Optimal Rehabilitation Strategy In Water Distribution Systems Considering Reduction In Greenhouse Gas Emissions

Most of water distribution systems (WDS) need rehabilitation due to aging infrastructure leading to decreasing capacity, increasing leakage and consequently low performance of the WDS. However an appropriate strategy including location and time of pipeline rehabilitation in a WDS with respect to a limited budget is the main challenge which has been addressed frequently by researchers and practitioners. On the other hand, selection of appropriate rehabilitation technique and material types is another main issue which has yet to address properly. The latter can affect the environmental impacts of a rehabilitation strategy meeting the challenges of global warming mitigation and consequent climate change. This paper presents a multi-objective optimization model for rehabilitation strategy in WDS addressing the abovementioned criteria mainly focused on greenhouse gas (GHG) emissions either directly from fossil fuel and electricity or indirectly from embodied energy of materials. Thus, the objective functions are to minimise: (1) the total cost of rehabilitation including capital and operational costs; (2) the leakage amount; (3) GHG emissions. The Pareto optimal front containing optimal solutions is determined using Non-dominated Sorting Genetic Algorithm NSGA-II. Decision variables in this optimisation problem are classified into a number of groups as: (1) percentage proportion of each rehabilitation technique each year; (2) material types of new pipeline for rehabilitation each year. Rehabilitation techniques used here includes replacement, rehabilitation and lining, cleaning, pipe duplication. The developed model is demonstrated through its application to a Mahalat WDS located in central part of Iran. The rehabilitation strategy is analysed for a 40 year planning horizon. A number of conventional techniques for selecting pipes for rehabilitation are analysed in this study. The results show that the optimal rehabilitation strategy considering GHG emissions is able to successfully save the total expenses, efficiently decrease the leakage amount from the WDS whilst meeting environmental criteria.

A segurança do trabalho na indústria da construção civil

Identificando a segurança do trabalho como um fator de produtividade, a presente pesquisa analisa a situação da segurança do trabalho na Indústria da Construção civil no Rio Grande do Sul, mais especificamente na Região da Grande Porto Alegre, baseando-se em levantamento das condições de funcionamento dos Serviços Especializados em Segurança e Medicina do Trabalho de 14 empresas da região e na análise de 3.450 acidentes ocorridos nos anos de 1981, 1982 e 1º trimestre de 1983. O levantamento dos 3,450 acidentes, além de propiciar uma análise de custo do tempo de afastamento do acidentado, objetivou o conhecimento de variáveis que exercem influência na ocorrência de acidentes: a profissão, dia da semana, hora e etapa da obra (com quem, quando e onde ocorrem acidentes em um canteiro de obras). A partir desse estudo, sgo sugeridas medidas para a i-m plementação dos serviqos de segurança das empresas.

Competitividade dos biocombustíveis no Brasil: uma comparação entre os principais biocombustíveis etanol e biodisel

As preocupações mundiais com o aquecimento global e os efeitos nocivos da utilização de combustíveis fósseis têm fomentado a busca por novos modelos energéticos, baseados em fontes limpas e renováveis, com destaque para os biocombustíveis. Sem menos importância, o esgotamento das reservas mundiais de matérias-primas fósseis, somado às instabilidades geopolíticas nas principais regiões produtoras, impulsionam, cada vez mais, o desenvolvimento destes novos modelos. Neste cenário, o Brasil tem papel de destaque. Líder mundial na produção e consumo de etanol à base de cana-de-açúcar, o país iniciou, em 2005, a inclusão de mais uma fonte de energia renovável em sua matriz energética: a mistura do biodiesel no diesel mineral. O presente trabalho tem como objetivo analisar a competitividade dos principais biocombustíveis brasileiros: o etanol e o biodiesel. Em primeiro lugar, estes produtos foram analisados quanto às suas principais características; em segundo, avaliou-se a competitividade econômica destes combustíveis frente a seus produtos substitutos diretos derivados do petróleo. Finalmente, foram analisados os benefícios (tangíveis e intangíveis) inerentes à utilização dos biocombustíveis, e como estes intangíveis deveriam ser precificados, como forma de atribuir um prêmio aos benefícios que trazem ao meio-ambiente e à sociedade. Esta dissertação pretende servir de base para uma avaliação mais profunda da real competitividade econômica dos biocombustíveis frente aos combustíveis derivados do petróleo, além de colocar em cheque as principais análises atuais e críticas sobre a utilização destes produtos. Além disso, o presente trabalho visa avaliar o potencial e as limitações da produção dos biocombustíveis no Brasil.

