A social-ecological impact assessment for public lands management: application of a conceptual and methodological framework

According to the U.S. National Environmental Policy Act of 1969 (NEPA), federal action to manipulate habitat for species conservation requires an environmental impact statement, which should integrate natural, physical, economic, and social sciences in planning and decision making. Nonetheless, most impact assessments focus disproportionately on physical or ecological impacts rather than integrating ecological and socioeconomic components. We developed a participatory social-ecological impact assessment (SEIA) that addresses the requirements of NEPA and integrates social and ecological concepts for impact assessments. We cooperated with the Bureau of Land Management in Idaho, USA on a project designed to restore habitat for the Greater Sage-Grouse (Centrocercus urophasianus). We employed questionnaires, workshop dialogue, and participatory mapping exercises with stakeholders to identify potential environmental changes and subsequent impacts expected to result from the removal of western juniper (Juniperus occidentalis). Via questionnaires and workshop dialogue, stakeholders identified 46 environmental changes and associated positive or negative impacts to people and communities in Owyhee County, Idaho. Results of the participatory mapping exercises showed that the spatial distribution of social, economic, and ecological values throughout Owyhee County are highly associated with the two main watersheds, wilderness areas, and the historic town of Silver City. Altogether, the SEIA process revealed that perceptions of project scale varied among participants, highlighting the need for specificity about spatial and temporal scales. Overall, the SEIA generated substantial information concerning potential impacts associated with habitat treatments for Greater Sage-Grouse. The SEIA is transferable to other land management and conservation contexts because it supports holistic understanding and framing of connections between humans and ecosystems. By applying this SEIA framework, land managers and affected people have an opportunity to fulfill NEPA requirements and develop more comprehensive management plans that better reflect the linkages of social-ecological systems.

Stratégie d'amélioration de la résistance mécanique des zones de connecteurs

Le bois subit une demande croissante comme matériau de construction dans les bâtiments de grandes dimensions. Ses qualités de matériau renouvelable et esthétique le rendent attrayant pour les architectes. Lorsque comparé à des produits fonctionnellement équivalents, il apparait que le bois permet de réduire la consommation d’énergie non-renouvelable. Sa transformation nécessite une quantité d’énergie inférieure que l’acier et le béton. Par ailleurs, par son origine biologique, une structure en bois permet de stocker du carbone biogénique pour la durée de vie du bâtiment. Maintenant permis jusqu’à six étages de hauteur au Canada, les bâtiments de grande taille en bois relèvent des défis de conception. Lors du dimensionnement des structures, les zones des connecteurs sont souvent les points critiques. Effectivement, les contraintes y sont maximales. Les structures peuvent alors apparaitre massives et diminuer l’innovation architecturale. De nouvelles stratégies doivent donc être développées afin d’améliorer la résistance mécanique dans les zones de connecteurs. Différents travaux ont récemment porté sur la création ou l’amélioration de types d’assemblage. Dans cette étude, l’accent est mis sur le renforcement du bois utilisé dans la région de connexion. L’imprégnation a été choisie comme solution de renfort puisque la littérature démontre qu’il est possible d’augmenter la dureté du bois avec cette technique. L’utilisation de cette stratégie de renfort sur l’épinette noire (Picea Mariana (Mill.) BSP) pour une application structurale est l’élément de nouveauté dans cette recherche. À défaut d’effectuer une imprégnation jusqu’au coeur des pièces, l’essence peu perméable de bois employée favorise la création d’une mince couche en surface traitée sans avoir à utiliser une quantité importante de produits chimiques. L’agent d’imprégnation est composé de 1,6 hexanediol diacrylate, de triméthylopropane tricacrylate et d’un oligomère de polyester acrylate. Une deuxième formulation contenant des nanoparticules de SiO2 a permis de vérifier l’effet des nanoparticules sur l’augmentation de la résistance mécanique du bois. Ainsi, dans ce projet, un procédé d’imprégnation vide-pression a servi à modifier un nouveau matériau à base de bois permettant des assemblages plus résistants mécaniquement. Le test de portance locale à l’enfoncement parallèle au fil d’un connecteur de type tige a été réalisé afin de déterminer l’apport du traitement sur le bois utilisé comme élément de connexion. L’effet d’échelle a été observé par la réalisation du test avec trois diamètres de boulons différents (9,525 mm, 12,700 mm et 15,875 mm). En outre, le test a été effectué selon un chargement perpendiculaire au fil pour le boulon de moyen diamètre (12,700 mm). La corrélation d’images numériques a été utilisée comme outil d’analyse de la répartition des contraintes dans le bois. Les résultats ont démontré une portance du bois plus élevée suite au traitement. Par ailleurs, l’efficacité est croissante lorsque le diamètre du boulon diminue. C’est un produit avec une valeur caractéristique de la portance locale parallèle au fil de 79% supérieure qui a été créé dans le cas du test avec le boulon de 9,525 mm. La raideur du bois a subi une augmentation avoisinant les 30%. Suite au traitement, la présence d’une rupture par fissuration est moins fréquente. Les contraintes se distribuent plus largement autour de la région de connexion. Le traitement n’a pas produit d’effet significatif sur la résistance mécanique de l’assemblage dans le cas d’un enfoncement du boulon perpendiculairement au fil du bois. De même, l’effet des nanoparticules en solution n’est pas ressorti significatif. Malgré une pénétration très faible du liquide à l’intérieur du bois, la couche densifiée en surface créée suite au traitement est suffisante pour produire un nouveau matériau plus résistant dans les zones de connexion. Le renfort du bois dans la région des connecteurs doit influencer le dimensionnement des structures de grande taille. Avec des éléments de connexion renforcés, il sera possible d’allonger les portées des poutres, multipliant ainsi les possibilités architecturales. Le renfort pourra aussi permettre de réduire les sections des poutres et d’utiliser une quantité moindre de bois dans un bâtiment. Cela engendrera des coûts de transport et des coûts reliés au temps d’assemblage réduits. De plus, un connecteur plus résistant permettra d’être utilisé en moins grande quantité dans un assemblage. Les coûts d’approvisionnement en éléments métalliques et le temps de pose sur le site pourront être revus à la baisse. Les avantages d’un nouveau matériau à base de bois plus performant utilisé dans les connexions permettront de promouvoir le bois dans les constructions de grande taille et de réduire l’impact environnemental des bâtiments.

