The problem of the competitiveness of nuclear energy: a biophysical explanation

In this study I try to explain the systemic problem of the low economic competitiveness of nuclear energy for the production of electricity by carrying out a biophysical analysis of its production process. Given the fact that neither econometric approaches nor onedimensional methods of energy analyses are effective, I introduce the concept of biophysical explanation as a quantitative analysis capable of handling the inherent ambiguity associated with the concept of energy. In particular, the quantities of energy, considered as relevant for the assessment, can only be measured and aggregated after having agreed on a pre-analytical definition of a grammar characterizing a given set of finite transformations. Using this grammar it becomes possible to provide a biophysical explanation for the low economic competitiveness of nuclear energy in the production of electricity. When comparing the various unit operations of the process of production of electricity with nuclear energy to the analogous unit operations of the process of production of fossil energy, we see that the various phases of the process are the same. The only difference is related to characteristics of the process associated with the generation of heat which are completely different in the two systems. Since the cost of production of fossil energy provides the base line of economic competitiveness of electricity, the (lack of) economic competitiveness of the production of electricity from nuclear energy can be studied, by comparing the biophysical costs associated with the different unit operations taking place in nuclear and fossil power plants when generating process heat or net electricity. In particular, the analysis focuses on fossil-fuel requirements and labor requirements for those phases that both nuclear plants and fossil energy plants have in common: (i) mining; (ii) refining/enriching; (iii) generating heat/electricity; (iv) handling the pollution/radioactive wastes. By adopting this approach, it becomes possible to explain the systemic low economic competitiveness of nuclear energy in the production of electricity, because of: (i) its dependence on oil, limiting its possible role as a carbon-free alternative; (ii) the choices made in relation to its fuel cycle, especially whether it includes reprocessing operations or not; (iii) the unavoidable uncertainty in the definition of the characteristics of its process; (iv) its large inertia (lack of flexibility) due to issues of time scale; and (v) its low power level.

Biophysical requirements of power-supply systems: nuclear energy and fossil energy

The report presents a grammar capable of analyzing the process of production of electricity in modular elements for different power-supply systems, defined using semantic and formal categories. In this way it becomes possible to individuate similarities and differences in the process of production of electricity, and then measure and compare “apples” with “apples” and “oranges” with “oranges”. For instance, when comparing the various unit operations of the process of production of electricity with nuclear energy to the analogous unit operations of the process of production of fossil energy, we see that the various phases of the process are the same. The only difference is related to characteristics of the process associated with the generation of heat which are completely different in the two systems. As a matter of facts, the performance of the production of electricity from nuclear energy can be studied, by comparing the biophysical costs associated with the different unit operations taking place in nuclear and fossil power plants when generating process heat or net electricity. By adopting this approach, it becomes possible to compare the performance of the two power-supply systems by comparing their relative biophysical requirements for the phases that both nuclear energy power plants and fossil energy power plants have in common: (i) mining; (ii) refining/enriching; (iii) generating heat/electricity; (iv) handling the pollution/radioactive wastes. This report presents the evaluation of the biophysical requirements for the two powersupply systems: nuclear energy and fossil energy. In particular, the report focuses on the following requirements: (i) electricity; (ii) fossil-fuels, (iii) labor; and (iv) materials.

Assessing the viability of power-supply systems: a tentative protocol

This Technical Report presents a tentative protocol used to assess the viability of powersupply systems. The viability of power-supply systems can be assessed by looking at the production factors (e.g. paid labor, power capacity, fossil-fuels) – needed for the system to operate and maintain itself – in relation to the internal constraints set by the energetic metabolism of societies. In fact, by using this protocol it becomes possible to link assessments of technical coefficients performed at the level of the power-supply systems with assessments of benchmark values performed at the societal level throughout the relevant different sectors. In particular, the example provided here in the case of France for the year 2009 makes it possible to see that in fact nuclear energy is not viable in terms of labor requirements (both direct and indirect inputs) as well as in terms of requirements of power capacity, especially when including reprocessing operations.

'Heures' a bio-economic model for Mediterranean fisheries, towards the evaluation of management strategies

The bio-economic model "Heures" is a first attempt to develop a simulation procedure to understand the Northwestern Mediterranean fisheries, to evaluate management strategies and to analyze the feasibility of implementing an adaptative management. The model is built on the interaction among three boxes simulating the dynamics of each of the basic actors of a fishery: the stock, the market and the fishermen. A fourth actor, the manager, imposes or modifies the rules, or, in terms of the model, modifies some particular parameters. Thus, the model allows us to simulate and evaluate the mid-term biologic and economic effects of particular management measures. The bio-economic nature of the model is given by the interaction among the three boxes, by the market simulation and, particularly, by the fishermen behaviour. This last element confers to the model its Mediterranean"selfregulated" character. The fishermen allocate their investments to maximize fishing mortality but, having a legal effort limit, they invest in maintenance and technology in order to increase the catchability, which, as a consequence. will be function of the invested capital.