A cultura do girassol como estratégia de competitividade para o agronegócio regional e nacional: importância para a agroenergia e a alimentação

Equacionar aquecimento global, escassez de alimentos e a crescente necessidade energética, tornou-se, atualmente, o grande desafio mundial. Existem diversas culturas agrícolas que podem ser exploradas de maneira estratégica e assim colaborar com a solução deste problema. Dentre elas, pode-se destacar a cultura do girassol (Helianthus Annuus). O girassol é uma das quatro maiores culturas oleaginosas no mundo, cultivado com sucesso nos cinco continentes, ocupando uma área de cultivo superior a 22 milhões de hectares. A participação do Brasil nesse montante é inferior a 1%. Acredita-se que essa pequena participação se deva a fatores sócio-econômicos e tecnológicos. Salienta-se, porém que o Brasil, por suas vantagens comparativas naturais e vantagens competitivas construídas possui condições favoráveis para seu desenvolvimento. Diante dos fatos, o objetivo deste trabalho é aprofundar o conhecimento da cadeia produtiva do girassol e através de sua utilização como estratégia de competitividade, avaliar de maneira sistêmica os impactos na matriz agrícola do País. Dentre as inúmeras vantagens dessa cultura, pode-se destacar: características agronômicas, físicas, químicas, organolépticas e versatilidade, que permitem a utilização e otimização dos fatores de produção já disponíveis; época de plantio (adaptabilidade a diferentes condições edafoclimáticas), podendo ser cultivado desde o Rio Grande do Sul até o Estado de Roraima; sistema radicular (raiz pode chegar a dois metros de profundidade), permitindo o melhor aproveitamento dos nutrientes e da água do solo e promovendo a reciclagem de nutrientes; alto teor de óleo nas sementes (30% a 55%) e; alto valor comercial dos co-produtos. Esse conjunto de características é analisado sob a ótica da teoria das vantagens competitivas e das economias de escala e escopo, demonstrando que com inteligência e pragmatismo, a cultura do girassol pode repetir, com vantagens, o que a soja representou para o agronegócio brasileiro.

Firms reaction to environmental regulation

International agreements arising from the need to deal with the global warming promoted by countries decided to embrace a climate change policy bring on the debate of the impacts on firms in a global competitive market. Facing, therefore, different environmental standards accordingly to firm’s physical location. Once European Union is taking the lead in adopting stringent environmental regulation, this study aims to assess the impact of environmental regulations on firms in Europe. A novel database was constructed providing firm-level air pollution emission information in the European Union. Using difference-in-difference model, the effect of the intervention of EU environmental policy change suggests a negative response in fixed assets among EU firms due to the 2006 EU policy. The evidence to the hypothesis that firms in European Union have been decreasing its firms fixed assets, as a proxy of production capacity, with the change in environmental regulation, provides general support for the PHH, however, it doesn’t remain in robustness checks. The contribution of this work is bringing a revisited view of the actual effect of environmental regulation based on Kyoto Protocol directives on European firms.

