una evidente necesidad de construir puentes entre la academia, el Estado, la población y la empresa, a través de la práctica profesional y sobre la necesidad de reconocer la forma como los habitantes locales viven el concepto desde sus territorios. Solo así se logrará generar verdaderos impactos que se reflejen en una mejor calidad de vida de los habitantes

El análisis del paisaje como herramienta y puente teórico-metodológico para la gestión socio-ambiental del territorio

El presente artículo busca comprender cómo el concepto de paisaje se transforma desde su producción y discusión académica hasta su adaptación por parte del Estado; y seguidamente, cómo este concepto termina siendo aplicado en el territorio, a través de la práctica de diversos profesionales interesados en el mismo. Para ello, se parte de algunas definiciones desarrolladas por diversas disciplinas: geografía, antropología, arqueología, ecología, agronomía y arquitectura, especificando sus puntos de interés; y se hace una comparación entre sus propuestas y la forma en la que estos conceptos son adoptados por el Estado, específicamente por medio de los denominados "términos de referencia". Posteriormente, se analiza cómo estos conceptos y metodologías son llevados a la práctica por profesionales que se desempeñan en diferentes empresas de consultoría, muchas veces sin considerar la forma en la que los habitantes locales entienden y viven el paisaje desde sus territorios. Concluyo que existe una evidente necesidad de construir puentes entre la academia, el Estado, la población y la empresa, a través de la práctica profesional y sobre la necesidad de reconocer la forma como los habitantes locales viven el concepto desde sus territorios. Solo así se logrará generar verdaderos impactos que se reflejen en una mejor calidad de vida de los habitantes

Phytoplankton responses and associated carbon cycling during shipboard carbonate chemistry manipulation experiments conducted around Northwest European shelf seas

The ongoing oceanic uptake of anthropogenic carbon dioxide (CO2) is significantly altering the carbonate chemistry of seawater, a phenomenon referred to as ocean acidification. Experimental manipulations have been increasingly used to gauge how continued ocean acidification will potentially impact marine ecosystems and their associated biogeochemical cycles in the future; however, results amongst studies, particularly when performed on natural communities, are highly variable, which may reflect community/environment-specific responses or inconsistencies in experimental approach. To investigate the potential for identification of more generic responses and greater experimentally reproducibility, we devised and implemented a series (n = 8) of short-term (2-4 days) multi-level (>=4 conditions) carbonate chemistry/nutrient manipulation experiments on a range of natural microbial communities sampled in Northwest European shelf seas. Carbonate chemistry manipulations and resulting biological responses were found to be highly reproducible within individual experiments and to a lesser extent between geographically separated experiments. Statistically robust reproducible physiological responses of phytoplankton to increasing pCO2, characterised by a suppression of net growth for small-sized cells (<10 µm), were observed in the majority of the experiments, irrespective of natural or manipulated nutrient status. Remaining between-experiment variability was potentially linked to initial community structure and/or other site-specific environmental factors. Analysis of carbon cycling within the experiments revealed the expected increased sensitivity of carbonate chemistry to biological processes at higher pCO2 and hence lower buffer capacity. The results thus emphasise how biogeochemical feedbacks may be altered in the future ocean.

Environmental provisions in Japanese regional trade agreements with developing countries

With the growing interest in environmental issues in the global community, recently concluded regional trade agreements (RTAs) have introduced environmental provisions. These RTAs will help achieve sustainable development at the intersection of trade liberalization and ever-increasing environmental concerns. However, environmental provisions are not incorporated into all RTAs. For example, Japanese RTAs often incorporate environmental issues only in the preamble or relevant articles. As the first step in examining the environmental provisions in RTAs, this paper focuses on the RTAs that Japan has concluded with developing countries. The main characteristic of environmental provisions in Japanese RTAs is that there are very few relevant provisions. All Japanese RTAs has neither environmental chapters nor side agreements. However, the attitude toward the environment in Japanese RTAs has gradually changed since the signing of the Japan-Chile EPA in 2007, in which a joint environmental statement was adopted. Although Japanese RTAs have environmental provisions, environmental problems originating from the RTAs may occur. One of the possible causes is a lack of environmental impact assessment. Japanese RTAs need to incorporate an environmental impact assessment system in order to identify environmental problems resulting from its RTAs, and to enable the country to take appropriate measures at the appropriate time.

