Hydrological and economic effects of oil palm cultivation in Indonesian peatlands

Oil palm has increasingly been established on peatlands throughout Indonesia. One of the concerns is that the drainage required for cultivating oil palm in peatlands leads to soil subsidence, potentially increasing future flood risks. This study analyzes the hydrological and economic effects of oil palm production in a peat landscape in Central Kalimantan. We examine two land use scenarios, one involving conversion of the complete landscape including a large peat area to oil palm plantations, and another involving mixed land use including oil palm plantations, jelutung (jungle rubber; (Dyera spp.) plantations, and natural forest. The hydrological effect was analyzed through flood risk modeling using a high-resolution digital elevation model. For the economic analysis, we analyzed four ecosystem services: oil palm production, jelutung production, carbon sequestration, and orangutan habitat. This study shows that after 100 years, in the oil palm scenario, about 67% of peat in the study area will be subject to regular flooding. The flood-prone area will be unsuitable for oil palm and other crops requiring drained soils. The oil palm scenario is the most profitable only in the short term and when the externalities of oil palm production, i.e., the costs of CO2 emissions, are not considered. In the examined scenarios, the social costs of carbon emissions exceed the private benefits from oil palm plantations in peat. Depending upon the local hydrology, income from jelutung, which can sustainably be grown in undrained conditions and does not lead to soil subsidence, outweighs that from oil palm after several decades. These findings illustrate the trade-offs faced at present in Indonesian peatland management and point to economic advantages of an approach that involves expansion of oil palm on mineral lands while conserving natural peat forests and using degraded peat for crops that do not require drainage.

Análise energética em central fixa de produção de massas asfálticas

O consumo energético nas indústrias é algo que tem de ser monitorizado, avaliado e orientado, visando a eficiência energética e sustentabilidade, de modo não só a reduzir o consumo de combustíveis fósseis, mas também a auxiliar a redução da fatura económica. O presente trabalho teve como principal objetivo uma análise energética, e incorpora a caracterização térmica dos materiais utilizados na indústria de produção de massas asfálticas, e o desenvolvimento de um modelo térmico que preveja o comportamento dos mesmos, na produção de massas asfálticas, em central fixa com incorporação de material reciclado a frio. Primariamente o estudo passou pela análise dos consumos energéticos da instalação, caracterizando-a segundo o Decretolei 71/2008, de 15 de Abril, tendo-se constatado, que o consumo de gás natural se evidencia como uma das principais fontes de energia e um dos principais responsáveis pela emissão de GEE (Gases de Efeito de Estufa). Posteriormente o consumo de gás natural foi distribuído pelos pontos consumidores, o cilindro exsicador e a caldeira de aquecimento de óleo térmico. O cilindro exsicador é o principal consumidor energético, com um consumo próximo de 90% do gás natural total. Seguidamente foi realizada uma caracterização dos materiais utilizados na produção de massas asfálticas segundo o DSC (Differential Scanning Calorimetry). Os materiais analisados foram o reciclado/fresado, o calcário, o pó de calcário, o seixo, a areia e o granito. Os resultados dos materiais secos demonstraram que o material com maior cp (calor específico) foi a areia e o menor o calcário. Nos resultados dos materiais saturados observou-se que o seixo apresenta maior facilidade de remoção de humidade e o reciclado/fresado apresenta menor. Por último, foi realizado um modelo térmico com utilização de um balanço mássico e energético ao processo de secagem e sobreaquecimento dos agregados no cilindro exsicador. Conclui-se que as principais influências no consumo de gás natural, na produção de massas asfálticas com inclusão de material reciclado a frio, são: a necessidade energética de aquecimento em função da temperatura a obter, e a energia necessária para remover o conteúdo em humidade presente nos diversos materiais (fresado e agregados).