Integrating open innovation in the social innovation process: an exploratory study

Inovação tem se tornado um fenômeno cada vez mais complexo e dinâmico, com a mudança de um paradigma focado na inovação industrial, onde a inovação acontecia no produto ou no processo de fabricação, para outro baseado no conhecimento, muito mais amplo. Além disso, o conhecimento e a competência técnica não são mais considerados como um monopólio do departamento de pesquisa e desenvolvimento. Isto trouxe mudanças nas práticas de inovação, que se tornaram mais abertas e levaram as empresas a interagir cada vez mais com o seu ambiente. Por outro lado, a inovação tecnológica, cujo primeiro objetivo é de criar valor para a empresa, tem experimentado alguns limites para resolver problemas sociais, como o aquecimento global. As novas tecnologias têm a capacidade de melhorar a qualidade de vida de muita gente, mas não é suficiente. É nesse contexto que surge outro tipo de inovação, cujo objetivo é de maximizar o impacto positivo na sociedade: a inovação social. Estes dois paradigmas de inovação, mais adequados aos desafios atuais, têm alguns pontos em comum na sua integração com o ambiente externo: a sociedade e outros atores da inovação. No entanto, praticamente não existem estudos integrando inovação aberta e inovação social. Este trabalho estuda a integração destes dois modelos a partir de uma pesquisa exploratória, realizando entrevistas em profundidade com 11 dirigentes de organizações sociais. As iniciativas sociais parecem atrair mais organizações externas para colaborar do que empresas com fins lucrativos, já que são mais altruístas. Parecem integrar essas pessoas e procurar por mais ajuda, especialmente no momento de escalar o negócio. Ainda que algumas organizações têm como prioridade institucionalizar a inovação aberta, outras veem isto como secundário ou simplesmente não sabem como fazer. Isto resulta em uma colaboração mais informal, que não é focada em atividades de pesquisa e desenvolvimento, prática ausente nas empresas da nossa amostra.

Sinterização de Ce1-XEuXO2-(X/2) para aplicação como eletrólito sólido em células a combustível de temperaturas intermediárias

Given the environmental concern over global warming that occurs mainly by emission of CO2 from the combustion of petroleum, coal and natural gas research focused on alternative and clean energy generation has been intensified. Among these, the highlight the solid oxide fuel cell intermediate temperature (IT-SOFC). For application as electrolyte of the devices doped based CeO2 with rare earth ions (TR+ 3) have been quite promising because they have good ionic conductivity and operate at relatively low temperatures (500-800 ° C). In this work, studied the Ce1-xEuxO2-δ (x = 0,1, 0,2 and 0,3), solid solutions synthesized by the polymeric precursor method to be used as solid electrolyte. It was also studied the processing steps of these powders (milling, compaction and two step sintering) in order to obtain dense sintered pellets with reduced grain size and homogeneous microstructure. For this, the powders were characterized by thermal analysis, X-ray diffraction, particle size distribution and scanning electrons microscopy, since the sintered samples were characterized by dilatometry, scanning electrons microscopy, density and grain size measurements. By x-ray diffraction, it was verified the formation of the solid solution for all compositions. Crystallites in the nanometric scale were found for both sintering routes but the two step sintering presented significant reduction in the average grain size

Estudo comparativo da variação temporal da comunidade fitoplanctônica do açude Cruzeta inserido no bioma caatinga, Rio Grande do Norte