Développement d’une stratégie de modification du bois afin de limiter les variations dimensionnelles du produit lambris dans un contexte éco-responsable

Ce travail de thèse présente deux grands axes. Le premier axe, touche les traitements du bois dans le but principal de réduire les variations dimensionnelles et d’améliorer la résistance à l’attaque des champignons lignivores. Le second axe quant à lui, touche l’aspect environnemental du traitement acide citrique-glycérol. Ce dernier a pour but principal de démontrer que le prolongement de la durée de vie en service du produit lambris traité, compense les impacts environnementaux causés par ce traitement. Dans le premier axe, deux traitements ont été réalisés sur deux essences de pin (Pinus strobus L. et Pinus contorta D.). Un traitement à l’anhydride maléique et un autre traitement avec une solution d’acide citrique – glycérol brute (AC-G). Dans le premier cas, les effets de deux paramètres (la durée de séchage et la température d’estérification) sur les résultats des essais de stabilité dimensionnelle, de résistance à la dégradation fongique et de vieillissement accéléré ont été évalués. Trois niveaux de durée de séchage après imprégnation (12 h, 18 h et 24 h) et trois niveaux de température d’estérification (140 °C, 160 °C et 180 °C) ont été considérés. Dans le second cas, après identification du meilleur catalyseur (HCl) et du meilleur ratio acide citrique – glycérol (3/1) pendant les essais préliminaires, les performances de ce traitement sur la stabilité dimensionnelle, la résistance à la pourriture fongique, la dureté de surface et l’adhérence des couches de revêtement de peinture sur la surface du substrat bois ont été analysées. Les résultats obtenus ont été appuyés par une suite d’analyses qualitatives et quantitatives pour mieux comprendre et expliquer. Les analyses qualitatives sont : (i) la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) et (ii) la microscopie électronique à balayage (MEB) tandis que la quantitative, l’analyse par perte de masse a été faite par pesée. Dans le second axe, une analyse des impacts environnementaux du traitement AC-G a été effectuée par le biais du logiciel SimaPro v8. La base de données Ecoinvent v3 et la méthode d’analyse d’impact Impact 2002+ ont été utilisées dans cette partie du travail de thèse. Sur la base des résultats du second traitement (AC-G) et des travaux disponibles dans la littérature, nous avons estimé, une durée de vie en service des lambris traités. Les différents scénarios de la durée de vie du lambris traité mis sur pied par rapport à celle offerte aujourd’hui par l’industrie, nous permettent de modéliser les impacts environnementaux du traitement. A cette fin, l’analyse de cycle de vie (ACV) a été utilisée comme outil de conception. En conclusion, les paramètres, durée de séchage et température d’estérification influencent les résultats obtenus dans le cas du traitement du bois à l’anhydride maléique. La combinaison 24 h de séchage et 180 °C, température d’estérification, représente les paramètres qui offrent les meilleurs résultats de stabilité dimensionnelle, de résistance à la dégradation fongique et de vieillissement accéléré. Le traitement AC-G améliore la stabilité dimensionnelle, la résistance à la dégradation fongique et la dureté de surface des échantillons. Cependant, le traitement réduit l’adhérence des couches de peinture. Les impacts environnementaux produits par le traitement AC-G sont majoritairement liés à la consommation de la ressource énergie (électricité). Le traitement prolonge la durée de vie en service du lambris traité et il a été mis en évidence que le scénario de durée de vie qui permettrait que le lambris traité puisse se présenter comme un produit à faible impact environnemental par rapport au lambris non traité est celui d’une durée de vie de 55 ans.

