Neste trabalho estudou-se a evolução da redução da pelota auto-redutora de cromita contendo coque de petróleo, ferro-silício, cal hidratada, sílica e cimento Portland ARI (alta Resistência Inicial), para a obtenção da liga ferro-cromo alto carbono (FeCrAC). As principais variáveis estudadas foram: influência das adições de Fe-75%Si em sinergismo com coque de petróleo, adição de fluxantes, temperatura e tempo de redução. Além disso, foram realizadas experiências para confirmação dos resultados de auto-redução num forno rotativo de laboratório. Inicialmente os materiais (cromita, ferro-silício, coque de petróleo, cal dolomitica, sílica e cimento Portland ARI), foram caracterizados por análise química e análise granulométrica. Após a caracterização, os materiais, foram aglomerados na forma de pelotas (P1, P2, P3, P4 e P5), com adições de 0, 1, 2 e 4% Fe-75%Si, e adições de 2% Fe-75%Si e de fluxantes (3,83% cal dolomitica e 2,88% sílica), respectivamente. A redução das pelotas foi feita num forno de indução podendo atingir temperaturas de até 1973K (1700oC). Os ensaios experimentais foram realizados nas temperaturas de 1773K (1500°C), 1823K (1550oC) e 1873K (1600oC), utilizando-se cadinhos de grafite. Após os ensaios de redução os produtos obtidos (escória e metal) foram analisados por microscopia ótica, por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por análise de espectro de dispersão de energia (EDS). O processo de redução nas pelotas 1, 2, 3 e 4 segue os seguintes fenômenos i) via intermediários gasosos (CO/cromita) formam-se glóbulos metálicos nucleados na superfície das partículas de cromita, inicialmente rico em ferro; ii) estes crescem, pela redução na superfície da cromita deixando óxidos refratários na periferia da partícula de cromita original; iii) uma escoria incipiente se forma com os componentes da pelota (aglomerantes inorgânicos, cinza do redutor e fluxantes) e com a dissolução da ganga das partículas pequenas reduzidas da cromita; iv) a escória incipiente dissolve parte refratária da superfície da cromita, liberando a fase metálica e a escória vai se tornando cada vez mais refratária; v) o nódulo metálico segue crescendo e enriquecendo-se de cromo, reduzindo os óxidos de cromo e eventualmente de ferro dissolvido na escória incipiente; vi) o coalescimento da fase metálica é favorecido pela formação de escória e dissolução da ganga refrataria da cromita. O processo de redução da pelota 5 pela presença de fluxantes forma uma quantidade maior de escória inicial e apresenta os seguintes fenômenos: i) as reações indireta e direta reduzem as partículas finas de cromita, com formação de nódulos metálicos e fase escória nos primeiros instantes de redução; ii) os nódulos metálicos são formados pela redução das partículas finas de cromita. As partículas grandes sofrem pequena redução superficial e são encobertas pela escória, permanecendo dispersas na mesma; iii) a formação de escória encobrindo a cromita prejudica a redução gasosa aumentando o tempo de redução da mesma, porem facilita o coalescimento da fase metálica; iv) o nódulo metálico segue crescendo e enriquecendo-se de cromo, reduzindo aos poucos as partículas grandes de cromita. Existe regeneração do gás redutor (Boudouard) que pode ser diretamente com C do redutor ou com C dissolvido na fase metálica. A auto-redução carbotérmica das pelotas de cromita, na faixa de temperatura 1773K (1500oC) a 1873K (1600°C), sofre grande influência da temperatura, seja com ou sem adição de Fe-75%Si. O aumento da temperatura de 1773K (1500°C) para 1873K (1600°C) diminui o tempo para atingir redução completa conforme segue: i) 8 vezes para pelota sem Fe-75%Si; ii) 4 vezes para pelota com 1% de Fe-75%Si; e iii) 3 vezes para pelota com 2% de Fe-75%Si. Há um efeito significativo de adições de Fe-75%Si em pelotas auto-redutoras de cromita no tempo para atingir redução completa. O teor benéfico destas adições foi de 2%, contribuindo com aproximadamente 9% de calor necessário para redução completa, para as temperaturas ensaiadas de 1873K (1600ºC), 1823K (1550ºC) e 1773K (1500ºC). A evolução da redução é altamente sensível (diminui) com adição de fluxantes formadores de escória com temperatura líquidus abaixo de 1773K (1500ºC). A evolução da redução pela reação indireta (CO/cromita) é notavelmente mais rápida que a redução pela reação direta (C/cromita e C dissolvido na fase metálica/óxido de cromo na escória). A redução gasosa atuante nos primeiros estágios de redução, vai sendo prejudicada à medida que aumenta a quantidade de escória. As pelotas (1, 2, 3 e 4) sem adição de fluxantes (sílica e cal dolomítica), após reduzidas, são altamente porosas e têm pequena formação de fase escória se comparar com aquelas com adição de fluxantes com formação maior de fase escória (pelota 5). A pelota 3 com 2% de Fe-75%Si apresentou melhores resultados em relação ao tempo de redução. A pelota com adição de 4% Fe-75%Si (pelota 4), não apresentou diminuição do tempo de redução, devido a uma maior formação de escória que prejudica a reação indireta (mais rápida). As evidências micrográficas, auxiliadas por análises por EDS, mostraram que as reduções das partículas de cromita, foram praticamente completas quando as frações de reação se aproximam da unidade, confirmando a confiabilidade da metodologia utilizada. A redução da pelota auto-redutora, independente da sua composição, acontece de forma não isotérmica apesar de ser ensaiada numa temperatura isotérmica, apresentando-se um gradiente de temperatura entre a superfície e o centro da pelota, ao longo do tempo, mas esta desaparece conforme a reação progride tornando-se uniforme ao final da reação; evidenciando que a transferência de calor é a etapa lenta do processo devido: às reações de redução serem bastante endotérmicas; ao tamanho das pelotas; às altas temperaturas; e por ser um material poroso e refratário. A resistência a compressão das pelotas (1, 2, 3, 4 e 5) após 28 dias de cura e antes de serem reduzidas foi de ~4 kgf/pelota, porém tornou-se bastante alta após reduzidas (150 a 400 kgf/pelota); tornando-as aptas para carga em reatores de fusão. Estes resultados foram confirmados com ensaios no forno rotativo de laboratório, utilizando-se a pelota 2 (2% de Fe-75%Si), evidenciando: i) que as reduções de Cr e Fe foram praticamente completas (fração média de reação de 0,99) em 30 minutos de ensaio a 1500ºC; ii) a coalescência das partículas metálicas, obtidas por redução depende da capacidade da escória de dissolver os óxidos remanescentes na partícula de cromita reduzida; iii) há formação de fase incipiente de escória não-continua, aos 5 minutos de ensaio, pela parte da ganga do minério de cromita com os componentes de aglomerantes e/ou fluxantes; iv) a recuperação do teor metálico é alto (99%), em 30 minutos de ensaio, a 1500º C. Os resultados mostram um grande potencial do processo de auto-redução na produção de ferro-cromo alto carbono (FeCrAC). / The evolution of reduction of the self-reducing pellets of chromite for obtaining ferro-chromium high carbon (FeCrHC) was analyzed. The influences of Fe-75%Si additions, addition of fluxing agents, temperature and time of reduction were studied. The materials (chromite, ferro-silicon, petroleum coke, dolomite lime, silica and cement Portland), were characterized by chemical and particle size analysis. After characterization, the materials were agglomerated in the form of pellets (P1, P2, P3 and P4), with additions of 0, 1, 2 and 4% Fe-75%Si, respectively, and P5 with additions of 2% Fe-75%Si and fluxing agents (3.83% dolomite lime and 2.88% silica). The reduction of pellets was made using induction furnace with capability to reach temperatures up to 1973K (1700ºC). The experiments were performed at temperatures of 1773K (1500ºC), 1823K (1550ºC) and 1873K (1600ºC), using graphite crucibles. After the reduction the products (slag and metal) were analyzed by optical microscopy, scanning electronic microscopy (MEV) and energy dispersion spectrum analysis (EDS). The reduction process in pellets 1, 2, 3 and 4 followed phenomena as: i) gaseous reduction (CO/chromite) produces metallic globules on the surface of chromite particles, initially rich in iron; ii) these globules grow continuing the reduction at the periphery of chromite particles, leaving refractory oxides at this area of the original chromite particle; iii) an incipient slag is formed with the components of the pellet (inorganic binders, ash of reducer and fluxing agents) and with the dissolution of gangue from small particles of the reduced chromite; iv) the incipient slag dissolves refractory oxides remaining at the periphery of the chromite particles, liberating the metallic phase and the slag becomes more refractory; v) the metallic phase grows and becomes richer in chromium by reducing chromium oxides and eventually of iron dissolved in the incipient slag; vi) the coalescence of the metallic phase is favored by the slag formation and dissolution of refractory gangue of the chromite. The reduction process of pellet 5 follows as: i) indirect and direct reactions reduce fine particles of chromite, with formation of metallic nodules and slag phase at the beginning of reduction; ii) the metallic nodules are formed by the reduction of fine particles of chromite. Large chromite particles are reduced at the peripherical surfaces and are embebeded by the slag and remain dispersed in it; iii) the slag formed is harmful for the gaseous reduction and the time for completing the reduction is increased, but facilitates the coalescence of the metallic phase; iv) the metallic nodule follows growing and becomes richer in chromium. The carbothermic self-reduction pellets of the chromite at the temperature range of 1773K (1500ºC)-1873K (1600ºC), presents great influence of the temperature, either, with or without addition of Fe-75%Si. The increase of the temperature from 1773K (1500ºC) to 1873K (1600ºC) decreases the time for completing the reduction as: i) 8 times for pellet without Fe-75%Si; ii) 4 times for pellet with 1% of Fe-75%Si; and iii) 3 times for pellet with 