The Cruzeta impoundment, situated in the city of Cruzeta, hinterland of the state of the Rio Grande do Norte state has significant importance to the municipality as it represents the only source of supplying water to the region. It was hypothesized that the regional consequence of the global warming and the warming of surface water could substantially contribute the significant growth of the aquatic macrophytes in the years 2008-2009. The growth of these vegetation believed to be improved the degree of water transparency and as a consequence of the improved growth of phytoplankton species and chlorophyll biomass. At the same time the aquatic macrophyte could interact and compete potentially for the dissolved inorganic nutrients resources and the phytoplankton community. This study presents a comparison of years 2004-2005 when it did not have the expressive presence of the aquatic macrophyte community or restricted to the littoral region. In contrast, the years 2008-2009 showed a significant growth of the aquatic macrophyte in the Cruzeta/RN impoundments. The present study is an attempt to elucidate the significant presence of the aquatic macrophyte, Eichhornia crassipes, Ceratophyllum submersum, Nymphea sp and Pistia sp, and its interference on the ecology of phytoplankton. The samplings had been carried out from September of 2008 to April of 2009 and consistently between 10:00 h and 12:00 h with the aid of Van Dorn bottle and the plankton net of mesh size 20 Qm. The collections were made in three depths ie., surface, mid-column and bottom. The Physical-Chemical parameters such as pH, temperature, electrical conductivity and dissolved oxygen had been analyzed in situ. The samples for analysis of nutrients and chlorophyll were kept under refrigeration for posterior analysis in the laboratory. Phytoplankton samples were preserved in Lugol-iodine and kept for sedimentation for quali-quantitative analysis of phytoplankton. Enumeration of cells, colonies and filaments was done with the aid of Sedgwick-Rafter counting chamber and expressed as numbers/ml. Chlorophyll a was analyzed as a functional component of phytoplankton biomass and extracted with cold 90% acetone. The results indicate that the chlorophyll concentration varied between 5,65-8,08 Qg.L-1 for the dry period and 5,09-6,23 Qg.L-1 for the rainy period and showed considerable reduction when compared to the values to the 2004-2005 study period. The temperature was always presented higher in relation to the 2004-2005 study. Phytoplankton species showed a relative abundance of the Cyanophyceae for both the period of dry and rainy. The predominance species are filamentous Leptolymbya geophila Borzi (Planctolyngbya sp), Anabaena plankctônica Brunnthaler, Oscillatória limosa Ag. and Cylindrospermopsis raciborskii (Wolosz). The concentration of the nutrients such as nitrate and orto-phosfato had always presented higher values during the rainy period and the ammoniacal nitrogen retained moderate values in the dry period and a slight increase in rainy season. The main conclusions are the reduction of the concentration of chlorophyll, diversity of phytoplankton, and the increase in temperature and transparency of the water during the period of the study

Modelo em dinâmica de sistemas para gestão de aeroportos brasileiros

The importance of the airport sector in the development of a country refers to the need for studies on management of airports, to aid the process of decision making. In Brazil, growth in passenger demand is why investments in order to balance the capacity of an airport with air demand. Thus, the study aims to develop a model for Dynamic Systems able to assist airport management in Brazilian sizing subsystems an airport (Passenger Terminal, Runway and Patio). The methodology of this work consists in the steps of defining the problem, formulating the hypothesis dynamic building simulation model, and validation experiments. Finally, we examined the status of each subsystem in thirteen Brazilian airports in scenarios current, most likely and optimistic for air passenger demand

Produção de metano entérico em pastagens tropicais

Na presente revisão, buscou-se apresentar os principais impactos ambientais causados pela pecuária, sobretudo, em relação às emissões de gases efeito estufa (GEE). Além disso, buscou-se apresentar possíveis formas de mitigar essas externalidades. A criação de bovinos, no Brasil, acontece de forma extensiva, muitas vezes em áreas com pastagem degradada e, portanto, de baixa produtividade. Isso possibilita à atividade uma oportunidade de redução do impacto causado ao meio ambiente, uma vez que ações tomadas, no sentido de melhorar o rendimento animal, devem resultar em um menor consumo de recursos naturais (terra e água) e maior eficiência do sistema digestivo animal. Os principais problemas apontados pelos pesquisadores, no que tange à pecuária extensiva, são o metano emitido pela fermentação entérica dos ruminantes, o óxido nitroso emitido pelos dejetos dos animais em pastejo e o dióxido de carbono trocado pelo solo e vegetação. Muitos fatores influenciam a produção de CH4 entérico dos ruminantes, inclusive o tipo de carboidrato fermentado, o sistema digestivo do animal, a quantidade e o tipo de alimentos consumidos. Diante do exposto, pesquisadores têm desenvolvido tecnologias para reduzir a emissão de metano, através da melhoria das práticas de manejo alimentar, manipulação ruminal, por meio de suplementação com monensina, lipídios, ácidos orgânicos e compostos de plantas. Outras estratégias de redução de metano que foram investigadas são: defaunação e vacinas, que buscam inibir micro-organismos metanogênicos e a metanogênese. Assim, a busca por sistemas de produção eficientes tem sido uma das perspectivas da pecuária mundial para reduzir a emissão de poluentes e intensificar a produção animal.

