Is land condition a useful indicator of soil organic carbon stock in Australia?

The grazing lands of northern Australia contain a substantial soil organic carbon (SOC) stock due to the large land area. Manipulating SOC stocks through grazing management has been presented as an option to offset national greenhouse gas emissions from agriculture and other industries. However, research into the response of SOC stocks to a range of management activities has variously shown positive, negative or negligible change. This uncertainty in predicting change in SOC stocks represents high project risk for government and industry in relation to SOC sequestration programs. In this paper, we seek to address the uncertainty in SOC stock prediction by assessing relationships between SOC stocks and grazing land condition indicators. We reviewed the literature to identify land condition indicators for analysis and tested relationships between identified land condition indicators and SOC stock using data from a paired-site sampling experiment (10 sites). We subsequently collated SOC stock datasets at two scales (quadrat and paddock) from across northern Australia (329 sites) to compare with the findings of the paired-site sampling experiment with the aim of identifying the land condition indicators that had the strongest relationship with SOC stock. The land condition indicators most closely correlated with SOC stocks across datasets and analysis scales were tree basal area, tree canopy cover, ground cover, pasture biomass and the density of perennial grass tussocks. In combination with soil type, these indicators accounted for up to 42% of the variation in the residuals after climate effects were removed. However, we found that responses often interacted with soil type, adding complexity and increasing the uncertainty associated with predicting SOC stock change at any particular location. We recommend that caution be exercised when considering SOC offset projects in northern Australian grazing lands due to the risk of incorrectly predicting changes in SOC stocks with change in land condition indicators and management activities for a particular paddock or property. Despite the uncertainty for generating SOC sequestration income, undertaking management activities to improve land condition is likely to have desirable complementary benefits such as improving productivity and profitability as well as reducing adverse environmental impact.

Processos Oxidativos Avançados para Remediação de Águas Contaminadas por Pesticidas

Este trabalho teve como objectivo inicial o estudo de processos oxidativos avançados de forma a remediar e tratar águas contaminadas por pesticidas. No entanto, ao longo do trabalho experimental, constatou-se que os produtos resultantes da degradação de pesticidas são muitas vezes mais tóxicos do que os compostos que lhes deram origem e que, por isso, degradar um composto nem sempre é o melhor para o ambiente. Assim, neste trabalho, procurou-se estudar o processo de degradação com o objectivo de minimizar o impacto ambiental dos pesticidas na água e no ambiente em geral. A parte experimental deste trabalho foi dividida em duas etapas, sendo que, em ambas, a voltametria de onda quadrada e a espectrofotometria de UV/Vis foram os métodos de análise utilizados, para acompanhar o processo de fotodegradação. Na primeira etapa estudou-se a relação entre a estrutura química dos pesticidas MCPA, MCPP, 2.4-D e Dicloroprop e a sua fotodegradação. Soluções aquosas dos pesticidas enunciados foram submetidas a irradiação UV/vis, com incrementos variáveis de tempo de irradiação. Os resultados obtidos, nesta etapa, permitiram constatar diferenças na percentagem de degradação dos diferentes pesticidas. Dos pesticidas estudados verificou-se uma maior fotodegradação para o MCPA e MCPP seguido do Dicloroprop e finalmente o 2.4-D que se degradou menos. Os dados obtidos sugerem que a fotodegradação destes pesticidas está intimamente ligada com a estrutura das moléculas. A presença de um maior número de grupos cloro ligados ao anel aromático nos pesticidas 2,4-D e Dicloroprop faz com que estes sejam mais estáveis e por isso se degradam menos que o MCPA e o MCPP. Por outro lado, o facto de o 2,4-D apresentar um potencial de oxidação mais elevado do que o Dicloroprop, faz com que este seja mais difícil de degradar, o que justifica a diferença entre os dois. Desta forma, foi possível concluir que a estrutura dos pesticidas condiciona o processo de degradação, como esperado. Na segunda etapa, estudou-se a estabilização dos pesticidas MCPA e MCPP após encapsulação, com 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina (HP-β-CD), em água desionizada e em água do rio. Para tal, submeteram-se as soluções aquosas dos pesticidas com e sem ciclodextrina, a irradiação UV/vis, também com incrementos variáveis de tempo. No caso do MCPA verificou-se que, tanto para água desionizada como para água do rio, que este herbicida encapsulado se degrada bastante menos do que o MCPA livre. O encapsulamento permitiu reduzir quase para metade a taxa de fotodegradação. Assim, confirmou-se que a HP-β-CD permite estabilizar este pesticida, tornando-o mais resistente à fotodegradação. Desta forma, originam-se menos produtos de degradação, os quais podem ser mais tóxicos, e reduz-se de o impacto ambiental deste herbicida. Verificou-se também que o MCPA livre se degrada mais em água do rio do que em água desionizada, provavelmente devido à matéria orgânica presente nesta água, que promove o processo de degradação. No que respeita ao MCPP também se constatou que este herbicida se degrada menos encapsulado do que livre, em água desionizada e em água do rio. Neste caso, conseguiu-se reduzir pouco a taxa de fotodegradação, mas, ainda assim se verifica uma estabilização deste pesticida através do encapsulamento. No entanto, tornou-se mais evidente a estabilização do MCPP após encapsulação em água do rio, já que apresenta uma taxa de fotodegradação menor. Este facto demonstra que a HP-β-CD permite estabilizar também este pesticida, tornando-o mais resistente à fotodegradação, e reduzindo seu impacto ambiental.