Viabilidade do biodiesel de microalgas: otimização de técnicas de extração

Os problemas relacionados com o consumo energético e as emissões de poluentes relativas ao setor dos transportes representam seguramente a maior preocupação ao nível Europeu no que respeita aos gases com efeito de estufa e à poluição atmosférica. Uma das formas de resolver/minimizar estes problemas é através da aposta em combustíveis alternativos. Em particular, os biocombustíveis poderão ser uma alternativa interessante aos combustíveis convencionais. As microalgas, como matéria-prima para produção de biodiesel, apresentam-se com excelentes perspetivas de futuro e com vantagens competitivas no campo das energias renováveis. É nesta perspetiva que se enquadra o presente trabalho, cujos objetivos consistiram na extração de biodiesel a partir de microalgas secas (Nannochloropsis gaditana e Scenedesmus sp.) e na otimização das respetivas técnicas de extração lipídica. Verificou-se que, em função dos métodos e condições utilizadas, a espécie Nannochloropsis gaditana apresenta um potencial de produção de biodiesel superior à espécie Scenedesmus sp. (eficiências de extração de 24,6 (wt.%) e 9,4 (wt.%) respetivamente). Um método de rotura celular conjugado com o processo de extração lipídica via solvente orgânico é essencial, pois conseguiu-se um acréscimo de 42% no rendimento de extração, sendo 10 minutos o tempo ideal de operação. Solventes como o metanol e sistema de solventes diclorometano/metanol mostraram ser mais eficazes quando se pretende extrair lípidos de microalgas, com valores de eficiência de remoção de 30,9 (wt.%) e 23,2 (wt.%) respetivamente. De forma a valorizar os resultados obtidos no processo de extração recorreu-se à sua conversão em biodiesel através da transesterificação catalítica ácida, onde se obteve uma eficiência de conversão de 17,8 (wt.%) para a espécie Nannochloropsis gaditana.

AN EXAMINATION OF HYDROXYL RADICAL: OUR CURRENT UNDERSTANDING OF THE OXIDATIVE CAPACITY OF THE TROPOSPHERE THROUGH EMPIRICAL, BOX, AND GLOBAL MODELING APPROACHES

Hydroxyl radical (OH) is the primary oxidant in the troposphere, initiating the removal of numerous atmospheric species including greenhouse gases, pollutants that are detrimental to human health, and ozone-depleting substances. Because of the complexity of OH chemistry, models vary widely in their OH chemistry schemes and resulting methane (CH4) lifetimes. The current state of knowledge concerning global OH abundances is often contradictory. This body of work encompasses three projects that investigate tropospheric OH from a modeling perspective, with the goal of improving the tropospheric community’s knowledge of the atmospheric lifetime of CH4. First, measurements taken during the airborne CONvective TRansport of Active Species in the Tropics (CONTRAST) field campaign are used to evaluate OH in global models. A box model constrained to measured variables is utilized to infer concentrations of OH along the flight track. Results are used to evaluate global model performance, suggest against the existence of a proposed “OH Hole” in the tropical Western Pacific, and investigate implications of high O3/low H2O filaments on chemical transport to the stratosphere. While methyl chloroform-based estimates of global mean OH suggest that models are overestimating OH, we report evidence that these models are actually underestimating OH in the tropical Western Pacific. The second project examines OH within global models to diagnose differences in CH4 lifetime. I developed an approach to quantify the roles of OH precursor field differences (O3, H2O, CO, NOx, etc.) using a neural network method. This technique enables us to approximate the change in CH4 lifetime resulting from variations in individual precursor fields. The dominant factors driving CH4 lifetime differences between models are O3, CO, and J(O3-O1D). My third project evaluates the effect of climate change on global fields of OH using an empirical model. Observations of H2O and O3 from satellite instruments are combined with a simulation of tropical expansion to derive changes in global mean OH over the past 25 years. We find that increasing H2O and increasing width of the tropics tend to increase global mean OH, countering the increasing CH4 sink and resulting in well-buffered global tropospheric OH concentrations.

Identificação do potencial renovável para produção de electricidade na perspectiva da microgeração

Tese submetida à Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências e aprovada em provas públicas para a obtenção do Grau de Doutor em Energia e Ambiente (especialidade em Energia e Desenvolvimento Sustentável).

Use of business analysis in beef businesses to direct management practice change for climate adaptation outcomes

Beef businesses in northern Australia are facing increased pressure to be productive and profitable with challenges such as climate variability and poor financial performance over the past decade. Declining terms of trade, limited recent gains in on-farm productivity, low profit margins under current management systems and current climatic conditions will leave little capacity for businesses to absorb climate change-induced losses. In order to generate a whole-of-business focus towards management change, the Climate Clever Beef project in the Maranoa-Balonne region of Queensland trialled the use of business analysis with beef producers to improve financial literacy, provide a greater understanding of current business performance and initiate changes to current management practices. Demonstration properties were engaged and a systematic approach was used to assess current business performance, evaluate impacts of management changes on the business and to trial practices and promote successful outcomes to the wider industry. Focus was concentrated on improving financial literacy skills, understanding the business’ key performance indicators and modifying practices to improve both business productivity and profitability. To best achieve the desired outcomes, several extension models were employed: the ‘group facilitation/empowerment model’, the ‘individual consultant/mentor model’ and the ‘technology development model’. Providing producers with a whole-of-business approach and using business analysis in conjunction with on-farm trials and various extension methods proved to be a successful way to encourage producers in the region to adopt new practices into their business, in the areas of greatest impact. The areas targeted for development within businesses generally led to improvements in animal performance and grazing land management further improving the prospects for climate resilience.