Approach to the use of indicators for the assessment of the environmental level of construction products

The European construction industry is supposed to consume the 40% of the natural European resources and to generate the 40% of the European solid waste. Conscious of the great damage being suffered by the environment because of construction activity, this work tries to provide the building actors with a new tool to improve the current situation. The tool proposed is a model for the comprehensive evaluation of construction products by determining their environmental level. In this research, the environmental level of a construction product has been defined as its quality of accomplishing the construction requirements needed by causing the minimum ecological impact in its surrounding environment. This information allows building actors to choose suitable materials for building needs and also for the environment, mainly in the project stage or on the building site, contributing to improve the relationship between buildings and environment. For the assessment of the environmental level of construction products, five indicators have been identified regarding their global environmental impact through the product life cycle: CO2 emissions provoked during their production, volume and toxicity of waste generated on the building site, durability and recycling capacity after their useful life. Therefore, the less environmental impact one construction product produces, the higher environmental level performs. The model has been tested in 30 construction products that include environmental criteria in their description. The results obtained will be discussed in this article. Furthermore, this model can lay down guidelines for the selection of ecoefficient construction products and the design of new eco-competitive and eco-committed ones

An example of integration between en economic and an hydrologic model in the framework of water resource management problems

Growing scarcity, increasing demand and bad management of water resources are causing weighty competition for water and consequently managers are facing more and more pressure in an attempt to satisfy users? requirement. In many regions agriculture is one of the most important users at river basin scale since it concentrates high volumes of water consumption during relatively short periods (irrigation season), with a significant economic, social and environmental impact. The interdisciplinary characteristics of related water resources problems require, as established in the Water Framework Directive 2000/60/EC, an integrated and participative approach to water management and assigns an essential role to economic analysis as a decision support tool. For this reason, a methodology is developed to analyse the economic and environmental implications of water resource management under different scenarios, with a focus on the agricultural sector. This research integrates both economic and hydrologic components in modelling, defining scenarios of water resource management with the goal of preventing critical situations, such as droughts. The model follows the Positive Mathematical Programming (PMP) approach, an innovative methodology successfully used for agricultural policy analysis in the last decade and also applied in several analyses regarding water use in agriculture. This approach has, among others, the very important capability of perfectly calibrating the baseline scenario using a very limited database. However one important disadvantage is its limited capacity to simulate activities non-observed during the reference period but which could be adopted if the scenario changed. To overcome this problem the classical methodology is extended in order to simulate a more realistic farmers? response to new agricultural policies or modified water availability. In this way an economic model has been developed to reproduce the farmers? behaviour within two irrigation districts in the Tiber High Valley. This economic model is then integrated with SIMBAT, an hydrologic model developed for the Tiber basin which allows to simulate the balance between the water volumes available at the Montedoglio dam and the water volumes required by the various irrigation users.

Methodology to assess economic and environmental impacts of nitrogen in fertirrigation systems.

To determine the risk of nitrate pollution in agricultural systems have identified several indexes and efficiencies that may lead an effective N fertilizer management for obtain the maximum yield with minimum environmental impact and health

Multi-criteria selection of structural adhesives to bond ABS parts obtained by rapid prototyping

