On propose traditionnellement que les panaches mantelliques jouent un rôle important dans l'amincissement de la lithosphère. Des données sismologiques sous Hawaïi et Cape Verde suggèrent une limite lithosphère-asthénosphère (LAB) jusqu'à 50 km plus superficielle qu'autour. Des modèles numériques ont montré, en effet, qu'une convection à petite échelle (SSC, pour small-scale convection) dans la couche à faible viscosité formée à la base de la lithosphère par l'accumulation de la matière des panaches peut être un mécanisme efficace d'érosion du manteau lithosphérique. Cependant, ces modèles montrent que, si la plaque se déplace, l'érosion thermo-mécanique de la lithosphère ne dépasse pas 30 km. Afin de mieux étudier les interactions panache/lithosphère, et d'ainsi caractériser les paramètres contrôlant cette érosion, nous avons effectué des simulations numériques en 2D qui utilisent un modèle pétro-thermomécanique basé sur des approches en différences finies associées à des marqueurs actifs. Nous avons focalisé sur : (1) la dynamique de la SSC dans la couche à faible viscosité formée par étalement du panache à la base de la lithosphère et (2) l'effet de la fusion partielle sur cette dynamique. La plaque lithosphérique et le manteau sous-jacent sont caractérisés par une composition péridotitique homogène à viscosité newtonienne dépendante de la température et de la pression. Une vitesse constante, comprise entre 5 et 12,5 cm/an, est imposée au sommet de la plaque. Les panaches sont créés en imposant une anomalie thermique de 150 à 350 K en base du modèle (700 km de profondeur). La fusion partielle est calculée à partir d'un paramétrization des solidus et liquidus pour la fusion anhydre des péridotites. Nous modélisons la déplétion de la péridotite et son effet sur la fusion partielle en supposant que le degré de fusion ne peut qu'augmenter au cours du temps. Le liquide est accumulé jusqu'à un seuil et la masse fondue en excès est extraite instantanément. La rhéologie de la péridotite partiellement fondue est déterminée utilisant une constitutive relation basée sur un modèle de contiguïté, qui permet de prendre en compte les effets de la distribution de matière liquide à l'échelle de grain. La densité varie en fonction du degré de fusion partielle et de la déplétion du résidu solide. Nous analysons la cinématique du panache lors de son interaction avec une plaque mobile, la dynamique de la convection à petite-échelle (SSC) et le rajeunissement thermique de la lithosphère qui en résulte. Le temps de démarrage et la vigueur de la SSC et, par conséquent, le nouvel état d'équilibre thermique de la lithosphère à l'aplomb du panache dépendent du nombre de Rayleigh (Ra) dans la couche instable à la base de la lithosphère, qui est contrôlé par l'anomalie de température et la rhéologie dans cette couche. Pour des panaches chauds et vigoureux, le démarrage de la SSC ne dépend pas de la vitesse de la plaque. Pour des panaches plus faibles, le temps de démarrage diminue avec l'augmentation de la vitesse de la plaque. Ce comportement est expliqué par une différence dans la structure thermique de la lithosphère, due à des échanges diffusifs à la base lithosphère plus efficaces pour des panaches lents. La diminution de la viscosité associée à la présence de magma et la diminution de la densité du résidu solide accélèrent le démarrage et accroissent la vigueur de la SSC, entraînant une érosion plus efficace et plus proche du point d'impact de panache sous la lithosphère. / Mantle plumes are traditionally proposed to play an important role in thinning the lithosphere. Seismic images beneath Hawaii and Cape Verde, for instance, show a lithosphere-asthenosphere boundary (LAB) up to 50 km shallower than the surroundings. However, previous numerical modeling of plume-lithosphere interaction implies that unless the plate is stationary the thermo-mechanical erosion of the lithosphere does not exceed 30 km. We used 2D petrological-thermo-mechanical numerical models based on a finite-difference method on a staggered grid and marker in cell method to further study the plume-lithosphere interaction. We focused on: (1) analyzing the dynamics of the small-scale convection (SSC) in the plume wake as a function of the plume vigor and plate velocity and (2) quantifying the effect of partial melting on this SSC. A homogeneous peridotite composition with a Newtonian temperature- and pressure-dependent viscosity is used to simulate both the plate and the convective mantle. A constant velocity, ranging from 5 to 12.5 cm/yr, is imposed at the top of