Comparing fixed and flexible stocking as adaptations to inter-annual rainfall variability in the extensive beef industry of northern Australia

Many beef producers within the extensive cattle industry of northern Australia attempt to maintain a constant herd size from year-to-year (fixed stocking), whereas others adjust stock numbers to varying degrees annually in response to changes in forage supply. The effects of these strategies on pasture condition and cattle productivity cannot easily be assessed by grazing trials. Simulation studies, which include feedbacks of changes to pasture condition on cattle liveweight gain, can extend the results of grazing trials both spatially and temporally. They can compare a large number of strategies, over long periods of time, for a range of climate periods, at locations which differ markedly in climate. This simulation study compared the pasture condition and cattle productivity achieved by fixed stocking at the long-term carrying capacity with that of 55 flexible stocking strategies at 28 locations across Queensland and the Northern Territory. Flexible stocking strategies differed markedly in the degree they increased or decreased cattle stocking rates after good and poor pasture growing seasons, respectively. The 28 locations covered the full range in average annual rainfall and inter-annual rainfall variability experienced across northern Australia. Constrained flexibility, which limited increases in stocking rates after good growing seasons to 10% but decreased them by up to 20% after poor growing seasons, provides sustainable productivity gains for cattle producers in northern Australia. This strategy can improve pasture condition and increase cattle productivity relative to fixed stocking at the long-term carrying capacity, and its capacity to do this was greatest in the semiarid rangeland regions that contain the majority of beef cattle in northern Australia. More flexible stocking strategies, which also increased stocking rates after good growing seasons by only half as much as they decreased them after poor growing seasons, were equally sustainable and more productive than constrained flexibility, but are often impractical at property and industry scales. Strategies with the highest limits (e.g. 70%) for both annual increases and decreases in stocking rates could achieve higher cattle productivity, but this was at the expense of pasture condition and was not sustainable. Constrained flexible stocking, with a 10% limit for increases and a 20% limit for decreases in stocking rates annually, is a risk-averse adaptation to high and unpredictable rainfall variability for the extensive beef industry of northern Australia. © Australian Rangeland Society 2016.

Análisis de la viabilidad técnica y financiera de la generación de energía eléctrica a partir del recurso eólico en el municipio de Pereira

La electricidad es un insumo fundamental para el desarrollo actual de la humanidad, es la pieza clave en aspectos que cubren desde necesidades básicas como el acceso a la salud, educación, vivienda y alimentos, hasta hacer parte esencial del desarrollo tecnológico y económico de un territorio -- En Colombia, la cadena productiva de la generación de energía -bajo una matriz predominante hidroeléctrica- tiene asociados impactos ambientales y sociales como la alteración de los regímenes hidrológicos, el transporte de sedimentos, las migraciones ícticas, el desplazamiento de las comunidades, las condiciones de seguridad alimentaria de las poblaciones afectadas aguas abajo y los procesos de erosión remontante asociados con la construcción de represas, entre otros -- El impacto no solo se presenta en la etapa de construcción, puesto que la generación, transmisión, distribución y uso final generan una huella de carbono bastante significativa -- Si bien el sector eléctrico no es el único generador de gases nocivos, dicha plataforma económica genera por sí sola el 40% de emisiones de dióxido de carbono mundiales y por lo menos el 25% del total de todos los gases efecto invernadero, tal como lo afirma el GWEC, Global Wind Energy Council (Sawyer, 2011: 66); por lo que la implementación de una solución de producción de energía limpia implica la reducción sustancial de las emisiones nocivas para el planeta tierra -- Con el propósito de intensificar la aplicación de energías renovables dentro de la matriz energética internacional, la ONU designó el 2012 como el año oficial de las energías renovables -- El resultado se ve reflejado en la iniciativa Energía Sostenible para Todos - SE4ALL, mediante la cual se plantean tres objetivos que deberán ser alcanzados con la participación y contribución de los países miembros de la ONU: 1) Acceso universal a servicios modernos de energía, 2) Mejora en eficiencia energética y 3) Duplicación de la participación de energías renovables en la matriz energética mundial (SE4ALL, 2012) -- Sumado a esto, el desarrollo y aplicación de energías renovables son herramientas importantes para la mitigación y adaptación al cambio climático en la medida en que reducen gases de efecto invernadero (GEI) y diversifican la canasta energética de los países (FEDESARROLLO, 2013) -- Este trabajo evalúa la posibilidad de incrementar la competitividad nacional y regional a partir de la generación local de energía en el municipio de Pereira y las ventajas de la generación distribuida respecto a la generación centralizada en términos de eficiencia energética, evidenciando el potencial eólico del municipio para su utilización en la generación de energía eléctrica -- La energía eólica, fuente autóctona de electricidad, representa una alternativa para la modificación del modelo productivo convencional, siendo una tecnología competitiva no solo dentro de las renovables sino también con respecto a la cogeneración de energía -- La implementación de ella tiene implícito un mejor aprovechamiento del espacio, un impacto ambiental bajo y un desarrollo a nivel de investigación y tecnología importante -- Su implementación no contamina, contribuyendo a la disminución de emisiones de dióxido de carbono, aportando de este modo en la solución de la crisis ecológica mundial y la desaceleración del cambio climático -- La tecnología eólica representa entonces una alternativa a tener en cuenta para la generación de energía limpia, frente a otras formas tradicionales altamente contaminantes o de gran impacto ambiental -- Pese a todos los factores de importancia que ha adquirido el desarrollo en la materia, existe un número muy limitado de investigaciones que aborden la temática de aplicabilidad de estos criterios en Colombia; específicamente en Pereira no existía a la fecha ningún adelanto investigativo -- La importancia de este estudio radica en el potencial descubierto en un entorno que no había sido explorado, llegando a ser determinante para el futuro desarrollo tecnológico en este campo y dando apertura a otras investigaciones que complementen el presente estudio