One of the most used methods in rapidprototyping is Fused Deposition Modeling (FDM), which provides components with a reasonable strength in plastic materials such as ABS and has a low environmental impact. However, the FDM process exhibits low levels of surface finishing, difficulty in getting complex and/or small geometries and low consistency in “slim” elements of the parts. Furthermore, “cantilever” elements need large material structures to be supported. The solution of these deficiencies requires a comprehensive review of the three-dimensional part design to enhance advantages and performances of FDM and reduce their constraints. As a key feature of this redesign a novel method of construction by assembling parts with structuraladhesive joints is proposed. These adhesive joints should be designed specifically to fit the plastic substrate and the FDM manufacturing technology. To achieve this, the most suitable structuraladhesiveselection is firstly required. Therefore, the present work analyzes five different families of adhesives (cyanoacrylate, polyurethane, epoxy, acrylic and silicone), and, by means of the application of technical multi-criteria decision analysis based on the analytic hierarchy process (AHP), to select the structuraladhesive that better conjugates mechanical benefits and adaptation to the FDM manufacturing process

Environmental assessment of low speed policies for motor vehicle mobility in city centres

streets in local residential areas in large cities, real traffic tests for pollutant emissions and fuel consumption have been carried out in Madrid city centre. Emission concentration and car activity were simultaneously measured by a Portable Emissions Measurement System. Real life tests carried out at different times and on different days were performed with a turbo-diesel engine light vehicle equipped with an oxidizer catalyst and using different driving styles with a previously trained driver. The results show that by reducing the speed limit from 50 km h-1 to 30 km h-1, using a normal driving style, the time taken for a given trip does not increase, but fuel consumption and NOx, CO and PM emissions are clearly reduced. Therefore, the main conclusion of this work is that reducing the speed limit in some narrow streets in residential and commercial areas or in a city not only increases pedestrian safety, but also contributes to reducing the environmental impact of motor vehicles and reducing fuel consumption. In addition, there is also a reduction in the greenhouse gas emissions resulting from the combustion of the fuel.

Aspectos de la medición dinámica instantánea de emisiones de motores. Aplicación al desarrollo de un equipo portátil y una metodología para estudios de contaminación de vehículos en tráfico real.