Desenvolvimento e caracterização de um sabonete contendo borras de café

Desde da antiguidade que o ser humano se preocupa com a sua aparência externa, em especial com a pele. Para além do desenvolvimento de cosméticos, surgiram também produtos mais complexos, os cosmecêuticos, que diferem dos cosméticos devido a poderem influenciar a função biológica da pele, causando modificações positivas e duráveis. O conceito de sustentabilidade é usado para definir ações e atividades humanas que visam suprir as necessidades atuais dos seres humanos, sem comprometer o futuro das próximas gerações. Ou seja, a sustentabilidade está diretamente relacionada ao desenvolvimento económico e material sem agredir o meio ambiente, utilizando os recursos naturais de forma inteligente para que eles se mantenham no futuro. Seguindo estes parâmetros, a humanidade pode garantir o desenvolvimento sustentável. As borras de café são consideradas como um subproduto alimentar, sem grande reutilização, o que promove danos no impacto ambiental. Por outro lado, as borras de café podem exercer grandes benefícios para a pele, pois são consideradas excelentes exfoliantes naturais com propriedades refirmantes. Os produtos à base de cafeína são aliados no combate à celulite, na estimulação da regeneração celular e da circulação sanguínea, bem como, no rejuvenescimento e revitalização da pele. Este trabalho consistiu no desenvolvimento de um sabonete, contendo borras de café, como forma de reaproveitamento de um subproduto alimentar rico em cafeína, com o intuito de obter produtos com boas propriedades cosméticas e elevada estabilidade física e química. As borras de café foram analisadas em termos da sua estabilidade física e química através de ensaios de estabilidade acelerada por centrifugação, textura, reologia e doseamento do teor de cafeína por HPLC. Os resultados obtidos através do controlo físico-químico dos sabonetes, da determinação do potencial irritante cutâneo e da análise sensorial efectuada em voluntários humanos, demonstraram que é possível preparar sabonetes de borra de café com boa estabilidade físico-química, boa tolerância cutânea e com características sensoriais adequadas, utilizando uma base de sabão constituída pelos ingredientes (INCI): Sodium Palmate, Sodium Palm Kernelate, Aqua (water), Glycerine, Fragância de café, Sodium Chloride, Butyrospermum Parkii Butter (Shea Butter), CI 778911 (Titanium Dioxide), Tetrasodium EDTA, CI 77499, Linalool e à qual foi adicionada 5% de borras de café.