Caracterização da tecnologia de frio comercial e profissional

Hoje em dia a preocupação ambiental e a economia são fatores de sustentabilidade que são tidos em conta em países desenvolvidos, especialmente no seio da União Europeia. Reduzir os consumos de energia é, portanto, um ponto-chave para a redução das emissões de gases com efeito de estufa e aumentar a dependência das energias renováveis. Consequentemente surge então a necessidade de aumentar a eficiência dos equipamentos, em particular no presente caso, equipamentos de refrigeração. Para isso foi adotado pela Comissão Europeia uma rotulagem nos produtos consumidores de energia, em particular na refrigeração, os frigoríficos e congeladores domésticos permitindo informar o consumidor para os equipamentos mais eficientes. Mais recentemente, frigoríficos comerciais e profissionais também terão obrigatoriedade de incluir um rótulo energético na parte externa dos mesmos. Nesses rótulos estão incluídas várias informações técnicas do aparelho representadas de uma forma compreensível e lúdica aos olhos do consumidor mais leigo, entre as quais as classes de eficiência energética. As classes de eficiência energética caracterizam-se pela componente tecnológica dos frigoríficos. Perceber quais os componentes e materiais em particular que promovem uma melhor eficiência, quantificar a sua influência e avaliar os seus custos de integração torna-se assim essencial para toda a cadeia envolvida na produção destes equipamentos. Os fluídos frigorigénios e compressores aparentam ser os que mais exercem influência na eficiência de frigoríficos de baixa potência. Tubos capilares com trocador de calor são uma escolha mais eficiente comparado com o tubo capilar padrão que é utilizado nestes frigoríficos. Por forma a obter informação adicional e relevante do ponto de vista da análise energética realizaram-se simulações para determinação do consumo elétrico anual com recurso ao software Pack Calculation Pro. Entre os fluídos frigorigénios R-134a, R-22 e R-410a, os compressores scroll apresentaram consumos mais reduzidos (no máximo de 16%) do que os compressores alternativos. No caso do amoníaco (R-717) os compressores alternativos consumiram em média 14% menos do que os compressores parafuso. O recurso a velocidade variável em compressores permite reduzir o consumo na ordem dos 25%. Válvulas de expansão eletrónicas trazem reduções no consumo de 1,5% quando comparadas com válvulas de expansão termostáticas em compressores de velocidade variável. O propano (R-290) é um gás que mostra ter um melhor desempenho do que o R-134a e R404a em vários compressores, consumindo 16% menos do que o R-404a. Em função da temperatura exterior, o R-290 também apresentou um bom desempenho consumindo em climas quentes (Belém, Brasil) 24% menos do que o R-404a.

