Age- or length-based methods of growth estimation. What drives the choice?

Based upon a global comparison of over 400 fisheries, the Principal Components Analysis (PCA) methodology was used to identify factors affecting the choice of growth estimation methods. Of the six factors examined, the growth rate (K) and asymptotic length (L8) explained most of the variations. Financial resources, i.e., Gross National Product (GNP), and latitude were also important factors.

Uma abordagem matricial para modelagem e simulação de redes de trocadores de calor com aplicações para o gerenciamento da deposição

Uma rede de trocadores de calor pode ser definida como um grupo de trocadores de calor interligados com o objetivo de reduzir a necessidade de energia de um sistema, sendo largamente usada nas indústrias de processos. Entretanto, uma rede está sujeita à deposição, a qual causa um decréscimo na efetividade térmica dos trocadores. Este fenômeno é provocado pelo acúmulo de materiais indesejáveis sobre a superfície de troca térmica. Para compensar a redução de efetividade térmica causada pela deposição, torna-se necessário um aumento no consumo de utilidades. Isto eleva os custos de operação, assim como os custos de manutenção. Estima-se que os custos associados à deposição atinjam bilhões de dólares anualmente. Em face a este problema, vários trabalhos de pesquisa têm investigado métodos para prevenir a deposição e/ou gerenciar as operações em uma rede. Estudos envolvem desde a otimização de trocadores de calor individuais, simulação e monitoramento de redes, até a otimização da programação das paradas para limpeza de trocadores de calor em uma rede. O presente trabalho apresenta a proposição de um modelo para simulação de redes de trocadores de calor com aplicações no gerenciamento da deposição. Como conseqüência, foi desenvolvido um conjunto de códigos computacionais integrados, envolvendo a simulação estacionária de redes, a simulação pseudo-estacionária do comportamento de redes em relação à evolução da deposição, a estimação de parâmetros para diagnóstico do problema da deposição e a otimização operacional deste tipo de sistema. Com relação ao simulador estacionário, o modelo da rede foi formulado matricialmente e os balanços de massa e energia são resolvidos como sistemas de equações lineares. Do ponto de vista da otimização, o procedimento proposto redistribui as vazões, visando um melhor aproveitamento térmico dos trocadores da rede, como, por exemplo, buscando as vazões da rede que maximizem a temperatura da corrente de entrada no forno em unidades de destilação atmosférica de óleo cru. Os algoritmos foram implementados em alguns exemplos da literatura e em um problema de uma refinaria real. Os resultados foram promissores, o que sugere que a proposta deste trabalho pode vir a ser uma abordagem interessante para operações envolvendo redes de trocadores de calor

Solução de problemas inversos de transferência radiativa em meios heterogêneos unidimensionais e uma e duas camadas utilizando o algoritmo dos vagalumes

Esta tese apresenta um estudo sobre modelagem computacional onde são aplicadas meta-heurísticas de otimização na solução de problemas inversos de transferência radiativa em meios unidimensionais com albedo dependente da variável óptica, e meios unidimensionais de duas camadas onde o problema inverso é tratado como um problema de otimização. O trabalho aplica uma meta-heurística baseada em comportamentos da natureza conhecida como algoritmo dos vagalumes. Inicialmente, foram feitos estudos comparativos de desempenho com dois outros algoritmos estocásticos clássicos. Os resultados encontrados indicaram que a escolha do algoritmo dos vagalumes era apropriada. Em seguida, foram propostas outras estratégias que foram inseridas no algoritmo dos vagalumes canônico. Foi proposto um caso onde se testou e investigou todas as potenciais estratégias. As que apresentaram os melhores resultados foram, então, testadas em mais dois casos distintos. Todos os três casos testados foram em um ambiente de uma camada, com albedo de espalhamento dependente da posição espacial. As estratégias que apresentaram os resultados mais competitivos foram testadas em um meio de duas camadas. Para este novo cenário foram propostos cinco novos casos de testes. Os resultados obtidos, pelas novas variantes do algoritmo dos vagalumes, foram criticamente analisados.