the plate. Plumes are created by imposing a thermal anomaly of 150 to 350 K on a 50 km wide domain at the base of the model (700 km depth); the plate right above the thermal anomaly is 40 Myr old. Partial melting is modeled using the batch-melting solidus and liquidus in anhydrous conditions. We model the progressive depletion of peridotite and its effect on partial melting by assuming that the melting degree only strictly increases through time. Melt is accumulated until a porosity threshold is reached and the excess melt is instantaneously extracted. The rheology of the partially molten peridotite is determined using a viscous constitutive relationship based on a contiguity model, which enables to take into account the effects of grain-scale melt distribution. The density varies as a function of the melt fraction and of the depletion of the residue. We analyze the kinematics of the plume as it impacts a moving plate, the dynamics of time-dependent small-scale convection (SSC) instabilities developing in the low-viscosity layer formed by spreading of hot plume material at the lithosphere base, and the resulting thermal rejuvenation of the lithosphere. The onset time and the vigor of SSC and, hence, the new equilibrium thermal state of the lithosphere atop the plume wake depends on the Rayleigh number (Ra) in the unstable layer at the base of the lithosphere, which is controlled by the temperature anomaly and rheology in the plume-fed layer. For vigorous, hot plumes, SSC onset times do not depend on plate velocity. For more sluggish plumes, SSC onset times decrease with increasing plate velocity. This behavior is explained by differences in the thermal structure of the lithosphere, due to variations in the spreading behavior of the plume material at the lithosphere base. Reduction of the viscosity in partial molten domains and decrease in density of the depleted residuum accelerate and enhance the vigor of small-scale convection in the plume-fed low-viscosity layer at the lithosphere base. It also reduces SSC onset times, leading to more effective erosion closer to the plume-lithosphere impact.

Estima-se que cerca de 16 milhões de mineradores artesanais produzem entre 380 e 450 t de ouro por ano à escala global. Entretanto esta atividade ainda é negligenciada atores sociais e políticos internacionalmente. A equipe do NAP.Mineração vêm desenvolvendo técnicas e conceitos para transformar a mineração artesanal em uma pequena mineração responsável. Dentro destas iniciativas, foi desenvolvido o conceito de reserva mínima e replicação para adequar a pesquisa mineral à realidade da pequena mineral. A ideia central é minimizar o tempo e os recursos financeiros despendidos em pesquisa mineral, minimizando a reserva à apenas o estritamente necessário para o retorno financeiro do investimento inicial. Neste trabalho foi desenvolvido uma metodologia de análise econômica para a pequena mineração utilizando o conceito de reserva mínima, com diferentes estratégias de replicação da pesquisa mineral. A metodologia foi aplicada em um estudo de caso, uma pequena mina de ouro no Equador. Foi realizado também uma análise estocástica de sensibilidade à variação futuro do ouro. Os resultados mostram que a abordagem de reserva mínima é sempre mais vantajosa do ponto de vista econômico. Ao final é discutido o perfil de investidores para a pequena mineração. / It is estimated that about 16 million artisanal miners produce on a global scale between 380 and 450 t of gold per year. However, this activity is still neglected social and political actors internationally. The NAP.Mineração team have developed techniques and concepts to transform artisanal mining in a small mining responsibility. Within these initiatives, it developed the concept of minimum reserves and replication to suit mining research to the reality of small mineral. The central idea is to minimize the time and financial resources spent on mineral exploration, minimizing the reservation to only what is necessary to the financial return of the initial investment. This work developed a methodology of economic analysis for small-scale mining using the concept of minimum reserve with different replication strategies for mineral exploration. The methodology was applied in a case study, a small gold mine in Ecuador. It was also made a stochastic analysis future sensitivity variation of gold. The results show that the minimum booking approach is always more advantageous from an economic point of view. At the end it is discussed the profile for investor in the small-scale mining.

