Strengthening governance across scales in aquatic agricultural systems

Aquatic agricultural systems in developing countries face increasing competition from multiple stakeholders operating from local to national and regional scales over rights to access and use natural resources—land, water, wetlands, and fisheries-essential to rural livelihoods. A key implication is the need to strengthen governance to enable equitable decision-making amidst such competition, building capacities for resilience and transformations that reduce poverty. This paper provides a simple framework to analyze the governance context for aquatic agricultural system development focused on three dimensions: stakeholder representation, distribution of power, and mechanisms of accountability. Case studies from Cambodia, Bangladesh, Malawi/Mozambique, and Solomon Islands illustrate the application of these concepts to fisheries and aquaculture livelihoods in the broader context of intersectoral and cross-scale governance interacti

Aquatic Agricultural Systems: Annual report

The program on aquatic agricultural systems (AAS) aims to change the way the CGIAR engages with aquatic agricultural systems and the poor and vulnerable communities who depend upon them. To do so the program has focused on three primary lines of work in its first six months: (i) preparing for implementation of the program in focal countries and geographical hubs; (ii) harnessing the best of earlier and ongoing research that contributes to the science themes of the program and which we wish to see expanded and integrated into the program as it develops; (iii) establishing innovative governance and management arrangements that will guide and implement the program. This report summaries the achievements and reviews the progress of the AAS program.

Aperfeiçoamento do algoritmo algébrico sequencial para a identificação de variações abruptas de impedância acústica via otimização

Neste trabalho são utilizados a técnica baseada na propagação de ondas acústicas e o método de otimização estocástica Luus-Jaakola (LJ) para solucionar o problema inverso relacionado à identificação de danos em barras. São apresentados o algoritmo algébrico sequencial (AAS) e o algoritmo algébrico sequencial aperfeiçoado (AASA) que modelam o problema direto de propagação de ondas acústicas em uma barra. O AASA consiste nas modificações introduzidas no AAS. O uso do AASA resolve com vantagens o problema de identificação de danos com variações abruptas de impedância. Neste trabalho são obtidos, usando-se o AAS-LJ e o AASA-LJ, os resultados de identificação de cinco cenários de danos. Três deles com perfil suave de impedância acústica generalizada e os outros dois abruptos. Além disso, com o objetivo de simular sinais reais de um experimento, foram introduzidos variados níveis de ruído. Os resultados alcançados mostram que o uso do AASA-LJ na resolução de problemas de identificação de danos em barras é bastante promissor, superando o AAS-LJ para perfis abruptos de impedância.

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

Estudo da influência da temperatura na desativação de catalisadores automotivos comerciais

Foi estudada a influência da temperatura na desativação de catalisadores automotivos comerciais, à base de Pt/Rh e de Pd/Rh, de diferentes fabricantes. Foram empregadas técnicas de caracterização textural e físico-química como FRX, AAS, fisissorção de N2, TG-ATD, DRX, RTP, quimissorção de H2 e MEV-EDX. Os catalisadores foram avaliados nas reações de oxidação do CO e oxidação do propano, utilizando uma mistura de gases estequiométrica semelhante ao gás de exaustão. Os catalisadores denominados G e V, de Pt/Rh e Pd/Rh, respectivamente, foram envelhecidos a 900C, em condições estequiométricas, e a 1200C, em ar, por períodos de tempo determinados. Em relação ao envelhecimento a 900C, apesar da caracterização apontar melhores resultados para o catalisador G, a comparação com os catalisadores novos indicou que a extensão da desativação sofrida pelo catalisador V foi menor do que aquela sofrida pelo catalisador G. O envelhecimento oxidante a 1200C foi muito prejudicial ao desempenho de ambos os catalisadores. Os difratogramas dos catalisadores envelhecidos nestas condições mostraram fenômenos importantes de transição de fase da alumina, bem como indícios de formação de novas fases a partir do óxido misto de Ce/Zr. Os perfis de RTP mostraram uma grande queda na redutibilidade, tanto para o catalisador G como para o V após este envelhecimento, e as micrografias de MEV-EDX mostraram estruturas muito sinterizadas e vários pontos de Pd aglomerado no catalisador V. Esse catalisador também apresentou partículas de texturas incomuns. Além disso, para ambos foi verificado indícios de perda de material nas amostras calcinadas por 72h a 1200C. Com relação aos resultados de avaliação catalítica, o catalisador G apresentou um desempenho inferior ao do catalisador V. A realização de envelhecimentos em atmosfera oxidante pode justificar esse comportamento uma vez que esse procedimento promove a formação de óxidos de platina, menos ativos que a platina metálica para essas reações. Além disso, este catalisador apresentou um teor de Pt bem abaixo daqueles registrados na literatura para catalisadores automotivos comerciais. Por outro lado, para catalisadores de Pd, o envelhecimento oxidante leva à formação de PdO, mais ativo que o Pd metálico. Outra observação significativa em relação à avaliação catalítica foi o fato de o catalisador G novo ter apresentado uma atividade muito baixa, especialmente para o propano, que tendeu a aumentar com o envelhecimento térmico. Foi sugerido que este catalisador precisaria de uma ativação térmica, a qual o catalisador V parece ter sido submetido durante a fabricação, pois há indícios da ocorrência de certo desgaste térmico neste catalisador novo, como mostrados pelos resultados de fisissorção de N2, DRX, TG-ATD, RTP e MEV-EDX. Foi também mostrado que os resultados de quimisorção de H2, apesar de não poderem ser usados na determinação da dispersão metálica, apresentaram uma tendência de correlação entre o consumo de H2 e o desempenho catalítico expresso como T50 ou T20. Observa-se um aumento na atividade catalítica quando a quantidade de H2 dessorvido (DTP-H2) aumenta. Concluindo, o envelhecimento térmico mostrou ser prejudicial ao desempenho do catalisador comercial, principalmente para situações drásticas como o envelhecimento realizado a 1200C em condições oxidantes