Efeito de agentes de controle sobre a qualidade reprodutiva de rainhas de Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae) africanizadas

The agriculture with the use of products with less environmental impact is expanding. In it, the producers offer their products without the use of synthetic chemical inputs, solving the phytosanitary problems with the use of biological or alternative control agents such as parasites, predators, entomopathogenic, alternative products, plant extracts and essential oils. These products can be considered safe to non-target organisms, but studies are needed to find these features on natural enemies and on the beneficial insects such as bees, common frequenter of cultures. In this sense, this study aims to evaluate the effects of control over reproductive quality queens of Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae) Africanized. For this, it tested the action of control products on the production of A. mellifera queens, using the commercial entomopathogenic fungus Boveril® 1,0x108 (Beauveria bassiana) and aqueous extract of pomegranate (Punica granatum) at a concentration of 5% sterile distilled water with Tween (0.01%) and sterile distilled water (controls). The treatments were incorporated into a tissue type gauze, wrapped in an acrylic plate and packed inside minirrecrias type colonies for the production of queens on the day before the transfer of larvae. The next day were introduced battens with 30 domes with larvae to produce queens, so the workers have contacted the agent tested. From the emergence of all the queens, they were monitored to determine the measures of body weight (mg), length and width of wing and abdomen, length, width and height of the chest (mm) as well as the time of emergence of queens. The next step was evaluated the influence of the control agents in production creates, performing measurements of creating areas in cm2 for six straight weeks. It was found that the area creates Queens did not differ among the treatments. Histological analysis of hipofaringeanas of workers glands that came into contact with the control agents and the midgut of virgin queens were also held. Histological analysis differences were observed in the tissues when the treatments were compared with the respective controls.

O potencial energético do gradiente térmico na plataforma continental do sul do brasil

O crescimento da demanda energética, prevista para a metade do século XXI, com números embasados no crescimento demográfico e de consumo dos países em desenvol- vimento, sugere a busca por fontes energéticas renováveis e de menor impacto ao meio ambiente, conforme os tratados da política internacional. Portanto, o fornecimento de energia suplementar se torna vital nas sociedades modernas e sua extensão até o mar tem se constituído uma recente preocupação do ponto de vista enérgico e ecológico. Várias formas de conversão de energia foram desenvolvidas no decorrer dos anos, com destaque para a energia dos gradientes térmicos. A Plataforma Continental Sul do Bra- sil (PSCB) possui alta variabilidade espacial e temporal nos campos de temperatura, de forma que existe a necessidade de uma análise das regiões de maior potencial energético com respeito ao gradiente vertical de temperatura. Neste estudo, foram utilizados dados do modelo OCCAM com uma grade de resolu- ção horizontal de 0, 25o e resolução vertical de 66 níveis, distribuídos ao longo de um sistema de coordenadas vertical. Foram utilizadas imagens de temperatura superfícial do mar (TSM) obtidas a partir do sensor AVHRR (Advanced Very High Resolution Ra- diometer) de forma a realizar a validação dos dados do modelo OCCAM. A análise da média dos dados do modelo indicou um sítio energético de maior viabilidade devido oC ao padrão médio do gradiente térmico de aproximadamente 0, 17 ao longo da coluna vertical (545 m de profundidade) no oceano. Neste local, foram coletados os dados, e aplicados a um módulo de conversão de energia térmica dos oceanos que vem sendo desenvolvido na Universidade Federal do Rio Grande - FURG. A região de estudo de- monstrou possuir um local com ótimo potencial energético, onde a produção máxima de energia pode alcançar 111, 9MW , associada com um padrão variabilidade tempo- ral dominante de 12 meses. Este sítio energético demonstra maior eficiência durante o período de verão e outono ao longo dos anos e sua média para todo o período é de 94, 3MW . Neste estudo, duas correntes: Corrente do Brasil (CB) e a Contra Corrente Costeira (CCC), com águas de origem tropical e subantártica com aportes continentais, respecti- vamente, tem alta correlação com os valores dos gradientes térmicos e com os significa- tivos eventos de conversão energética. O sítio energético demonstrou alta estabilidade à sazonalidade e à gama de eventos meteorológicos e oceanográficos, de forma que pode ser qualificado como uma fonte suplementar a matriz energética do país para um futuro próximo.