A partir da leitura do PEMAT 2022, referência sobre a expansão da malha dutoviária no Brasil, constata-se que não há previsão de novos gasodutos no médio prazo, fato que prejudica os planos do governo Federal de aumentar a participação do gás natural no mix energético nacional, atualmente responsável por 12,9% da oferta interna de energia. Nesse sentido, surge a possibilidade da indústria do gás natural e de seus consumidores se beneficiarem da infraestrutura existente das ferrovias, a partir do transporte de GNL (gás natural liquefeito) em pequena escala, através de vagões-tanque e contêineres criogênicos. A viabilidade no contexto brasileiro é justificada pelo cenário atual de limitado alcance da rede de gasodutos, grandes distâncias percorridas e potencial oferta de gás natural de fontes energéticas não-convencionais, como os campos do pré-sal e as bacias sedimentares com gás de folhelho. Ainda que a temática seja incipiente no setor do gás natural internacional, experiências bem-sucedidas como as do Japão, dos EUA e da Suécia trazem boas perspectivas de adoção do modal ferroviário para a distribuição do GNL para regiões não atendidas pelas redes de gasodutos. Nos três casos, foram descritos a conjuntura energética, a matriz de transportes e os condicionantes operacionais, no sentido de detectar possíveis similaridades e trazê-las para o Brasil. No caso brasileiro, os mesmos parâmetros foram analisados, além de identificadas algumas das possíveis demandas como, por exemplo, uma maior participação no setor agropecuário e a substituição do diesel utilizado nas locomotivas por GNL. O Brasil reúne as condições mínimas para o funcionamento do modal ferroviário como distribuidor de GN pelo país, porém depende do desenvolvimento destes parâmetros para amadurecimento do mercado de gás natural. / Regarding the PEMAT 2022, Brazils pipeline network expansion reference, it is shown that new pipelines are not foreseen in the medium term, which could impair the Federal governments plans to increase natural gas share in the national energy mix, currently responsible for 12,9% of the total primary energy supply. In this sense, it is possible for the natural gas industry and its consumers to benefit from the existing railroad infrastructure, to haul LNG (liquefied natural gas) on a small-scale, through tank wagons and cryogenic containers. The Brazilian contexts viability is justified by the current scenario of limited gas pipelines range, large distances traveled and potential natural gas supply from unconventional energy sources, such as pre-salt fields and sediment basins with shale gas. Although the topic is incipient in the international natural gas sector, successful experiences such as those in Japan, the USA and Sweden have good prospects for adopting the rail modal for the distribution of LNG to regions not served by pipeline networks. In all three cases, the energy scenario, the transport matrix and the operational constraints were described, in order to detect possible similarities and bring them to Brazil. In the Brazilian case, the same parameters were analyzed, in addition to identified demands, such as a greater participation in the agricultural sector and the replacement of diesel used in locomotives for LNG. Brazil meets the minimum conditions for the operation of the railway modal as natural gas distributor among the country but depends on the development of these parameters for the development of the natural gas market.

Na mineração, grande parte das incertezas e riscos estão associados à caracterização geológica. A adoção das melhores práticas na pesquisa mineral resulta em menor risco e maiores eficácia e eficiência à operação, agregando valor ao empreendimento. No Brasil, em geral, a mineração em pequena escala emprega poucos recursos para a pesquisa mineral, e as melhores práticas são frequentemente ignoradas. Este trabalho aborda a incerteza geológica na mineração e como as melhores práticas de pesquisa mineral podem ser aplicadas na pequena mineração para diminuir riscos e incorporar valor ao projeto. A aplicação da Matriz de Priorização CEBIm em três projetos de pesquisa mineral em pequenos depósitos mostra como essa ferramenta pode ser utilizada de forma simples, prática, rápida e econômica para avaliação do nível de aderência do programa de pesquisa mineral às melhores práticas, que pode indicar a magnitude da incerteza geológica associada ao projeto. / In mining, a large number of uncertainties and risks are associated with geological characterization. The adoption of best practices in mineral exploration results in lower risk and greater effectiveness and efficiency to the operation, adding value to the enterprise. In Brazil, in general, small-scale mining employs little resources for mineral exploration, and the best practices are often ignored. This work addresses the geological risks in mining and how best practices in mineral exploration can be applied in small mining to reduce risks and incorporate value to the project. The application of the CEBIm Priority Matrix in three projects of mineral exploration in small deposits shows how this tool can be utilized in a simple, practical, fast and economical way for assessment of the level of compliance of the mineral exploration program to the best practices, which can indicate the magnitude of geological uncertainty associated with the project.