Probabilistic design optimization of horizontal axis wind turbine rotors

Considerable interest in renewable energy has increased in recent years due to the concerns raised over the environmental impact of conventional energy sources and their price volatility. In particular, wind power has enjoyed a dramatic global growth in installed capacity over the past few decades. Nowadays, the advancement of wind turbine industry represents a challenge for several engineering areas, including materials science, computer science, aerodynamics, analytical design and analysis methods, testing and monitoring, and power electronics. In particular, the technological improvement of wind turbines is currently tied to the use of advanced design methodologies, allowing the designers to develop new and more efficient design concepts. Integrating mathematical optimization techniques into the multidisciplinary design of wind turbines constitutes a promising way to enhance the profitability of these devices. In the literature, wind turbine design optimization is typically performed deterministically. Deterministic optimizations do not consider any degree of randomness affecting the inputs of the system under consideration, and result, therefore, in an unique set of outputs. However, given the stochastic nature of the wind and the uncertainties associated, for instance, with wind turbine operating conditions or geometric tolerances, deterministically optimized designs may be inefficient. Therefore, one of the ways to further improve the design of modern wind turbines is to take into account the aforementioned sources of uncertainty in the optimization process, achieving robust configurations with minimal performance sensitivity to factors causing variability. The research work presented in this thesis deals with the development of a novel integrated multidisciplinary design framework for the robust aeroservoelastic design optimization of multi-megawatt horizontal axis wind turbine (HAWT) rotors, accounting for the stochastic variability related to the input variables. The design system is based on a multidisciplinary analysis module integrating several simulations tools needed to characterize the aeroservoelastic behavior of wind turbines, and determine their economical performance by means of the levelized cost of energy (LCOE). The reported design framework is portable and modular in that any of its analysis modules can be replaced with counterparts of user-selected fidelity. The presented technology is applied to the design of a 5-MW HAWT rotor to be used at sites of wind power density class from 3 to 7, where the mean wind speed at 50 m above the ground ranges from 6.4 to 11.9 m/s. Assuming the mean wind speed to vary stochastically in such range, the rotor design is optimized by minimizing the mean and standard deviation of the LCOE. Airfoil shapes, spanwise distributions of blade chord and twist, internal structural layup and rotor speed are optimized concurrently, subject to an extensive set of structural and aeroelastic constraints. The effectiveness of the multidisciplinary and robust design framework is demonstrated by showing that the probabilistically designed turbine achieves more favorable probabilistic performance than those of the initial baseline turbine and a turbine designed deterministically.