Previsão do comportamento hidráulico de um rio com base na estimativa de coeficientes que controlam seu escoamento. Estudo de caso: Rio Bengalas, Nova Friburgo-RJ

Nesta tese é realizada a modelagem do comportamento hidráulico dos principais rios que compõem a bacia hidrográfica do Rio Bengalas, localizada no município de Nova Friburgo-RJ, a qual abrange a área mais urbanizada da referida cidade. Para a realização das simulações foi utilizado o Sistema de Modelagem de Águas MOHID, ferramenta MOHID Land. Já para a calibração do modelo foram adotados alguns métodos de otimização, mais precisamente, os algoritmos de Luus- Jaakola (LJ) e Colisão de Partículas (PCA), acoplados ao referido sistema, com o intuito de determinar os principais parâmetros necessários à modelagem de corpos hídricos, bem como suas bacias hidrográficas. Foram utilizados dados topográficos do IBGE disponibilizados pela prefeitura após a elaboração do Plano de Águas Pluviais da região de interesse. Com o modelo devidamente calibrado por meio de dados experimentais, foi realizada a validação do mesmo através da simulação de inundações nesta região. Apesar de técnicas de otimização acopladas à plataforma MOHID terem sido utilizadas pela primeira vez em um rio de montanha, os resultados apresentaram-se importantes e qualitativamente satisfatórios do ponto de vista de auxílio à tomada de decisões, tendo como base a prevenção de danos causados pelas elevações da lâmina dágua que ocorrem frequentemente em Nova Friburgo, como por exemplo, a recente tragédia de janeiro de 2011 ocorrida na Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro.

Energy analysis of the ring seine operations, off Cochin, Kerala

Ring seines are lightly constructed purse seines adapted for operation in the traditional sector. Fish production and energy requirement in the ring seine operations, off Cochin, Kerala, India are discussed in this paper, based on data collected during 1997- 1998. The results reflect the Gross Energy Requirement (GER) situation that existed during 1997-1998. Mean catch per ring seiner per year worked out to be 211.9 t of which sardines (Sardinella spp.) constituted 44.3%, followed by Indian mackerel (Rastrelliger kanagurta) 29.7%, carangids 11.4%, penaeid prawns 2.2%, pomfrets 1.1% and miscellaneous fish 11.3%. Total energy inputs into the ring seine operations were estimated to be 1300.8 GJ. Output by way of fish production was determined to be 931.85 GJ. GER is the sum of all non-renewable energy resources consumed in making available a product or service and is a measure of intensity of non-renewable resource use. GER per tonne of fish landed by ring seiners was estimated to be 6.14. Among the operational inputs, kerosene constituted 73.4% of the GER, followed by petrol (12.7%), diesel (6.7%) and lubricating oil (2.4%). Fishing gear contributed 3.8%, engine 0.8% and fishing craft 0.3% of the GER. Energy ratio for ring seining was 0.72 and energy intensity 1.40.