O estado de São Paulo é o maior consumidor de agregados minerais do Brasil e está entre os maiores produtores destes bens minerais com uma produção voltada principalmente para construção civil, indústria e agricultura. Tendo-se em vista a relevância da mineração, o presente trabalho tem como objetivo caracterizar como a mineração de pequeno porte de areia e brita tem participado no planejamento urbano em regiões metropolitanas, utilizando como exemplo quatro regiões metropolitanas no estado de São Paulo e o Plano de Desenvolvimento Urbano Integrado (PDUI) de cada uma delas. Neste trabalho foi desenvolvido uma metodologia de análise a partir da consulta a fontes de dados primários e secundários. Os dados primários são do setor mineral do estado de São Paulo que engloba a micro, pequena e média mineração, de 2010 a 2014. Os dados secundários foram obtidos a partir de estudos referentes ao mercado produtor e consumidor das substâncias minerais escolhidas para esta pesquisa. Foi realizado também uma análise de como é a gestão de agregados e políticas públicas na Província de Ontário no Canadá. Como o estudo foi focado no estado de São Paulo, cada um dos PDUIs foi analisado e o resultado é que há pouca interação com a setor mineral e que para a mineração no estado de São Paulo ser exemplo de responsabilidade ambiental, social, econômica é necessário transparência e informação sobre a atividade, além da integração dos atores relevantes. / The state of São Paulo is the largest consumer of mineral aggregates in Brazil and one of the largest producers of mineral goods with a production focused mainly on civil construction, agriculture and industry. Taking into account the relevance of mining, the present study aims to characterize how sand and gravel small-scale mining has been contributing to urban planning in metropolitan regions, taking as example, four metropolitan regions in the state of São Paulo and their Integrated Urban Development Plans (IUDP). In this work, an analysis methodology was developed based on the investigation of primary and secondary data sources. The primary data is from the mineral sector of the state of São Paulo, which covers micro, small and medium-mining from 2010 to 2014. Secondary data was obtained from studies concerning the producer and consumer market of the mineral substances chosen for this research. In addition, an analysis regarding aggregate management and public policies was conducted in the Province of Ontario in Canada. Since the study was focused on the state of São Paulo, each of the IUDPs was analyzed and the result is that there is little interaction with the mineral sector and that for mining in the state of São Paulo to be an example of environmental, social and economic responsibility, transparency and information on the activity is necessary, as well as the integration of the relevant actors.

Este trabalho tem como objetivo analisar a tecnologia do ciclo refrigerante misto para obtenção de gás natural liquefeito (GNL). Nessa tecnologia, o GNL é obtido por meio do seu resfriamento através de um ciclo de refrigeração, cujo fluido refrigerante é formado por uma mistura de diversos componentes. O ciclo de refrigeração é usado para resfriar a corrente de gás natural até as condições criogênicas por meio de um trocador de calor. A determinação da composição ótima dessa mistura de refrigerantes é de suma importância para a correta e eficiente operação da planta. O modelo termodinâmico para o cálculo de equilíbrio de fases dos componentes da mistura refrigerante é o baseado na Lei de Raoult, válido para misturas e soluções ideais. Inicialmente, revisam-se os conceitos de refrigerantes mistos, curvas compostas e o ponto de pinça (pinch point), utilizados na implementação da solução computacional. A aplicação dos modelos de gás e solução ideal influencia nos resultados, mas, não obstante, produz bons resultados como os obtidos no presente trabalho. A operação eficiente do ciclo depende, sobretudo, de três parâmetros principais, quais sejam: vazão da mistura refrigerante, razão de pressões alta e baixa do ciclo de refrigeração e composição da mistura refrigerante. Da análise dos resultados obtidos conclui-se que a alteração nas proporções da composição do refrigerante muda significativamente a forma das curvas composta quente e composta fria, quando comparados à alteração dos níveis de pressão e da vazão do ciclo refrigerante. Entretanto, a operacionalização do ciclo somente ocorre se um dado conjunto de valores daqueles parâmetros satisfaça uma determinada diferença mínima de temperatura, ou ponto de pinça, entre as curvas composta quente e composta fria dentro do trocador de calor. Assim, a operação eficiente do ciclo de refrigeração requer a otimização daqueles três parâmetros operacionais. / This work has the objective of analyzing the technology of mixed refrigerant cycle for obtaining liquefied natural gas (LNG). In that technology, the liquefied natural gas is obtained by means of cooling through a refrigeration cycle, whose fluid refrigerant is formed by a mixture of various components. The refrigeration cycle is used to cool the natural gas stream to cryogenic condition with the use of a heat exchanger. The determination of the optimal composition of this refrigerant mixture is very important for the correct and efficient operation of the plant. The thermodynamic model for the equilibrium phase calculation of the refrigerant mixture is based on the Law of Raoult, which is valid for ideal mixtures and solutions. Initially, the concepts of refrigerant mixture, composite curves and pinch point used in the implementation of the numerical solution were reviewed. The application of ideal-gas and ideal-solution models has influence on the results. Nevertheless, it produces good results as those obtained in the present work. The efficient operation of the cycle depends essentially of three key parameters, which are: refrigerant flow rate, the ratio of high to low pressures of the refrigerant cycle and the mixed refrigerant composition. The results indicated that the composition variation of the refrigerant changes significantly the shape of hot and cold composite curves in comparison to the modification in the pressure levels and the refrigerant flow rate of the refrigerant cycle. However, the process will operate only if a given set of values of those parameters satisfies a minimum temperature difference, or pinch point, between the hot and cold composite curves within the heat exchanger. Thus, the efficient operation of the refrigerant cycle requires the optimization of those three operational parameters.