A gestão adequada de resíduos: ênfase ao setor de construção civil

O presente trabalho traz uma analise exploratória a cerca da situação do setor de construção civil e seu impacto ambiental, assim como, o problema da falta de gestão adequada, que possibilite através de politicas públicas e instrumentos econômicos, formas sustentáveis de lidar com os resíduos gerados em todo território nacional. Analisou-se o Plano Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), elaborado para nortear os municípios brasileiros na adequação da Politica Nacional dos Resíduos Sólidos. O PNRS expõe um histórico da situação dos resíduos, e apresenta alternativas especificas para corrigir as externalidades geradas por sua disposição indiscriminada, além de propor metas de gestão eficiente, e alertar quanto as punições estabelecidas pelo não cumprimento da Lei 12.305, que entrou em vigor no dia 02 de agosto de 2010, dando um prazo de quatro anos para que os municípios encontrassem maneiras de descartar de forma correta seus resíduos sólidos, dentre outras abordagens. Também foi realizado levantamento bibliográfico com uso de conceitos microeconômicos envolvendo externalidades, pelo qual se podem notar as diferentes formas negativas com que o setor impacta o meio ambiente.

Desenvolvimento de um relatório de suporte à declaração ambiental de produto: perfis de alumínio

A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) considera todo o ciclo de vida do produto, desde a extração e obtenção da matérias-primas, passando pela produção e fabrico de materiais e energia, até ao tratamento de fim de vida e destino final do produto. As Declarações Ambientais de Produto (DAP) são declarações ambientais Tipo III que apresentam um conjunto de informação quantificada e fidedigna, que funciona como uma excelente ferramenta de comunicação relativa ao desempenho ambiental do produto ao longo do seu ciclo de vida. Este relatório de estágio visa, por um lado, analisar os impactes ambientais no decurso do processo de produção do perfil de alumínio sujeito ao tratamento acetinado 20 natural (AC20NA) e, por outro, elaborar um relatório de suporte, que servirá de base para o desenvolvimento da DAP do perfil de alumínio AC20NA a submeter ao sistema DAPHabitat. O relatório foi elaborado tendo por base a norma EN 15804 e inclui as fases obrigatórias (A1-A3). Desta forma, utilizou-se ao software SimaPro para a análise dos impactes ambientais das várias fases do processo de fabrico do perfil de alumínio em estudo. As fases consideradas foram a extrusão, a anodização (tratamento de superfície), a Estação de Tratamento de águas Residuais Industriais (ETARI) e a embalagem. A fase que mais contribui para as diferentes categorias de impacte é a extrusão, uma vez que é nesta fase que é utilizada a matéria-prima para a produção dos perfis de aluminío.

Avaliação de Impacto Ambiental, Valorização do Efluente e dos Resíduos Sólidos da Indústria Corticeira