Accumulation of Heavy Metals in Franciscanas from Buenos Aires Province, Argentina

Marine mammals accumulate heavy metals in their tissues at different concentrations according to trophic levels and environmental conditions. The franciscana (Pontoporia blainvillei) is a small coastal species inhabiting the marine and estuarine areas of the Southwestern Atlantic Ocean. Its diet includes numerous species of small fish, squid and crustaceans. The aims of this study were to (i) assess the heavy metal concentration and burden distribution in different franciscana age classes and sex, and to (ii) evaluate both the accumulation processes and the transplacental transference of zinc, cadmium, copper and total mercury. Heavy metal concentrations (wet weight) were determined in eighteen dolphins by Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS), by the cold vapour technique (mercury) or with air/acetylene flame (cadmium, zinc and copper). Liver showed the highest concentrations of mercury (max. 8.8 mg/g), zinc (max. 29.7 mg/g) and copper (max. 19.0 mg/g), whereas the highest cadmium concentrations (max. 6.7 mg/g) were found in kidney. Adults contained the highest concentrations for all heavy metals, followed by juveniles and calves in decreasing order, suggesting an age-related accumulation. No differences (p<0.05) were found between sexes within each age class. Organ burden distribution followed the same pattern for all metals and age classes: liver tissues contained maximum burdens. Mercury concentrations were higher than those of cadmium in both foetuses and newborns; and neither metal could be detected in the foetus. The analysed data suggested differences in the placental transference between metals, being significant for mercury and almost null in the case of cadmium. We can conclude that franciscana accumulates heavy metals and, due to its coastal distribution, it may be considered as a biomonitor of its environment. SPANISH: Los mamíferos marinos acumulan metales pesados en sus tejidos cuyas concentraciones están en relación con su nivel trófico y las condiciones ambientales. La franciscana (Pontoporia blainvillei) es una especie costera que habita áreas marinas y estuariales en el Atlántico Sudoccidental. Su dieta está constituída por peces, como item alimentario principal, calamares y crustáceos. El objetivo del presente trabajo es estudiar la distribución de metales pesados en diferentes clases de edad y en ambos sexos, evaluando procesos de acumulación y cargas de cadmio, mercurio total, cinc y cobre. Las concentraciones de metales pesados (en peso húmedo) fueron determinadas en dieciocho delfines por Espectrofotometría de Absorción Atómica (EAA), usando la técnica de vapor frío (mercurio) o llama de aire/acetileno (cadmio, cinc y cobre). El hígado presentó las concentraciones más altas de mercurio (máx. 8,8 mg/g), cinc (máx. 29,7 mg/g) y cobre (máx. 19,0 mg/g), mientras que las más altas de cadmio (máx. 6,7 mg/g) fueron encontradas en el riñón. Los adultos presentaron los niveles más altos, presentando los juveniles y cachorros concentraciones menores, lo cual sugirió una acumulación con la edad. No se encontraron diferencias significativas (p < 0,05) entre sexos dentro de cada clase de edad. Las cargas de metales pesados en los órganos presentaron la misma disribución para todos los metales y clases de edad. Los valores más altos fueron encontrados en el hígado, incluyendo los correspondientes a cadmio. Las concentraciones de mercurio y cadmio fueron no detectables en el feto, mientras que las de mercurio fueron superiores a las de cadmio en los cachorros. Los datos encontrados en el feto sugieren una transferencia nula a través de la placenta. Podemos concluir que P.blainvillei acumula metales pesados en sus tejidos y debido a su distribución costera, esta especie puede ser considerada como un biomonitor de su ambiente.