Fishing is one of the main extractive activities of marine resources and constitutes an important source of food, income and livelihood for millions of people around the world. Fishing communities are highly susceptible to economic, social, natural and climate changes. Climate change has affected the livelihoods of fishing communities, and the impacts and consequences are still poorly understood. Therefore, this thesis sought to provide a better understanding of the impacts of climate change on small-scale fishing communities, using an analytical approach focusing on perception and vulnerability. The study area was the South Brazil Bight region, defined as the continental shelf area that extends between Cabo Frio (RJ) and Cabo Santa Marta (SC). The region has unique characteristics, as it is located in the most urbanized and industrialized region of the country and has several small- and large-scale fishing communities. To represent the diversity of the fishing communities in the region, 8 communities with distinct characteristics were selected: Itaipu (RJ), Ilha do Araújo (RJ), Enseada (SP), Bonete (SP), Boqueirão Sul (SP), Mandira (SP), Pontal de Leste (SP) and Praia do Porto (SC). A total of 151 households were interviewed in the selected communities from November 2014 to September 2016. In the first chapter of this thesis, an ethno-oceanographic approach was applied to investigate fisher perceptions on climate and ocean changes and the impact of such changes on fisher livelihoods. The results show that fishers detected changes in the environment and that these changes are positively and negatively impacting their yields and livelihoods. In the second chapter, a cross-scale approach was used to assess and identify the key factors that affect the vulnerability of fishing communities to climate change. Among the vulnerability factors, the distance to the market and urban centers and the lack of institutional support increase fishing community vulnerability to climate change; community organization, strong leadership, partnership with researchers, co-management and livelihood diversification reduce the vulnerability of communities. In the third chapter, the vulnerability approach was used again but at the regional level, by comparing data from the South Brazil Bight with the southern Cape of South Africa. Among the factors that differentiate the two regions, a high dependence on fishing, a strong attachment to place, and the lack of policy focused on small-scale fisheries increase the vulnerability of the communities in the South Brazil Bight, while participation in the decision-making process, ownership of boats and fishing rights are factors that reduce the regional vulnerability of the South Brazil Bight. Therefore, these findings provide a better understanding of the impact of climate change on the livelihood of fishers and fishing communities and serve as a basis for the development of effective climate change adaptation strategies that have minimal social impacts. / A pesca é uma das principais atividades extrativistas de recursos marinhos e constitui importante fonte de alimento, renda e modo de vida para milhões de pessoas ao redor do mundo. As comunidades pesqueiras são bastante susceptíveis às mudanças econômicas, sociais, naturais e também climáticas. Desta forma, as mudanças climáticas têm afetado o modo de vida das comunidades pesqueiras e seus impactos e consequências ainda são pouco explorados. Com isto, a presente tese buscou contribuir para um melhor entendimento dos impactos das mudanças climáticas em comunidades de pesca de pequena escala, usando a percepção e a vulnerabilidade como abordagens analíticas. A região alvo do estudo foi a costa Sudeste do Brasil, definida como a área da plataforma continental que se estende entre o Cabo Frio (RJ) e o Cabo de Santa Marta (SC). A região possui características únicas, pois situa-se na região mais urbanizada e industrializada do país, e abriga uma série de comunidades pesqueiras de pequena e grande escala. Com o intuito de representar a diversidade de comunidades pesqueiras da região, 8 comunidades com características distintas foram selecionadas: Itaipu (RJ), Ilha do Araújo (RJ), Enseada (SP), Bonete (SP), Boqueirão Sul (SP), Mandira (SP), Pontal de Leste (SP) e Praia do Porto (SC). Um total de 151 unidades familiares foram entrevistadas nas comunidades selecionadas no período de Novembro de 2014 a Setembro de 2016. No primeiro capítulo a abordagem etno-oceanográfica foi utilizada para investigar a percepção dos pescadores a respeito das mudanças no clima e nos oceanos e o impacto de tais mudanças no modo de vida dos pescadores. Os resultados encontrados mostram que os pescadores detectam mudanças no ambiente e que tais mudanças estão impactando positiva e negativamente os seus rendimentos e o modo de vida dos pescadores. No segundo capítulo foi utilizado uma abordagem ampla e multiescalar para avaliar e identificar os principais fatores que afetam a vulnerabilidade das comunidades pesqueiras às mudanças climáticas. Dentre os fatores temos a distância ao mercado e aos centros urbanos e a falta de suporte institucional que aumentam a vulnerabilidade; enquanto que organização comunitária, forte liderança, parceria com centros de pesquisa, gestão compartilhada e alternativas de modos de vida que reduzem a vulnerabilidade das comunidades. No terceiro capítulo a abordagem da vulnerabilidade foi novamente utilizada, mas desta vez em nível regional, através da comparação dos dados da costa Sudeste do Brasil com a costa sul da África do Sul. Entre os fatores que diferenciam as duas regiões estão a alta dependência da pesca, forte relação com a comunidade e falta de política pública voltada para a pesca de pequena escala que aumentam a vulnerabilidade das comunidades da costa Sudeste do Brasil; enquanto que participação no processo de tomada de decisão, posse de barcos e das licenças de pesca são fatores que reduzem a vulnerabilidade regional da costa Sudeste do Brasil. Desta forma, estes achados contribuem para melhor compreender o impacto das mudanças climáticas no modo de vida dos pescadores e nas comunidades pesqueiras, servindo de base para a elaboração de estratégias de adaptação às mudanças climáticas mais eficientes e de menor impacto social.