A preocupação com o meio ambiente, nomeadamente na descarga de águas residuais, consumo de água excessivo e produção de resíduos industriais, está cada vez mais presente no quotidiano. Devido a estas problemáticas, efetuou-se a avaliação de impacte ambiental (AIA) do processo produtivo das rolhas de cortiça naturais, tratamento das águas de cozedura da cortiça (estudo da possível reutilização do efluente tratado) e valorização de subprodutos – resíduo sólido (raspa de cortiça), sendo estes os objetivos propostos para a realização da presente dissertação. Na AIA, efetuada no decorrer das fases da Análise do Ciclo de Vida (ACV), foram selecionadas 8 categorias de impacte – aquecimento global, acidificação, dessecação, toxicidade e ecotoxicidade, eutrofização, consumo de recursos não renováveis e oxidação foto-química. A água de cozedura caracterizou-se por uma elevada carga poluente, apresentando elevada concentração de cor, Carência Química de Oxigénio (CQO), taninos e lenhina e Sólidos Suspensos Totais (SST). O processo de tratamento proposto consistiu num pré-tratamento por ultrafiltração (UF), com membranas de 30.000 e 20.000 MWCO, seguido de adsorção por carvão ativado (comercial e produzido a partir de raspa de cortiça). No tratamento por UF, utilizando uma membrana de 30.000 MWCO, foram obtidas percentagens de remoção para a primeira amostra de água de cozedura de 74,8 % para a cor, 33,1 % para a CQO e para a segunda amostra de 85,2 % para a cor e 41,8 % para a CQO. Posteriormente, apenas para a segunda amostra de água de cozedura e com uma membrana de 20.000 MWCO, as percentagens de remoção obtidas foram superiores, de 93% para a cor, 68,9 % para a CQO, 88,4 % para taninos e lenhina e 43,0 % para azoto total. No tratamento por adsorção com carvão ativado estudou-se o tempo de equilíbrio do carvão ativado comercial e do carvão ativado produzido a partir de aparas de cortiça, seguindo-se o estudo das isotérmicas de adsorção, no qual foram analisados os parâmetros da cor e CQO para cada solução. Os ajustes dos modelos teóricos aos pontos experimentais demonstraram que ambos os modelos (Langmuir e Freundlich) poderiam ser considerados, uma vez que apresentaram ajustes idênticos. Relativamente ao tratamento de adsorção em contínuo do permeado, obtido por UF com membrana de 20.000 MWCO, constatou-se que ambos os carvões ativados (comercial e produzido) não ficaram saturados, tendo em consideração os tempos de saturação estimados pela capacidade máxima de adsorção (determinada para a isotérmica de Langmuir) e as representações gráficas dos valores experimentais obtidos para cada ensaio. No ensaio de adsorção com carvão ativado comercial verificou-se que o efluente tratado poderia ser descarregado no meio hídrico ou reutilizado no processo industrial (considerando os parâmetros analisados), uma vez que até aos 11 minutos de ensaio a concentração da solução à saída foi de 111,50 mg/L O2, para a CQO, e incolor, numa diluição de 1:20. Em relação à adsorção em contínuo com carvão ativado produzido verificou-se no ensaio 4 que o efluente resultante apresentou uma concentração de CQO de 134,5 mg/L O2 e cor não visível, numa diluição de 1:20, ao fim de 1h22 min de ensaio. Assim, concluiu-se que os valores obtidos são inferiores aos valores limite de emissão (VLE) presentes no Decreto-Lei n.º 236/98 de 1 de Agosto. O carvão ativado produzido apresentou elevada área superficial específica, com 870 m2/g, comparativamente ao carvão comercial que foi de 661 m2/g. O processo de extração da suberina a partir de raspa de cortiça isenta de extraíveis, efetuado através da metanólise alcalina, apresentou percentagens de extração superiores aos restantes métodos. No processo efetuado em scale-up, por hidrólise alcalina, obteve-se uma extração de 3,76 % de suberina. A aplicação da suberina no couro demonstrou que esta cera apresenta enormes potencialidades, uma vez que a sua aplicação confere ao couro um aspeto sedoso, com mais brilho e um efeito de “pull-up”.

Impact of radiofrequency ablation for patients with varicose veins on the budget of the German statutory health insurance system

Objectives: In contrast to other countries, surgery still represents the common invasive treatment for varicose veins in Germany. However, radiofrequency ablation, e.g. ClosureFast, becomes more and more popular in other countries due to potential better results and reduced side effects. This treatment option may cause less follow-up costs and is a more convenient procedure for patients, which could justify an introduction in the statutory benefits catalogue. Therefore, we aim at calculating the budget impact of a general reimbursement of ClosureFast in Germany. Methods: To assess the budget impact of including ClosureFast in the German statutory benefits catalogue, we developed a multi-cohort Markov model and compared the costs of a “World with ClosureFast” with a “World without ClosureFast” over a time horizon of five years. To address the uncertainty of input parameters, we conducted three different types of sensitivity analysis (one-way, scenario, probabilistic). Results: In the Base Case scenario, the introduction of the ClosureFast system for the treatment of varicose veins saves costs of about 19.1 Mio. € over a time horizon of five years in Germany. However, the results scatter in the sensitivity analyses due to limited evidence of some key input parameters. Conclusions: Results of the budget impact analysis indicate that a general reimbursement of ClosureFast has the potential to be cost-saving in the German Statutory Health Insurance.

Auditoria Energética à Escola Secundária Padre Benjamim Salgado - Vila Nova de Famalicão