Análise experimental e numérica do comportamento de estruturas de solo reforçado com geossintéticos : solo granular versus fino

As estruturas de solo reforçado com geossintéticos são normalmente constituídas por solos granulares com boas propriedades físicas e mecânicas. O uso de apenas este tipo de solos pode proporcionar o aumento, por vezes insustentável, do custo da execução das estruturas e o aumento do seu impacto ambiental. Deste modo, as estruturas de solo reforçado perdem a sua vantagem competitiva em relação a outros tipos de estruturas (muros de betão, muros de gravidade, muros de gabiões, etc.). Para resolver este problema podem ser utilizados outros tipos de solos (solos locais, finos, com propriedades físicas e mecânicas piores mas, no entanto, mais baratos) para a execução deste tipo de estruturas. De forma geral, com este estudo pretendeu-se contribuir para o incremento do conhecimento sobre a utilização de solos finos para a construção de estruturas de solo reforçado (muros e taludes). Para tal avaliaram-se as diferenças no comportamento mecânico dos materiais compósitos (solo granular reforçado versus solo fino reforçado) e das estruturas de solo reforçado constituídas com os dois tipos de solos. Assim, os objetivos deste estudo foram avaliar: a influência de vários parâmetros nas propriedades mecânicas e na capacidade de carga dos solos reforçados com geossintéticos; a influência de vários parâmetros no dimensionamento das estruturas de solo reforçado; e o comportamento das estruturas dimensionadas (incluindo a estabilidade global e a influência do processo construtivo) recorrendo a uma ferramenta numérica (PLAXIS). Para cumprir os objetivos propostos foram realizadas análises experimentais em laboratório (análise do comportamento do solo reforçado através de ensaios triaxiais e de California Bearing Ratio) e análises numéricas (dimensionamento de estruturas de solo reforçado; modelação numérica do comportamento através de uma ferramenta numérica comercial com o método dos elementos finitos). Os resultados dos ensaios experimentais mostraram que o comportamento mecânico e a capacidade de carga do solo foram incrementados com a inclusão das camadas de geossintético. Este efeito variou com os diversos parâmetros analisados mas, de forma geral, foi mais importante no solo fino (solo com propriedades mecânicas piores). As análises numéricas mostraram que as estruturas de solo fino precisaram de maior densidade de reforços para serem estáveis. Além disso, as estruturas de solo fino foram mais deformáveis e o efeito do seu processo construtivo foi mais importante (principalmente para estruturas de solo fino saturado).

CSR Reporting in the Finnish Banking Sector – Status and Recent Development

This thesis reviews the development of CSR reporting in the Finnish banking sector. This was achieved by analyzing the content of specific CSR reports published by three banks during years 2012-2014. The banks selected represent the three largest banks operating in Finland according to their market share, constituting approximately 70 percent of the total perceived market share. The purpose of the analysis is to establish a clear descriptive overview of the status of CSR reporting and how it has thematically developed over the years. The research was conducted with the qualitative content analysis method. By analyzing the contents of the CSR reports it was found that CSR reporting is understood in 3 different themes that reflect the general CSR theory: economic, social and environmental responsibility. The following research focused on analyzing these three core themes separately during years 2012-2014 in order to find specific tendencies in the development of CSR reporting. The results confirm that CSR reporting is developing in the Finnish banking sector. Reporting about economic responsibility is based on core financial performance reporting, and it’s mainly developing in the assessment of the global recession and how the potential fiscal reforms affect to the bank sector’s performance. Economic responsibility is also being understood and reported as a wider concept, including intertwined and shared meanings with the other responsibility reporting themes. The research also suggests that banks value social responsibility reporting increasingly each year. Environmental responsibility reporting is the most standardized form of reporting, however, the reporting development includes the increased use of digitalization as source of lessening the environmental impact.

Simulação do transporte de poeiras radioactivas resultantes de um acidente no complexo de Angra dos Reis, Brasil

O objetivo da avaliação de impactos ambientais (AIA) é permitir uma análise integrada de possíveis impactos diretos ou indiretos ao meio ambiente decorrentes da implantação e operação de empreendimentos, de forma a propor de medidas ou programas que visem evitar, mitigar ou compensar tais impactos. Para tanto é necessário conhecer as diversas características das áreas direta e indiretamente afetadas pela instalação de um projeto, tais como as condições meteorológicas e climatológicas. Estas também são relevantes no estudo das emissões em cenários de operação regular ou acidental de empreendimentos, dada sua influência nas condições de transporte e de dispersão de poluentes na atmosfera. Neste trabalho é realizado um estudo das condições de dispersão de poluentes na atmosfera para a região da Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (CNAAA) em Angra dos Reis, no Estado do Rio de Janeiro, utilizando o modelo WRF, considerando um cenário acidental com liberações por 48 horas. Os dois episódios simulados representam os regimes de tempo predominantes na região obtidos a partir da análise pelo o método k-means sobre as EOFs para o campo de pressões ao nível médio do mar entre os anos de 1985 e 2014. A aplicação da metodologia dos regimes de tempo permite observar os fenômenos meteorológicos de grande escala persistentes e recorrentes sobre uma dada região, servindo como uma ferramenta para a elaboração de estudos e documentos técnicos que fundamentem a decisão dos órgãos reguladores.