Influência do estresse nutricional programado na composição da microalga isochrysis galbana

Global warming due to Greenhouse Gases (GHG) emissions, especially CO2, has been identified as one of the major problems of the twenty-first century, considering the consequences that could represent to planet. Currently, biological processes have been mentioned as a possible solution, especially CO2 biofixation due to association microalgae growth. This strategy has been emphasized as in addition to CO2 mitigation, occurs the production of biomass rich in compounds of high added value. The Microalgae show high photosynthetic capacity and growth rate higher than the superior plants, doubling its biomass in one day. Its culture does not show seasons, they grow in salt water and do not require irrigation, herbicides or pesticides. The lipid content of these microorganisms, depending on the species, may range from 10 to 70% of its dry weight, reaching 90% under certain culture conditions. Studies indicate that the most effective method to promote increased production of lipids in microalgae is to induce stress by limiting nitrogen content in the culture medium. These evidences justify research continuing the production of biofuels from microalgae. In this paper, it was studied the strategy of increasing the production of lipids in microalgae I. galbana with programmed nutritional stress, due to nitrogen limitation. The physiological responses of microalgae, grown in f / 2 with different concentrations of nitrogen (N: P 15,0-control, N: 5,0 P and N: P 2,5) were monitored. During exponential phase, results showed invariability in the studied conditions. However the cultures subjected to stress in stationary phase, showed lower biomass yields. There was an increase of 32,5% in carbohydrate content and 87.68% in lipids content at N: P ratio of 5,0 and an average decrease of 65% in protein content at N: P ratios of 5, 0 and 2.5. There were no significant variations in ash content, independently of cultivation and growth phase. Despite the limitation of biomass production in cultures with N: P smaller ratios, the increase of lipid accumulation highest lipids yields were observed as compared to the control culture. Given the increased concentration of lipids associated to stress, this study suggests the use of microalgae Isochrysis galbana as an alternative raw material for biofuel production

Study of the carbon dioxide chemical fixation-activation by guanidines

Fixation of CO2 is one of the most important priorities of the scientific community dedicated to reduce global warming. In this work, we propose new methods for the fixation of CO2 using the guanidine bases tetramethylguanidine (TMG) and 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]-pyrimidine (TBD). In order to understand the reactions occurring during the CO2 fixation and release processes, we employed several experimental methods, including solution and solid-state NMR, FTIR, and coupled TGA-FTIR. Quantum mechanical NMR calculations were also carried out. Based on the results obtained, we concluded that CO2 fixation with both TMG and TBD guanidines is a kinetically reversible process, and the corresponding fixation products have proved to be useful as transcarboxylating compounds. Afterward, CO2 thermal releasing from this fixation product with TBD was found to be an interesting process for CO2 capture and isolation purposes. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Protocolo de Quioto e as possibilidades de inserção do Brasil no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo por meio de projetos em energia limpa