A dependência energética das grandes economias mundiais alertou o mundo para a necessidade de mudar o comportamento relativo ao consumo de energia. O aumento dos custos energéticos tem induzido ao uso racional da energia por parte das organizações, implicando uma monitorização permanente nas instalações. A eficiência energética é um tema que tem vindo a assumir grande importância nos dias de hoje na nossa sociedade, não só pelos compromissos internacionais assumidos, como também pelo combate ao desperdício energético. Esta dissertação relata o estágio curricular na Agência de Energia do Ave, que inclui uma auditoria energética à escola Padre Benjamim Salgado. O estágio visou essencialmente a contribuição para um modelo de desenvolvimento sustentável, na procura de alternativas com menor impacto ambiental, introduzindo conceitos de eficiência energética e ambiental nos processos de planeamento. Acções de sensibilização e auditorias energéticas foram os projetos que, durante o período curricular, tiveram maior intervenção por parte do autor desta dissertação, tendo em vista a mudança de hábitos de consumo energético na sociedade. A auditoria energética à escola Padre Benjamim Salgado, Joane Vila Nova de Famalicão, apresenta uma abordagem para a determinação da redução dos custos de energia, mantendo o conforto para os seus ocupantes. A escola em análise configura um Grande Edifício de Serviços (GES) à luz de uma análise térmica feita ao edifício escolar, com os valores de eferência atualizados, com entrada em vigor a 31 de dezembro de 2015, ao abrigo da nova regulamentação (decreto-lei n.º118/2013, 20 de Agosto) verificando-se o cumprimento dos requisitos mínimos definidos na Portaria n.º 349/2013 do atual decreto. Foi ainda efetuada, após um levantamento exaustivo, uma análise detalhada das faturas de energia, gás e água, e de todos os equipamentos consumidores de energia que se encontram instalados na instituição.

A implantação de hidrelétricas na Amazônia brasileira, impactos socioambientais e à saúde com as transformações no território : o caso da UHE de Belo Monte

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, Pós-Graduação em Geografia, 2016.

Implementation of the CDM model to the analisys of the hotel sector

The main aim of this study was to determine the impact of innovation on productivity in service sector companies — especially those in the hospitality sector — that value the reduction of environmental impact as relevant to the innovation process. We used a structural analysis model based on the one developed by Crépon, Duguet, and Mairesse (1998). This model is known as the CDM model (an acronym of the authors’ surnames). These authors developed seminal studies in the field of the relationships between innovation and productivity (see Griliches 1979; Pakes and Grilliches 1980). The main advantage of the CDM model is its ability to integrate the process of innovation and business productivity from an empirical perspective.

Elaboración de un plan de gestión de residuos sólidos y estudio de los factores que inciden en la eficiencia y eficacia del plan en las Mecánicas-talleres MAGL y J. J. & Hijos

La generación de residuos sólidos dentro de las mecánicas automotrices en la actualidad, se ha convertido en unos de los principales problemas difíciles de manejar y solucionar, debido al incremento y demanda de vehículos, generando un impacto ambiental negativo tanto en el área de trabajo como en la ciudad. Por tal razón, en varias ciudades del Ecuador y del mundo se ha propuesto la implementación de diferentes planes para el manejo de Residuos Sólidos en este sector. El presente estudio está enfocado a la elaboración de un plan de gestión de Residuos Sólidos, aplicado a dos mecánicas automotrices de la ciudad de Cuenca: J.J. & HIJO y MAGL, realizando de esta manera un análisis a los factores que inciden en la eficiencia y eficacia del mismo. El diseño y aplicación del plan de gestión permitirá estimar el grado de impacto ambiental producido por la generación de los residuos en mecánicas automotrices, por otro lado permitirá la optimización de recursos, disminución de impactos y contaminaciones ambientales, mejoras en el sistema de clasificación, recolección, transporte y disposición final de los desechos e impulsar la conservación de ambiente que nos rodea.

Integrated pest management and the (un)sustainable use of pesticides

Doutoramento em Engenharia Agronómica - Instituto Superior de Agronomia - UL

Sustentabilidade ambiental e humana da produção de alimentos: uma análise comparativa entre agricultura biológica e convencional