Different approaches to municipal solid waste management in Brazil : case study Rio de Janeiro

Inadequate final disposal of municipal solid waste (MSW) is associated with significant greenhouse gas (GHG) emission, environmental, health and safety issues, space consumption, public health and developmental issues in general. The environmental impact of waste is mostly felt in developing countries, inadequate waste management and treatment solution, inadequate policies and outdated practices are some of the factors leading to the significantly high final disposal of waste in dumps in developing countries. Brazil and other developing countries are changing the status quo by adopting polices that will adequately address this problem of inadequate waste management and disposal. Life cycle analysis (LCA) identifies the potential environmental impact of a product though environmental impact assessment, International Organization for Standardization (ISO) created the ISO 14040 and ISO 14044 to serve as principle guidelines for conducting LCA. Various waste treatment solution was applied to identify the waste management solution with the least Global warming potential (GWP) for treating the MSW generated from the city of Rio de Janerio, while reducing significantly final waste disposed in landfill.

Amplificador de RF Doherty assimétrico de 2-vias

Os atuais esquemas de modulação e acesso ao meio, tais como o Wide- Band Code-Division Multiple Access (WCDMA) ou Orthogonal Frequency- Division Multiple Access (OFDMA), que são otimizados para a gestão eficiente do espetro electromagnético e elevada taxa de transmissão, originam sinais de elevado Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) e requisitos de linearidade rigorosos. As arquiteturas de amplificação tradicionais, i.e. baseadas no operação em modo de corrente do dispositivo ativo, são incapazes de satisfazer estes requisitos em simultâneo. Assim, o amplificador de potência (do inglês, Power Ampli_er (PA)) incorre numa degradação significativa de rendimento energético em favor de maior linearidade, aumentando simultaneamente os custos de operação das estacões base para os operadores de telecomunicações móveis e o impacte ambiental. Este trabalho foca-se no estudo da arquitetura Doherty, a principal solução encontrada para melhorar o compromisso linearidade/rendimento para aplicações em estações-base de comunicações móveis. Para tal, são expostos os princípios básicos de amplificadores de rádio frequência assim como a análise teórica do tradicional PA Doherty (do inglês, Doherty Power Amplifier (DhPA)) de duas vias e suas variantes. O estudo _e complementado com o projeto e implementação de um PA excitador, em classe-AB, e de um DhPA de elevada potência, colocando-se em prática a teoria e técnicas de projeto estudadas ao longo deste trabalho, aliadas aos desafios da implementação com dispositivos reais de elevada potência.

Padronização e flexibilidade: proposta de um edifício tipo para uma escola técnica profissionalizante

Nowadays the acquisition of sustainable elements and concepts in construction has been increasingly discussed, improved and incorporated to buildings, since the sector directly interferes in the urban space and environment, representing environmental impact. In order to make a sustainable building (Green Building) it is vital to incorporate less damaging constructive practice, starting from the project until the operation of the enterprise, that means to consider an integrated process of conception, implementation, construction and operation. The more effective sustainable principles participation in architecture happens at the projecting step through minimal environment impact solutions. Among the issues varieties that goes with sustainability proposal of the buildings project, there were added to this work the elements that are directly attached to bioclimatic architecture, more specifically the climate variation, ventilation, lighting and sunlight, that directly affect the project conception. It is important to put in evidence that architecture role goes far beyond the simple activity of building spaces; it is the sequence of political, economic, social and cultural elements, having the users as the main apparatus to its materialization. Thereby this professional dissertation consists of an architecture draft for a professional and technological school in the Rio Grande do Norte State, this dissertation is based on the analysis of previous experience and the bioclimatic principles that implicate in building on hot and dry, hot and humid climates, and the use of strategic solutions that aim the optimization of natural light and ventilation

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.