A bioeconomic model for Mediterranean fisherires, the hake off Catalonia (western Mediterranean) as a case study

The theoretical aspects and the associated software of a bioeconomic model for Mediterranean fisheries are presented. The first objective of the model is to reproduce the bioeconomic conditions in which the fisheries occur. The model is, perforce, multispecies and multigear. The main management procedure is effort limitation. The model also incorporates the usual fishermen strategy of increasing efficiency to obtain increased fishing mortality while maintaining the nominal effort. This is modelled by means of a function relating the efficiency (or technological progress) with the capital invested in the fishery and time. A second objective is to simulate alternative management strategies. The model allows the operation of technical and economic management measures in the presence of different kind of events. Both deterministic and stochastic simulations can be performed. An application of this tool to the hake fishery off Catalonia is presented, considering the other species caught and the different gears used. Several alternative management measures are tested and their consequences for the stock and economy of fishermen are analysed.

O paradigma sistêmico na Ciência Econômica : convergências entre Veblen, estruturas dissipativas e autopoiese

O debate entre os paradigmas da mecânica e o sistêmico tem causado importantes revoluções nos mais diversos campos de conhecimento, principalmente na física, química e biologia. Sendo assim, esta dissertação tem o objetivo de analisar como as teorias sistêmicas mais recentes desenvolvidas na química, a partir de Prigogine, e na biologia, conforme Maturana e Varela, podem contribuir para a abordagem institucionalista de Veblen. Para isso, apoiar-se-á na hipótese fornecida pela Teoria Geral dos Sistemas, de Bertalanffy (2006), no qual se refere que os princípios que regem um determinado sistema independem das particularidades de seus componentes mas do modo como estes se inter-relacionam. Assim, a convergência entre estas três teorias passa a ser válida uma vez que o tipo de sistema tratado em todas seja caracterizado por: 1) irreversibilidade da trajetória de suas mudanças, 2) com oposição à ideia de equilíbrio e 3) a introdução de uma abordagem evolucionária e com tempo histórico. Este trabalho se inicia a partir da introdução ao debate entre os paradigmas da mecânica e sistêmico surgido no ramo da física. Na sequência apresenta os referenciais teóricos do institucionalismo de Veblen e da teoria das estruturas dissipativas e autopoiese. Em seguida é feito a análise de convergência entre os arcabouços teóricos vistos, e verificado como as abordagens de Prigogine juntamente com a de Maturana e Varela podem contribuir para o estudo das instituições. Por fim é mostrado como a abordagem desenvolvida neste trabalho pode auxiliar no tratamento de questões relacionadas à economia, com ênfase dada especificamente no que tange a economia monetária.

A resolução de problemas como estratégia de promoção da educação ambiental para a sustentabilidade: uma intervenção com alunos de 11º ano centrada no tópico da exploração de recursos geológicos na disciplina de Biologia e Geologia

Relatório de estágio de mestrado em Ensino de Biologia e de Geologia no 3º Ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário

Biologia de Glena unipennaria unipennaria (Guenée, 1857) (Lepidoptera, Geometridae) em folhas de Eucalyptus grandis (Hill) Maiden

Este trabalho trata do estudo da biologia de Glena unipennaria unipennaria (Guenée, 1857) (Lepidoptera, Geometridae), cujas lagartas são desfolhadoras e consideradas como praga de grande importância econômica, em povoamentos homogêneos e implantados de Eucalyptus spp. (Myrtaceae), no Brasil. Os insetos foram criados em condições de laboratório (temperatura 25±3°C; UR:70±10; fotoperíodo de 12 horas), no Laboratório de Controle Biológico, do Departamento de Entomologia, da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"-USP, em Piracicaba, SP, em 1978. As lagartas foram alimentadas, exclusivamente, com folhas de Eucalyptus grandis (Hill) Maiden. Foram estudados os seguintes parâmetros: período e viabilidade das fases de ovo, lagarta (exceto viabilidade), pré-pupa; número e duração dos ínstares larvais e consumo foliar na fase larval; longevidade dos a dultos e proporção quanto ao sexo. Medidas lineares foram tomadas das cápsulas cefálicas das lagartas, comprimento e maior largura das pupas e envergadura das asas anteriores dos adultos. Aspectos relacionados com o comportamento e morfologia externa também foram observados.