A partir da leitura do PEMAT 2022, referência sobre a expansão da malha dutoviária no Brasil, constata-se que não há previsão de novos gasodutos no médio prazo, fato que prejudica os planos do governo Federal de aumentar a participação do gás natural no mix energético nacional, atualmente responsável por 12,9% da oferta interna de energia. Nesse sentido, surge a possibilidade da indústria do gás natural e de seus consumidores se beneficiarem da infraestrutura existente das ferrovias, a partir do transporte de GNL (gás natural liquefeito) em pequena escala, através de vagões-tanque e contêineres criogênicos. A viabilidade no contexto brasileiro é justificada pelo cenário atual de limitado alcance da rede de gasodutos, grandes distâncias percorridas e potencial oferta de gás natural de fontes energéticas não-convencionais, como os campos do pré-sal e as bacias sedimentares com gás de folhelho. Ainda que a temática seja incipiente no setor do gás natural internacional, experiências bem-sucedidas como as do Japão, dos EUA e da Suécia trazem boas perspectivas de adoção do modal ferroviário para a distribuição do GNL para regiões não atendidas pelas redes de gasodutos. Nos três casos, foram descritos a conjuntura energética, a matriz de transportes e os condicionantes operacionais, no sentido de detectar possíveis similaridades e trazê-las para o Brasil. No caso brasileiro, os mesmos parâmetros foram analisados, além de identificadas algumas das possíveis demandas como, por exemplo, uma maior participação no setor agropecuário e a substituição do diesel utilizado nas locomotivas por GNL. O Brasil reúne as condições mínimas para o funcionamento do modal ferroviário como distribuidor de GN pelo país, porém depende do desenvolvimento destes parâmetros para amadurecimento do mercado de gás natural. / Regarding the PEMAT 2022, Brazils pipeline network expansion reference, it is shown that new pipelines are not foreseen in the medium term, which could impair the Federal governments plans to increase natural gas share in the national energy mix, currently responsible for 12,9% of the total primary energy supply. In this sense, it is possible for the natural gas industry and its consumers to benefit from the existing railroad infrastructure, to haul LNG (liquefied natural gas) on a small-scale, through tank wagons and cryogenic containers. The Brazilian contexts viability is justified by the current scenario of limited gas pipelines range, large distances traveled and potential natural gas supply from unconventional energy sources, such as pre-salt fields and sediment basins with shale gas. Although the topic is incipient in the international natural gas sector, successful experiences such as those in Japan, the USA and Sweden have good prospects for adopting the rail modal for the distribution of LNG to regions not served by pipeline networks. In all three cases, the energy scenario, the transport matrix and the operational constraints were described, in order to detect possible similarities and bring them to Brazil. In the Brazilian case, the same parameters were analyzed, in addition to identified demands, such as a greater participation in the agricultural sector and the replacement of diesel used in locomotives for LNG. Brazil meets the minimum conditions for the operation of the railway modal as natural gas distributor among the country but depends on the development of these parameters for the development of the natural gas market.