Este artigo pretende estudar a inserção do Brasil no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) do Protocolo de Quioto, por meio de projetos em energia limpa, enfatizando a cooperação entre países desenvolvidos e em desenvolvimento e visando as ações práticas que esse mecanismo permite desenvolver para se alcançar o desenvolvimento sustentável e para conter o aquecimento global. Para isto, realizou-se extensa revisão bibliográfica dos acordos internacionais referentes às mudanças climáticas e de livros e artigos sobre a inserção brasileira no Protocolo de Quioto e no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo. O Protocolo de Quioto é um acordo internacional que prevê a redução das emissões de gases de efeito estufa por intermédio de mecanismos flexibilizadores. O Mecanismo de Desenvolvimento Limpo é o único que permite a participação de países em desenvolvimento, para que eles reduzam emissões por meio de projetos que busquem o desenvolvimento sustentável. Neste contexto, o Brasil surge como um país atrativo para o recebimento destes projetos, por sua vocação para desenvolver fontes alternativas de energia e pela sua liderança no processo negociador do Protocolo. O MDL configura-se, portanto, em uma grande oportunidade para o Brasil, visto que esses projetos representam uma fonte de recursos financeiros para que o país busque o desenvolvimento sustentável, além de incentivarem um maior conhecimento científico e a adoção de novas tecnologias.

Argumentações discentes e docente envolvendo aspectos ambientais em sala de aula: uma análise

Este trabalho trata da interação entre professor e alunos mediante a utilização do texto paradidático intitulado Nosso Universo em aulas de Física, em uma sala de Educação de Jovens e Adultos. Neste artigo é analisado um episódio que articula Ciência, Tecnologia e Sociedade aos aspectos ambientais. Esse episódio aborda o problema do efeito estufa, do buraco na camada de ozônio e da escassez da água. Para a análise, foram elaboradas categorias referentes às argumentações discentes e docente. Os resultados envolvendo o tripé professor/aluno/texto apontam que tais interações propiciaram a motivação e a formação do aluno enquanto indivíduo crítico e reflexivo, em condições de argumentar e atuar criticamente em seu meio social.

Síntese, caracterização e aplicação de MCM-41 funcionalizado com diisopropilamina no processo de adsorção do dióxido de carbono

Emissions of CO2 in the atmosphere have increased successively by various mechanisms caused by human action, especially as fossil fuel combustion and industrial chemical processes. This leads to the increase in average temperature in the atmosphere, which we call global warming. The search for new technologies to minimize environmental impacts arising from this phenomenon has been investigated. The capture of CO2 is one of the alternatives that can help reduce emis ions of greenhouse gases. The CO2 can be captured through the process of selective adsorption using adsorbents for this purpose. Were synthesized by hydrothermal method, materials of the type MCM-41 and Al-MCM-41 in the molar ratio Si / Al equal to 50. The synthesis of gels were prepared from a source of silicon, sodium, water and aluminum in the case of Al-MCM-41. The period of synthesis of the materials was 5 days in autoclave at 100°C. After that time materials were filtered, washed and dried in greenhouse at 100 º C for 4 hours and then calcined at 450 º C. Then the calcined material was functionalized with the Di-isopropylamine (DIPA) by the method of wet impregnation. We used 0.5 g of material mesopores to 3.5 mL of DIPA. The materials were functionalized in a closed container for 24 hours, and after this period were dried at brackground temperature for 2 hours. Were subsequently subjected to heat treatment at 250°C for 1 hour. These materials were used for the adsorption of CO2 and were characterized by XRD, FT-IR, BET / BJH, SEM, EDX and TG / DTG. Tests of adsorption of CO2 was carried out under the following conditions: 100 mg of adsorbent, temperature of 75°C under flow of 100 mL/min of CO2 for 2 hours. The desorption of CO2 was carried out by thermogravimetry from ambient temperature to 900ºC under flow of 25 mL min of He and a ratio of 10ºC/min. The difratogramas X-ray for the synthesized samples showed the characteristic peaks of MCM-41, showing that the structure of it was obtained. For samples functionalized there was a decrease of the intensities of these peaks, with a consequent reduction in the structural ordering of the material. However, the structure was preserved mesopores. The adsorption tests showed that the functionalized MCM-41 is presented as a material promising adsorbent, for CO2 capture, with a loss of mass on the desorption CO2 of 7,52%, while that in Al-MCM- 41 functionalized showed no such loss