Soviet Illegal Whaling: The Devil and the Details

In 1948, the U.S.S.R. began a global campaign of illegal whaling that lasted for three decades and, together with the poorly managed “legal” whaling of other nations, seriously depleted whale populations. Although the general story of this whaling has been told and the catch record largely corrected for the Southern Hemisphere, major gaps remain in the North Pacific. Furthermore, little attention has been paid to the details of this system or its economic context. Using interviews with former Soviet whalers and biologists as well as previously unavailable reports and other material in Russian, our objective is to describe how the Soviet whaling industry was structured and how it worked, from the largest scale of state industrial planning down to the daily details of the ways in which whales were caught and processed, and how data sent to the Bureau of International Whaling Statistics were falsified. Soviet whaling began with the factory ship Aleut in 1933, but by 1963 the industry had a truly global reach, with seven factory fleets (some very large). Catches were driven by a state planning system that set annual production targets. The system gave bonuses and honors only when these were met or exceeded, and it frequently increased the following year’s targets to match the previous year’s production; scientific estimates of the sustainability of the resource were largely ignored. Inevitably, this system led to whale populations being rapidly reduced. Furthermore, productivity was measured in gross output (weights of whales caught), regardless of whether carcasses were sound or rotten, or whether much of the animal was unutilized. Whaling fleets employed numerous people, including women (in one case as the captain of a catcher boat). Because of relatively high salaries and the potential for bonuses, positions in the whaling industry were much sought-after. Catching and processing of whales was highly mechanized and became increasingly efficient as the industry gained more experience. In a single day, the largest factory ships could process up to 200 small sperm whales, Physeter macrocephalus; 100 humpback whales, Megaptera novaeangliae; or 30–35 pygmy blue whales, Balaenoptera musculus brevicauda. However, processing of many animals involved nothing more than stripping the carcass of blubber and then discarding the rest. Until 1952, the main product was whale oil; only later was baleen whale meat regularly utilized. Falsified data on catches were routinely submitted to the Bureau of International Whaling Statistics, but the true catch and biological data were preserved for research and administrative purposes. National inspectors were present at most times, but, with occasional exceptions, they worked primarily to assist fulfillment of plan targets and routinely ignored the illegal nature of many catches. In all, during 40 years of whaling in the Antarctic, the U.S.S.R. reported 185,778 whales taken but at least 338,336 were actually killed. Data for the North Pacific are currently incomplete, but from provisional data we estimate that at least 30,000 whales were killed illegally in this ocean. Overall, we judge that, worldwide, the U.S.S.R. killed approximately 180,000 whales illegally and caused a number of population crashes. Finally, we note that Soviet illegal catches continued after 1972 despite the presence of international observers on factory fleets.

Extending the Bajo de Sico, Puerto Rico, Seasonal Closure: An Examination of Small-scale Fishermen’s Perceptions of Possible Socio-economic Impacts on Fishing Practices, Families, and Community

Despite considerable conservation efforts, many reef fish fisheries around the world continue to be in peril. Many are vulnerable to overexploitation because they have predictable and highly aggregated spawning events. In U.S. Caribbean waters, fishery managers are increasingly interested in advancing the use of closed areas as a means for rebuilding reef fisheries, protecting coral reef habitats, and furthering ecosystem-based management while maintaining the sustained participation of local fishing communities. This study details small-scale fishermen’s views on the Caribbean Fishery Management Council’s proposals to lengthen the current Bajo de Sico seasonal closure off the west coast of Puerto Rico to afford additional protection to snapper-grouper spawning populations and associated coral reef habitats. Drawing on snowball sampling techniques, we interviewed 65 small-scale fishermen who regularly operate in the Bajo de Sico area. Snowball sampling is a useful method to sample difficult-to-find populations. Our analysis revealed that the majority of the respondents opposed a longer seasonal closure in the Bajo de Sico area, believing that the existing 3-month closure afforded ample protection to reef fish spawning aggregations and that their gear did not impact deep-water corals in the area. Whilst fishermen’s opposition to additional regulations was anticipated, the magnitude of the socio-economic consequences described was unexpected. Fishermen estimated that a year round closure would cause their gross household income to fall between 10% and 80%, with an average drop of 48%. Our findings suggest that policy analysts and decision-makers should strive to better understand the cumulative impacts of regulations given the magnitude of the reported socio-economic impacts; and, more importantly, they should strive to enhance the existing mechanisms by which fishermen can contribute their knowledge and perspectives into the management process.

Um modelo físico-matemático para escoamentos em meios porosos com transição insaturado-saturado.