Fishing is one of the main extractive activities of marine resources and constitutes an important source of food, income and livelihood for millions of people around the world. Fishing communities are highly susceptible to economic, social, natural and climate changes. Climate change has affected the livelihoods of fishing communities, and the impacts and consequences are still poorly understood. Therefore, this thesis sought to provide a better understanding of the impacts of climate change on small-scale fishing communities, using an analytical approach focusing on perception and vulnerability. The study area was the South Brazil Bight region, defined as the continental shelf area that extends between Cabo Frio (RJ) and Cabo Santa Marta (SC). The region has unique characteristics, as it is located in the most urbanized and industrialized region of the country and has several small- and large-scale fishing communities. To represent the diversity of the fishing communities in the region, 8 communities with distinct characteristics were selected: Itaipu (RJ), Ilha do Araújo (RJ), Enseada (SP), Bonete (SP), Boqueirão Sul (SP), Mandira (SP), Pontal de Leste (SP) and Praia do Porto (SC). A total of 151 households were interviewed in the selected communities from November 2014 to September 2016. In the first chapter of this thesis, an ethno-oceanographic approach was applied to investigate fisher perceptions on climate and ocean changes and the impact of such changes on fisher livelihoods. The results show that fishers detected changes in the environment and that these changes are positively and negatively impacting their yields and livelihoods. In the second chapter, a cross-scale approach was used to assess and identify the key factors that affect the vulnerability of fishing communities to climate change. Among the vulnerability factors, the distance to the market and urban centers and the lack of institutional support increase fishing community vulnerability to climate change; community organization, strong leadership, partnership with researchers, co-management and livelihood diversification reduce the vulnerability of communities. In the third chapter, the vulnerability approach was used again but at the regional level, by comparing data from the South Brazil Bight with the southern Cape of South Africa. Among the factors that differentiate the two regions, a high dependence on fishing, a strong attachment to place, and the lack of policy focused on small-scale fisheries increase the vulnerability of the communities in the South Brazil Bight, while participation in the decision-making process, ownership of boats and fishing rights are factors that reduce the regional vulnerability of the South Brazil Bight. Therefore, these findings provide a better understanding of the impact of climate change on the livelihood of fishers and fishing communities and serve as a basis for the development of effective climate change adaptation strategies that have minimal social impacts. / A pesca é uma das principais atividades extrativistas de recursos marinhos e constitui importante fonte de alimento, renda e modo de vida para milhões de pessoas ao redor do mundo. As comunidades pesqueiras são bastante susceptíveis às mudanças econômicas, sociais, naturais e também climáticas. Desta forma, as mudanças climáticas têm afetado o modo de vida das comunidades pesqueiras e seus impactos e consequências ainda são pouco explorados. Com isto, a presente tese buscou contribuir para um melhor entendimento dos impactos das mudanças climáticas em comunidades de pesca de pequena escala, usando a percepção e a vulnerabilidade como abordagens analíticas. A região alvo do estudo foi a costa Sudeste do Brasil, definida como a área da plataforma continental que se estende entre o Cabo Frio (RJ) e o Cabo de Santa Marta (SC). A região possui características únicas, pois situa-se na região mais urbanizada e industrializada do país, e abriga uma série de comunidades pesqueiras de pequena e grande escala. Com o intuito de representar a diversidade de comunidades pesqueiras da região, 8 comunidades com características distintas foram selecionadas: Itaipu (RJ), Ilha do Araújo (RJ), Enseada (SP), Bonete (SP), Boqueirão Sul (SP), Mandira (SP), Pontal de Leste (SP) e Praia do Porto (SC). Um total de 151 unidades familiares foram entrevistadas nas comunidades selecionadas no período de Novembro de 2014 a Setembro de 2016. No primeiro capítulo a abordagem etno-oceanográfica foi utilizada para investigar a percepção dos pescadores a respeito das mudanças no clima e nos oceanos e o impacto de tais mudanças no modo de vida dos pescadores. Os resultados encontrados mostram que os pescadores detectam mudanças no ambiente e que tais mudanças estão impactando positiva e negativamente os seus rendimentos e o modo de vida dos pescadores. No segundo capítulo foi utilizado uma abordagem ampla e multiescalar para avaliar e identificar os principais fatores que afetam a vulnerabilidade das comunidades pesqueiras às mudanças climáticas. Dentre os fatores temos a distância ao mercado e aos centros urbanos e a falta de suporte institucional que aumentam a vulnerabilidade; enquanto que organização comunitária, forte liderança, parceria com centros de pesquisa, gestão compartilhada e alternativas de modos de vida que reduzem a vulnerabilidade das comunidades. No terceiro capítulo a abordagem da vulnerabilidade foi novamente utilizada, mas desta vez em nível regional, através da comparação dos dados da costa Sudeste do Brasil com a costa sul da África do Sul. Entre os fatores que diferenciam as duas regiões estão a alta dependência da pesca, forte relação com a comunidade e falta de política pública voltada para a pesca de pequena escala que aumentam a vulnerabilidade das comunidades da costa Sudeste do Brasil; enquanto que participação no processo de tomada de decisão, posse de barcos e das licenças de pesca são fatores que reduzem a vulnerabilidade regional da costa Sudeste do Brasil. Desta forma, estes achados contribuem para melhor compreender o impacto das mudanças climáticas no modo de vida dos pescadores e nas comunidades pesqueiras, servindo de base para a elaboração de estratégias de adaptação às mudanças climáticas mais eficientes e de menor impacto social.