Biologia do bicho do cesto Oiketicus kirbyi (Lands.-Guilding, 1827) (Lepidoptera, Psychidae) em folhas de Eucalyptus spp

O bicho do cesto, Oiketicus kirbyi (Lands.-Guilding, 1827), inseto extremamente polífago, é praga de várias culturas de importância econômica, principalmente na região sul do Brasil. Sua ocorrência em áreas reflorestadas com eucalipto é freqüente, embora não tenha causado, ainda, danos econômicos de monta. Este trabalho trata da biologia deste inseto em folhas de Eucalyptus spp., com a finalidade de trazer subsídios para o caso de eventuais surtos de O. kirbyi em florestas implantadas. O bicho do cesto foi criado em laboratório em temperatura de 25±3°C, umidade relativa de 70± 10% e fotofase de 13 h. Os seguintes valores médios foram obtidos: período embrionário de 43,1 dias, período larval de 140 dias (machos) e 151 dias (fêmeas), período pupal de 38,2 dias (machos), longevidade dos adultos de 3,0 dias (machos) e 3,9 dias (fêmeas) e período de oviposição 2,1 dias. Foram determinadas, também, as dimensões de ovos, pupas, adultos e das cápsulas cefálicas, o número de ínstares larvais, período de cópula, além da estimativa do dano foliar.

Nuevas orientaciones en historia económica: innovaciones biológicas y cambio técnico, siglos XIX-XX

Las innovaciones biológicas han sido siempre consustanciales al desarrollo económico, pero no suelen ser consideradas en Historia Económica. En parte esta situación es consecuencia de la escasa información disponible de aquella variable, en relación con la clase de informaciones que historiadores y economistas estamos acostumbrados a utilizar. La escasa atención de la Historia Económica por las innovaciones biológicas también está relacionada con la marcada tendencia de sus especialistas a minimizar la importancia de los ciclos biológicos en el sector agrario. Por uno y otro motivo, cuando aquellos especialistas analizan por ejemplo los cambios técnicos en la agricultura, tienden a utilizar unos modelos de referencia más relacionados con aquellas otras actividades, donde la incidencia de los ciclos biológicos es menos evidente a corto plazo. Esta situación también afecta, aunque algo menos, a la Historia Agraria. Las anteriores deficiencias están muy presentes en la Historia Agraria europea. En la historiografía de Estados Unidos, en cambio, las innovaciones biológicas han sido más estudiadas, y las aportaciones que se han realizado en esta dirección son muy destacables.

Biologia floral de Virola surinamensis (Rol.) Warb. (Myristicaceae)

Neste artigo são apresentadas informações sobre a biologia floral de Virola surinamensis (Rol.) Warb. (Myristicaceae), espécie florestal dióica de relevante importância econômica na região amazônica. O estudo foi realizado em uma área de várzea próximo à bacia do igarapé Murutucum, lado direito do rio Guamá, localizada no Campus da Faculdade de Ciências Agrárias do Pará, na cidade de Belém, Estado do Pará, no período de janeiro a dezembro de 2001. Avaliou-se a biologia floral desde o aparecimento dos botões florais até a senescência das flores estaminadas, bem como a formação de frutos nas flores pistiladas. Testes bioquímicos foram aplicados para verificação de odor, pigmentos, osmóforos e receptividade do estigma. A observação no comportamento dos visitantes florais foi realizada durante o período diurno, registrando-se os horários de visitas, tempo de permanência na flor e freqüência; alguns indivíduos foram coletados com rede entomológica e identificados no Departamento de Zoologia do Museu Paraense Emílio Goeldi. A antese ocorreu entre 6 e 16 h nas flores estaminadas e entre 8 e 16 h nas flores pistiladas; a presença de odor foi constatada apenas nas flores estaminadas, enquanto os pigmentos e osmóforos foram encontrados em ambas as flores; o estigma mostrou-se receptivo no período entre 12 e 14 h. Os insetos da ordem diptera foram os visitantes mais freqüentes nas flores estaminadas e pistiladas e as espécies Copestylum sp. e Erystalys sp., as responsáveis pela polinização.

Biologia floral e fragrâncias das flores de Passiflora L

Pós-graduação em Agronomia (Horticultura) - FCA

Os recursos pesqueiros marinhos e estuarinos do Maranhão: biologia, tecnologia, socioeconomia, estado da arte e manejo