Mercúrio total em Orthopristis ruber (Haemulidae) de quatro regiões costeiras do Estado do Rio de Janeiro, Brasil

O objetivo do presente estudo foi investigar as concentrações de mercúrio total (HgT) nos músculos de Orthopristis ruber de quatro ecossitemas costeiros e identificar possíveis correlações existentes entre comprimento, peso, sexo, estação do ano e índices biológicos. O HgT foi analisado nas regiões de Cabo Frio (CF, n=31), Baía de Guanabara (BG, n=61), Baía de Sepetiba (BS, n=43) e Baía da Ilha Grande (BIG, n=32), as quais apresentam diferentes níveis de degradação ambiental. A BG recebe grande quantidade de efluentes domésticos e industriais de toda região metropolitana do Rio de Janeiro e tem sido considerada como uma das áreas mais poluídas do Brasil. Já na BS, a intensa atividade metalúrgica no seu entorno faz com que esta possa ser tida com nível de degradação intermadiária, enquanto CF e BIG são duas áreas vistas como áreas bem preservadas. As concentrações de HgT foram determinadas através de CV-AAS (FIMS - 400,Perkin Elmer) - utilizando boridreto de sódio como agente redutor. Foi utilizado DORM 3 (National Research Council, Canada) como material de referência (média da recuperação DP =99,2 4,9 %). As concentrações médias de HgT DP para BIG e CF foram, respectivamente, 209,8 118,9 ng/g, e 199,9 88,2 ng/g. Estas regiões apresentaram concentrações significativamente mais elevadas, enquanto a BG mostrou concentrações intermediárias (112,9 88,0 ng/g; ANCOVA, p<0,03). Por outro lado, a BS foi a região com as menores concentrações de HgT (11,3 11,5 ng/g). Tais resultados sugerem que, mesmo sendo áreas degradadas, o HgT não está totalmente biodisponível para BG e BS. Ademais, provavelmente as correntes oceânicas são uma fonte de mercúrio para CF e BIG, carreando mercúrio biodisponível para essas áreas. Para BG análises adicionais foram feitas a fim de identificar a acumulação de HgT ao longo do desenvolvimento ontogenético de O. ruber, uma vez que as concentrações do metal foram maiores em adultos do que em juvenis (PERMANOVA, p< 0,0001). As concentrações de HgT foram positivamente relacionadas tanto com o comprimento (Spearman test; r = 0,85; p <0,001) quanto com o peso (Spearman test; r =0,85; p <0,001) dos peixes da BG, mostrando que o O.ruber acumula HgT ao longo da vida. Diferenças entre sexos foram encontradas apenas para os O. ruber da BIG, onde fêmeas (300 ng/g) apresentaram maiores concentrações de HgT que os machos (~150 ng/g). Dentre os índices biológicos analisados, o índice gonadossomático foi o de maior relevância devido sua correlação negativa entre os níveis de HgT com todos os dados em conjunto (p<0.001), tanto para fêmeas (p<0.001) quanto para machos (p<0.02), sugerindo que o mercúrio pode afetar negativamente a reprodução de O.ruber.

Transforming aquatic agricultural systems towards gender equality: a five country review

Aquatic agricultural systems (AAS) are systems in which the annual production dynamics of freshwater and/or coastal ecosystems contribute significantly to total household income. Improving the livelihood security and wellbeing of the estimated 250 million poor people dependent on AAS in Bangladesh, Cambodia, the Philippines, the Solomon Islands and Zambia is the goal of the Worldfish Center-led Consortium Research Program (CRP), “Harnessing the development potential of aquatic agricultural systems for development.” One component expected to contribute to sustainably achieving this goal is enhancing the gender and wider social equity of the social, economic and political systems within which the AAS function. The CRP’s focus on social equity, and particularly gender equity, responds to the limited progress to date in enhancing the inclusiveness of development outcomes through interventions that offer improved availability of resources and technologies without addressing the wider social constraints that marginalized populations face in making use of them. The CRP aims to both offer improved availability and address the wider social constraints in order to determine whether a multi-level approach that engages with individuals, households and communities, as well as the wider social, economic and political contexts in which they function, is more successful in extending development’s benefits to women and other excluded groups. Designing the research in development initiatives to test this hypothesis requires a solid understanding of each CRP country’s social, cultural and economic contexts and of the variations across them. This paper provides an initial input into developing this knowledge, based on a review of literature on agriculture, aquaculture and gender relations within the five focal countries. Before delving into the findings of the literature review, the paper first justifies the expectation that successfully achieving lasting wellbeing improvements for poor women and men dependent on AAS rests in part on advances in gender equity, and in light of this justification, presents the AAS CRP’s conceptual framew

Strengthening impact evaluation in natural resource management

The workshop on Strengthening Evaluation in Natural Resource Management Research is part of an ACIAR-funded Small Research and Development Activity (SRA) on Assessing the Impacts of Natural Resource Management and Policy Research in Development Programs, with WorldFish and Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) as partners. The SRA objectives included a review of literature to identify challenges in assessing the impact of NRMR programs and to propose a framework that addresses them. An exploratory workshop was held in February 2012 to initiate collective action within the CGIAR Research Programs (CRPs) to identify and address their impact challenges and led to the creation of the NRMR impact community of practice (COP). This follow-up workshop brought together members of the COP and partners in the SRA to discuss and reach agreement on how to progress on our collective goals of building new and appropriate approaches for NRMR IE and how to put these approaches into action through our research programs. This report is a documentation of the workshop process and outputs.