Um dos maiores desafios para a mineração no Novo Milênio é a integração da Pequena Mineração no sistema ativo e sustentável de exploração dos recursos minerais. A Pequena Mineração (PM) é uma atividade de mineração definida por baixas despesas e receitas de capital e baixa produtividade. A Mineração Artesanal (MA) é apenas um subconjunto de PM, caracterizada pela mecanização rudimentar, recuperação ineficiente, condições operacionais inseguras e exploração do trabalho. Essa tese pretende demonstrar as seguintes questões de pesquisa: 1) A PM pode ser sustentável? 2) Se sim, como pode ser avaliada? 3) Como a PM sustentável pode ser conseguida na prática? Ao longo da tese é mostrado como a PM pode ser sustentável só saindo da dimensão artesanal. Tal processo depende da sua própria capacidade para operar de forma eficiente. Quando a eficiência operacional é alcançada, a sustentabilidade vem como consequência. Através da eficiência operacional, uma operação de SSM sai da condição artesanal, torna-se sustentável e a sustentabilidade dos meios de subsistência e ambiente circundante é estritamente consequente. Esta tese aborda a questão da PM, de forma quantitativa e não qualitativa. Indicadores básicos são individualizados especificamente para medir as características peculiares de minas artesanais, que as diferenciam das minas industriais. O objetivo desses indicadores é a padronização da avaliação de mina artesanal em termos quantitativos, uma importante ferramenta de pesquisa que não era disponível até agora. A análise desses indicadores permite medir a sustentabilidade potencial de uma mina artesanal, bem como sua atualização ao longo da transformação em uma pequena unidade de mineração industrial. Propõe-se uma nova abordagem para a gestão dos recursos minerais e reservas especificamente para a mineração em pequena escala, a fim de atualizar as minas artesanais em pequenas minas industriais. A abordagem proposta para o cálculo dessa reserva contém dois conceitos principais: uma \"reserva mínima\" necessária para o início do projeto, e a \"replicação\" da operação. A metodologia proposta, aplicada a uma operação de mineração subterrânea de ouro real, mostrou que, no caso em análise, as reservas necessárias para viabilizar a operação de pequena escala são da ordem de grandeza de 1/1000 de que as necessárias para a mineração em grande escala. Este trabalho mostra como uma forma responsável e sustentável de PM é possível e viável, ajudando o desenvolvimento econômico da região onde atua, e criando externalidades positivas, como educação, capacitação, cultura da eficiência e consciência ambiental. / One of the biggest challenges for Mining in the New Millennium is the integration of small-scale mining in the active and sustainable system of exploitation of mineral resources. Small-Scale Mining (SSM) is a mining activity defined by low productivity low capital expenditure and revenues. Artisanal Mining (AM) is just a subset of SSM, characterized by rudimentary mechanization, inefficient recovery, unsafe working conditions and labor exploitation. This thesis intends to answer the following research questions: 1) Can SSM can be sustainable? 2) If so, how can it be evaluated as such? 3) How can sustainable SSM be put into practice? Along the thesis is shown how SSM can be sustainable only coming out of the artisanal dimension. Such a process depends on its own ability to operate efficiently. When operational efficiency is achieved, sustainability comes as a consequence. Through operational efficiency, an operation of SSM comes out of the artisanal condition, it becomes sustainable, and sustainability of surrounding livelihood and environment is strictly consequent. This thesis approaches the issue of SSM in a quantitative and not qualitative way. Basic indicators are individuated specifically to measure the peculiar characteristics of artisanal mines, which differentiate the latter from industrial mines. The purpose of these indicators is the standardization of artisanal mine evaluation on a quantitative basis, an important yet currently unavailable research tool. The analysis of such indicators enables the potential sustainability of an underground artisanal mine to be measured, as well as its upgrade over time towards classification as an industrial small-scale mining unit. It is proposed a new approach for the management of mineral resources and reserves specifically for small-scale mining, in order to upgrade artisanal mines into small-scale industrial mines. The proposed approach to calculate this reserve contains two main concepts: a minimum reserve required for the project start-up and replication to confirm the feasibility of continued operation. The proposed methodology, applied to an actual underground gold mining operation, proved that, in the case analyzed, the reserves required for the small-scale operation are in the order of magnitude of 1/1000 of that required for large-scale mining, when both businesses possess the same level of feasibility. This work shows how a responsible and sustainable form of SSM is possible, achievable and viable, helping the economical development of the area where it operates, and creating positive externalities such as education, capacity building, culture of efficiency and environmental awareness.