Esta Tesis Doctoral se encuadra en el ámbito de la medida de emisiones contaminantes y de consumo de combustible en motores de combustión interna alternativos cuando se utilizan como plantas de potencia para propulsión de vehículos ligeros de carretera, y más concretamente en las medidas dinámicas con el vehículo circulando en tráfico real. En este ámbito, el objetivo principal de la Tesis es estudiar los problemas asociados a la medición en tiempo real con equipos embarcados de variables medioambientales, energéticas y de actividad, de vehículos ligeros propulsados por motores térmicos en tráfico real. Y como consecuencia, desarrollar un equipo y una metodología apropiada para este objetivo, con el fin de realizar consiguientemente un estudio sobre los diferentes factores que influyen sobre las emisiones y el consumo de combustible de vehículos turismo en tráfico real. La Tesis se comienza realizando un estudio prospectivo sobre los trabajos de otros autores relativos al desarrollo de equipos portátiles de medida de emisiones (Portable Emission Measurement Systems – PEMS), problemas asociados a la medición dinámica de emisiones y estudios de aplicación en tráfico real utilizando este tipo de equipos. Como resultado de este estudio se plantea la necesidad de disponer de un equipo específicamente diseñado para ser embarcado en un vehículo que sea capaz de medir en tiempo real las concentraciones de emisiones y el caudal de gases de escape, al mismo tiempo que se registran variables del motor, del vehículo y del entorno como son la pendiente y los datos meteorológicos. De esta forma se establecen las especificaciones y condiciones de diseño del equipo PEMS. Aunque al inicio de esta Tesis ya existían en el mercado algunos sistemas portátiles de medida de emisiones (PEMS: Portable Emissions Measurement Systems), en esta Tesis se investiga, diseña y construye un nuevo sistema propio, denominado MIVECO – PEMS. Se exponen, discuten y justifican todas las soluciones técnicas incorporadas en el sistema que incluyen los subsistema de análisis de gases, subsistemas de toma de muestra incluyendo caudalímetro de gases de escape, el subsistema de medida de variables del entorno y actividad del vehículo y el conjunto de sistemas auxiliares. El diseño final responde a las hipótesis y necesidades planteadas y se valida en uso real, en banco de rodillos y en comparación con otro equipos de medida de emisiones estacionarios y portátiles. En esta Tesis se presenta también toda la investigación que ha conducido a establecer la metodología de tratamiento de las señales registradas en tiempo real que incluye la sincronización, cálculos y propagación de errores. La metodología de selección y caracterización de los recorridos y circuitos y de las pautas de conducción, preparación del vehículo y calibración de los equipos forma también parte del legado de esta Tesis. Para demostrar la capacidad de medida del equipo y el tipo de resultados que pueden obtenerse y que son útiles para la comunidad científica, y las autoridades medioambientales en la parte final de esta Tesis se plantean y se presentan los resultados de varios estudios de variables endógenas y exógenas que afectan a las emisiones instantáneas y a los factores de emisión y consumo (g/km) como: el estilo de conducción, la infraestructura vial, el nivel de congestión del tráfico, tráfico urbano o extraurbano, el contenido de biocarburante, tipo de motor (diesel y encendido provocado), etc. Las principales conclusiones de esta Tesis son que es posible medir emisiones másicas y consumo de motores de vehículos en uso real y que los resultados permiten establecer políticas de reducción de impacto medio ambiental y de eficiencia energética, pero, se deben establecer unas metodologías precisas y se debe tener mucho cuidado en todo el proceso de calibración, medida y postratamientos de los datos. Abstract This doctoral thesis is in the field of emissions and fuel consumption measurement of reciprocating internal combustion engines when are used as power-trains for light-duty road vehicles, and especially in the real-time dynamic measurements procedures when the vehicle is being driven in real traffic. In this context, the main objective of this thesis is to study the problems associated with on-board real-time measuring systems of environmental, energy and activity variables of light vehicles powered by internal combustion engines in real traffic, and as a result, to develop an instrument and an appropriate methodology for this purpose, and consequently to make a study of the different factors which influence the emissions and the fuel consumption of passenger cars in real traffic. The thesis begins developing a prospective study on other authors’ works about development of Portable Emission Measurement Systems (PEMS), problems associated with dynamic emission measurements and application studies on actual traffic using PEMS. As a result of this study, it was shown that a measuring system specifically designed for being on-board on a vehicle, which can measure in real time emission concentrations and exhaust flow, and at the same time to record motor vehicle and environment variables as the slope and atmospheric data, is needed; and the specifications and design parameters of the equipment are proposed. Although at the beginning of this research work there were already on the market some PEMS, in this Thesis a new system is researched, designed and built, called MIVECO – PEMS, in order to meet such measurements needs. Following that, there are presented, discussed and justify all technical solutions incorporated in the system, including the gas analysis subsystem, sampling and exhaust gas flowmeter subsystem, the subsystem for measurement of environment variables and of the vehicle activity and the set of auxiliary subsystems. The final design meets the needs and hypotheses proposed, and is validated in real-life use and chassis dynamometer testing and is also compared with other stationary and on-board systems. This thesis also presents all the research that has led to the methodology of processing the set of signals recorded in real time including signal timing, calculations and error propagation. The methodology to select and characterize of the routes and circuits, the driving patterns, and the vehicle preparation and calibration of the instruments and sensors are part of the legacy of this thesis. To demonstrate the measurement capabilities of the system and the type of results that can be obtained and that are useful for the scientific community and the environmental authorities, at the end of this Thesis is presented the results of several studies of endogenous and exogenous variables that affect the instantaneous and averaged emissions and consumption factors (g/km), as: driving style, road infrastructure, the level of traffic congestion, urban and extra-urban traffic, biofuels content, type of engine (diesel or spark ignition) etc. The main conclusions of this thesis are that it is possible to measure mass emissions and consumption of vehicle engines in actual use and that the results allow us to establish policies to reduce environmental impact and improve energy efficiency, but, to establish precise methodologies and to be very careful in the entire process of calibration, measurement and data post-treatment is necessary.