Neste trabalho é apresentada uma nova modelagem matemática para a descrição do escoamento de um líquido incompressível através de um meio poroso rígido homogêneo e isotrópico, a partir do ponto de vista da Teoria Contínua de Misturas. O fenômeno é tratado como o movimento de uma mistura composta por três constituintes contínuos: o primeiro representando a matriz porosa, o segundo representando o líquido e o terceiro representando um gás de baixíssima densidade. O modelo proposto possibilita uma descrição matemática realista do fenômeno de transição insaturado/saturado a partir de uma combinação entre um sistema de equações diferenciais parciais e uma desigualdade. A desigualdade representa uma limitação geométrica oriunda da incompressibilidade do líquido e da rigidez do meio poroso. Alguns casos particulares são simulados e os resultados comparados com resultados clássicos, mostrando as consequências de não levar em conta as restrições inerentes ao problema.

Simulador MATLAB para Sistemas Ópticos WDM Amplificados.

Neste trabalho é apresentado um simulador MATLAB para sistemas ópticos WDM amplificados baseado na solução das equações não lineares de Schrödinger acopladas, pelo método de Fourier de passo alternado. Este simulador permite o estudo da propagação de pulsos em fibras ópticas, considerando dispersão cromática, efeitos não lineares como automodulação de fase e modulação de fase cruzada e atenuação, prevendo também o emprego de amplificadores ópticos a fibra dopada com Érbio (EDFAs). Através de simulações numéricas, foi explorada a técnica de otimização do posicionamento de um EDFA ao longo de um enlace óptico, sem repetidores, que objetiva a redução dos custos de implantação de sistemas ópticos, seja pela diminuição da potência do transmissor ou pela relaxação da exigência de sensibilidade do receptor. Além disto, pode favorecer um aumento na capacidade do sistema, através do aumento do alcance ou da taxa de transmissão. A concordância dos resultados obtidos com os disponíveis na literatura confirmam a validade da técnica, bem como a versatilidade e robustez do simulador desenvolvido.

Modelagem da Dinâmica do Sistema de Controle de Lastro de uma Plataforma Semisubmersível.

É descrita a modelagem, para controle, da dinâmica de uma plataforma semisubmersível com seis graus de liberdade. O modelo inclui os efeitos dos tanques de lastro como forças e momentos, assim como a dinâmica da plataforma. Os parâmetros do sistema foram obtidos das características da plataforma e de resultados experimentais obtidos com uma plataforma semisubmersível de dimensões reduzidas. O desenvolvimento de uma metodologia e de um software capazes de determinar o volume submerso e o centro de empuxo de uma estrutura com geometria complexa foram pontos determinantes nessa Dissertação, tendo em vista a complexidade do processo e as importâncias desses parâmetros para o desenvolvimento do modelo. A linearização do modelo permitiu a elaboração de uma estratégia de controle capaz de estabilizar a plataforma mesmo em condições iniciais distantes do equilíbrio. As equações que descrevem o movimento da plataforma nos graus de liberdade vertical, jogo e arfagem foram desenvolvidas. A realocação dos polos e um observador de estado foram utilizados com o objetivo de melhorar o controle do sistema.

Estimating the Economic Impact of the Wild Shrimp, Penaeus sp., Fishery: A Study of Terrebonne Parish, Louisiana

Two approaches are used to estimate the economic impact of domestic wild shrimp, Penaeus sp., fishing in Terrebonne Parish, Louisiana. A 2002 survey of commercial shrimp fishermen in the Parish yields information on sales and operating costs, and results are used to estimate a 1-yr sales effect in the Parish of $36.7 to $128.1 million due to shrimp fishing. In addition, 2001 shrimp ticket sales data ($49.9 million) are input into a REMI (Regional Economic Models, Inc.) model built for the 4-parish bayou region of Louisiana. The REMI model forecasts a year 1 reduction in gross regional product (GRP) of $45.9 million in the 4-parish area if the shrimp fishing industry were to disappear in Terrebonne Parish, and an 8-yr cumulative negative impact on GRP in the bayou region of $191.3 million. Study limitations and suggestions for future research are included.