A produção e o consumo de alimentos produzidos em agricultura biológica (AB) apoiam-se na ideia da sua superior qualidade nutricional e em supostos efeitos benéficos na saúde humana, bem como no menor impacto ambiental da AB relativamente à agricultura convencional (AC). Mas serão mesmo as dietas baseadas nestes alimentos significativamente mais saudáveis para as pessoas e o ambiente e, portanto, mais sustentáveis que as dietas baseadas no modo convencional? O objetivo deste trabalho é apresentar uma síntese da informação publicada na última década referente a análises comparativas entre AB e AC, através de um conjunto de indicadores de qualidade ambiental e de saúde humana. Foram consultados diversos estudos, privilegiando aqueles que recorreram a um conjunto de indicadores de qualidade ambiental e de saúde humana. A nível ambiental, os estudos apontam para que, apesar das práticas biológicas terem, em geral, impactes menos negativos por unidade de área que as práticas convencionais, o mesmo não se verifica por unidade de produto. Os estudos sobre o impacto comparativo na biodiversidade mostram a tendência benéfica da AB, apesar de as diferenças se afigurarem pouco consistentes. A presença de resíduos de pesticidas e metais pesados em alimentos biológicos é significativamente menor que nos convencionais. A nível nutricional, os vegetais e frutas biológicos apresentam consistentemente conteúdos mais elevados em metabolitos secundários que os convencionais. Todavia, os estudos disponíveis sobre efeitos na saúde são pouco conclusivos quanto a diferenças consistentes entre modos de produção. Evidências científicas suportam a ideia geral de que a AB tende a constituir um modo de produção de alimentos ambiental e humanamente mais sustentável que a AC, embora as diferenças sejam consistentes apenas em alguns indicadores.

Desenvolvimento de membranas porosas de alumina para fins de tratamento de efluente industrial têxtil

Textile production has been considered as an activity of high environmental impact due to the generation of large volumes of waste water with high load of organic compounds and strongly colored effluents, toxic and difficult biodegradability. This thesis deals with obtaining porous alumina ceramic membranes for filtration of textile effluent in the removal of contaminants, mainly color and turbidity. Two types of alumina with different particle sizes as a basis for the preparation of formulation for mass production of ceramic samples and membranes. The technological properties of the samples were evaluated after using sintering conditions: 1,350ºC-2H, 1,450ºC-30M, 1,450ºC-2H, 1,475ºC-30M and 1,475ºC-2H. The sintered samples were characterized by XRD, XRF, AG, TG, DSC, DL, AA, MEA, RL, MRF-3P, SEM and Intrusion Porosimetry by Mercury. After the characterization, a standard membrane was selected with their respective sintering condition for the filterability tests. The effluent was provided by a local Textile Industry and characterized at the entry and exit of the treatment plant. A statistical analysis was used to study the effluent using the following parameters: pH, temperature, EC, SS, SD, oil and grease, turbidity, COD, DO, total phosphorus, chlorides, phenols, metals and fecal coliform. The filtered effluent was evaluated by using the same parameters. These results demonstrate that the feasibility of the use of porous alumina ceramic membranes for removing contaminants from textile effluent with improved average pore size of 0.4 micrometre (distribution range varying from 0,025 to 2.0 micrometre), with total porosity of 29.66%, and average percentages of color removal efficiency of 89.02%, 92.49% of SS, turbidity of 94.55%, metals 2.70% (manganese) to 71.52% (iron) according to each metal and COD removal of 72.80%

Síntese do Poli (ácido láctico) por policondensação direta utilizando um planejamento fatorial

The environmental impact caused by the disposal of non-biodegradable polymer packaging on the environment, as well as the high price and scarcity of oil, caused increase of searches in the area of biodegradable polymers from renewable resources were developed. The poly (lactic acid) (PLA) is a promising polymer in the market, with a large availability of raw material for the production of its monomer, as well as good processability. The aimed of this study was synthesis PLA by direct polycondesation of lactic acid, using the tool of experimental design (DOE) (central composite rotatable design (CCRD)) to optimize the conditions of synthesis. The polymer obtained was characterized by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), viscosimetric analysis, differential scanning calorimeter (DSC) and size exclusion chromatography (SEC). The results confirmed the formation of a poly (lactic acid) semicrystalline in the syntheses performed. Through the central composite rotatable design was possible to optimize the crystallization temperature (Tc) and crystallinity degree (Xc). The crystallization temperature maximum was found for percentage of catalyst around the central point (0,3 (%W)) and values of time ranging from the central point (6h) to the upper level (+1) (8h). The crystallization temperature maximum was found for the total synthesis time of 4h (-1) and percentage of catalyst 0,1(W%) (-1). The results of size exclusion chromatography (SEC) showed higher molecular weights to 0,3 (W%) percent of catalyst and total time synthesis of 3,2h