Análisis de compensación de emisiones de CO2 por medio de un proyecto de reciclaje de Pet en ENKA de Colombia

Esta investigación evalúa el impacto ambiental del proceso de producción de fibra corta en Enka de Colombia teniendo en cuenta tres escenarios diferentes, utilizando la metodología establecida en el Greenhouse Gas Protocol Standard -- Generando una comparación entre dichos escenarios con el fin de evaluar si hay una compensación entre las emisiones que se generan por el uso de una carboeléctrica y las emisiones que se pueden ahorrar mediante el reciclaje de botellas PET -- A partir de lo anterior se realiza un inventario de análisis de ciclo de vida donde se evalúan las emisiones asociadas a la producción de materias primas, transporte, consumo de energía y residuos para cada escenario -- Con el desarrollo de este proyecto se logra concluir que sí hay una reducción de emisiones por el reciclaje de botellas PET, reduciendo las emisiones de CO2 en aproximadamente un 15.4%

Del videojuego a la realidad : sistema interactivo para la seguridad vial

El vertiginoso crecimiento de los centros urbanos, las tecnologías emergentes y la demanda de nuevos servicios por parte de la población plantea encaminar esfuerzos hacia el desarrollo de las ciudades inteligentes. Éste concepto ha tomado fuerza entre los sectores político, económico, social, académico, ambiental y civil; de forma paralela, se han generado iniciativas que conducen hacia la integración de la infraestructura, la tecnología y los servicios para los ciudadanos. En éste contexto, una de las problemáticas con mayor impacto en la sociedad es la seguridad vial. Es necesario contar con mecanismos que disminuyan la accidentalidad, mejoren la atención a incidentes, optimicen la movilidad urbana y planeación municipal, ayuden a reducir el consumo de combustible y la emisión de gases de efecto de invernadero, así como ofrecer información dinámica y efectiva a los viajeros. En este artículo se describen dos (2) enfoques que contribuyen de manera eficiente dicho problema: los videojuegos como juegos serios y los sistemas de transporte inteligente. Ambos enfoques están encaminados a evitar colisiones y su diseño e implementación requieren componentes altamente tecnológicos (e.g. sistemas telemáticos e informáticos, inteligencia artificial, procesamiento de imágenes y modelado 3D).

Integração lavoura-pecuária-floresta como estratégia para aumentar a produtividade e prover serviços ambientais no noroeste do Paraná.

RESUMO: Os solos da região Noroeste do Paraná apresentam cerca de 85 a 90% de areia e níveis críticos de nutrientes, conferindo alta suscetibilidade à erosão e baixa capacidade de armazenamento de água. Além disso, a região apresenta clima quente, tornando-a bastante vulnerável a estresses abióticos. Uma das estratégias para aumentar a produtividade e, ao mesmo tempo, incrementar serviços ambientais é aumentar a diversidade de atividades, por meio do sistema de integração lavoura-pecuária-floresta (iLPF). O sistema iLPF pode conferir maior taxa de sequestro de carbono, conservação da biodiversidade e melhoria da qualidade do solo, água e ar, em comparação a sistemas não integrados. No município de Santo Inácio, PR, foram conduzidas por cinco anos duas áreas com sistema iLPF. Nos três primeiros anos de condução, foi possível conciliar a produção de grãos (soja), forragem (Brachiaria ruziziensis e B brizantha ) e madeira (eucalipto), sem que um componente prejudicasse o outro. A partir do terceiro ano, as árvores interferiram expressivamente na produtividade de grãos e forragem, indicando a necessidade de redução do número de árvores por área. O iLPF é um sistema de produção relevante para aumentar a provisão de bens e serviços ecossistêmicos na região Noroeste do Paraná, mas que ainda precisa de ajustes tecnológicos para incrementar os ganhos econômicos e ambientais. ABSTRACT: Most soils in Northwest of Paraná state, Brazil, are sandy (85 to 90% sand), with critical nutrient levels, high susceptibility to erosion and low water storage capacity Moreover, the region?s warm weather confers to these soils high vulnerability to abiotic stresses The diversification of production via adoption of integrated cropping-livestock-forestry (ICLF) systems is an important strategy to increase productivity and, simultaneously enhance ecosystem services. ICLF systems can increase carbon sequestration, conserve biodiversity and improve soil, water and air quality, compared with specialized production systems. Two trials were carried out for five years using ICLF in Santo Inácio county in Paraná state, Brazil. In the first three years, it was possible to harmonize production of grains (soybean), fodder (Brachiaria ruziziensis and brizantha) and wood (Eucalyptus) without negative effects of three components on each other. After the third year, the trees significantly reduced grain yield and fodder production, indicating the need for thinning to reduce tree interference. The ICLF system is relevant to increase the delivery of ecosystem goods and services in Northwestern Paraná, though technological adjustments are needed to increase its economic and environmental gains.