O estado do Maranhão possui um grande potencial pesqueiro; entretanto, a pesca foi excluída das prioridades governamentais e científicas. Considerando as lacunas de conhecimento existentes, este trabalho realizou um diagnóstico dos dados pretéritos e atuais disponíveis sobre a pesca no Estado, abordando o estado da arte, caracterização das embarcações e artes de pesca, além da análise de produção, espécies de valor comercial e socioeconomia dos atores sociais envolvidos. A partir do quadro visualizado foi possível delimitar a existência de 21 unidades, aqui denominadas de Sistema de Produção Pesqueira, por meio de um processo de subdivisões sucessivas da atividade pesqueira de acordo com a frota, prática ou arte de pesca, recursos explorados, ambiente, residência, relação de trabalho e renda do pescador e grau de isolamento da área de pesca. Para tanto, foram aplicados questionários com os diferentes atores sociais e vivência em campo. Os sistemas foram caracterizados segundo os aspectos econômicos, sociais, tecnológicos, ecológico e manejo, evidenciando-se uma ampla variedade de práticas e frotas, que atuam, predominantemente, em ambientes costeiros, com pequenas embarcações e artes de pescas simples, capturando diferentes espécies-alvo, principalmente das famílias Scianidae e Aridae. O quadro socioeconômico dos pescadores é de pobreza e abandono, com baixa organização social e pequena renda, precárias condições de moradia e nível educacional e acesso à saúde limitado. O mercado e a legislação têm propiciado o livre acesso aos recursos e práticas predatórias, comprometendo os recursos pesqueiros, que são explotados sem qualquer preocupação com a sustentabilidade, demonstrando insuficiências nas ações de manejo e gerenciamento. Na tentativa de detectar indicadores que estimem o estado de “saúde” dos sistemas utilizou-se a metodologia do Rapfish, através de um conjunto de atributos agrupados em cinco áreas temáticas: ecológica, econômica, social, tecnológica e manejo. Os resultados destacaram como bons indicadores: organização social, número de pescadores explorando o sistema; grau de escolaridade; uso de petrechos destrutivos; medidas de manejo governamentais e tradicionais. A relação de trabalho e renda foram bons critérios para diferenciar três tendências na finalidade das pescarias: subsistência, intermediárias e “semi-indutrial”. Alguns sistemas se destacaram como menos sustentável a exemplo das capturas de siris, que tem declinado por falta de manejo, deficiente organização social e a comercialização de fêmeas ovadas; e das pescarias de lagosta, que utilizam artes consideradas destrutivas. O sistema que envolve a captura de caranguejo sobressaiu-se pela existência de medidas de manejo tradicional e melhor gerenciamento do recurso pelos órgãos públicos. Assim, este estudo permitiu o uso de um sistema de referência para análise e monitoramento da sustentabilidade das pescarias regionais, com em indicadores científicos e/ou etnoconhecimento, que induziu ao surgimento de propostas de manejo norteadas pelo gerenciamento da pesca, organização social e educação ambiental. A seguir, foi realizado estudo de caso do sistema de produção que utilizam as embarcações de médio porte nas pescarias de Cynoscion acoupa utilizando como arte o malhão, para entrar em detalhes de um dos sistemas de produção. Essa escolha teve como base, os grandes volumes de captura, a grande abrangência da área de atuação desse sistema em todo o litoral do Estado, além do grande número de pescadores envolvidos nele, representando importante fonte de renda para o Estado. O estudo de caso prestou especial atenção aos saberes tradicionais da população no uso e na manutenção do recurso, complementados com estudos sobre a pesca e biologia reprodutiva de Cynoscion acoupa, capturadas na região da baía de São Marcos e adjacências. As capturas das pescadas-amarela ocorreram durante todo o ano com safra no início do período chuvoso, e produção estadual estimada em 10.600.00 kg/ano. Verificou-se que este sistema vem sofrendo intensa e desordenada exploração, sendo possível inferir pelas características biológicas da espécie, que o crescente nível de esforço não é compatível com a capacidade de suporte ambiental nem como as necessidades dos pescadores. Quanto aos parâmetros reprodutivos, verificou-se que o comprimento médio de primeira maturação sexual (L50) para os machos foi de 39,9 cm e para as fêmeas a primeira maturação sexual ocorreu com tamanho ligeiramente superior, 41,6 cm de comprimento total. A proporção sexual foi de 1:1,4 favorável aos machos. Constatou-se que a espécie em questão completa todo o seu ciclo de vida na área estudada; o processo reprodutivo ocorre durante todo o ano, com dois picos de desova, um no bimestre novembro/dezembro e outro em março/maio. Acredita-se que por meio das informações obtidas é possível subsidiar melhores propostas e ações de sustentabilidade desta pescaria, combinando o etno-conhecimento e o conhecimento científico deste sistema.

Taxonomia, distribuição e biologia reprodutiva de Ophiuroidea (Echinodermata) das regiões Sudeste e Sul do Brasil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação de genótipos de maracujazeiro e viabilidade econômica da cv. Roxinho do Kênia para exportação

Pós-graduação em Agronomia (Horticultura) - FCA