2% of Fe-75%Si. A significant effect of additions of Fe-75%Si in self-reducing pellets of chromite in the reduction time was observed. The best addition was with 2% and its contribution was approximately 9% of necessary heat for complete the reduction, for the temperatures of 1873K (1600ºC), 1823K (1550ºC) and 1773K (1500ºC). The evolution of reduction is highly sensitive (it decreases) with addition of fluxing agents which form the slag with liquidus temperature below 1500ºC. The evolution of reduction for the indirect reaction (CO/chromites) is remarkably faster than that of the reduction by the direct reaction (C/chromite and C dissolved in the metallic phase/chromium oxide in the slag). At the beginning the gaseous reduction is predominant but it becomes less important with formation of larger amount of slag. The pellets (1, 2, 3 and 4) without addition of fluxing agents (silica and dolomite lime), after reduced, are highly porous and have small formation of slag phase than pellet 5 with addition of fluxing agents. Pellet 3 with 2% of Fe-75%Si presented the best results with relation to time for completing the reduction of chromite. The pellet with addition of 4% Fe-75%Si (pellet 4) did not present advantage with relation to that of 2% addition due to larger volume of slag formation. The micrograph analysis showed that the reductions of chromite particles practically were complete when the reaction fractions approach to the unit, confirming the confidence of the methodology used for determining the reaction fraction. The reduction of the self-reducing pellet, regardless its composition, happens by not isothermal way although it is submitted at isothermal temperature. The temperature gradient between surface and the core of the pellet is larger at the beginning but it disappears as the reaction progresses, becoming uniform with time. The heat transfer showed to be the slowest step of the process due to, the endothermic reactions of reduction, the size of the pellets, the high temperatures and porous nature and refractory material. The compression strength of the pellets (1, 2, 3, 4 and 5), after 28 days of curing, before of the reduction was ~4kgf/pellet but it increased up to 150 - 400 kgf/pellet; which are acceptable for charging the melting furnace for metal/slag separation. These results were confirmed by using laboratory rotating furnace, with pellet 2 (2% of Fe-75%Si), as: i) the reductions of Cr and Fe were practically complete (fraction of reaction 0,99) after 30 minutes of experiment at 1500ºC; ii) the coalescence of metallic particles, depends the capability of the slag to dissolve remaining oxides in the reduced chromite particle; iii) incipient not-continuous slag phase forms, at 5 minutes of experiment, from the gangue of the chromite and from the components of binders and/or fluxing agents; iv) the yield of metallic recovery is high (99%), after 30 minutes of experiment at1500º C. The results show that the self-reduction process presents a great potential for the ferro-chromium high carbon production (FeCrHC).

Neste trabalho estudou-se a evolução da redução da pelota auto-redutora de cromita contendo coque de petróleo, ferro-silício, cal hidratada, sílica e cimento Portland ARI (alta Resistência Inicial), para a obtenção da liga ferro-cromo alto carbono (FeCrAC). As principais variáveis estudadas foram: influência das adições de Fe-75%Si em sinergismo com coque de petróleo, adição de fluxantes, temperatura e tempo de redução. Além disso, foram realizadas experiências para confirmação dos resultados de auto-redução num forno rotativo de laboratório. Inicialmente os materiais (cromita, ferro-silício, coque de petróleo, cal dolomitica, sílica e cimento Portland ARI), foram caracterizados por análise química e análise granulométrica. Após a caracterização, os materiais, foram aglomerados na forma de pelotas (P1, P2, P3, P4 e P5), com adições de 0, 1, 2 e 4% Fe-75%Si, e adições de 2% Fe-75%Si e de fluxantes (3,83% cal dolomitica e 2,88% sílica), respectivamente. A redução das pelotas foi feita num forno de indução podendo atingir temperaturas de até 1973K (1700oC). Os ensaios experimentais foram realizados nas temperaturas de 1773K (1500°C), 1823K (1550oC) e 1873K (1600oC), utilizando-se cadinhos de grafite. Após os ensaios de redução os produtos obtidos (escória e metal) foram analisados por microscopia ótica, por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por análise de espectro de dispersão de energia (EDS). O processo de redução nas pelotas 1, 2, 3 e 4 segue os seguintes fenômenos i) via intermediários gasosos (CO/cromita) formam-se glóbulos metálicos nucleados na superfície das partículas de cromita, inicialmente rico em ferro; ii) estes crescem, pela redução na superfície da cromita deixando óxidos refratários na periferia da partícula de cromita original; iii) uma escoria incipiente se forma com os componentes da pelota (aglomerantes inorgânicos, cinza do redutor e fluxantes) e com a dissolução da ganga das partículas pequenas reduzidas da cromita; iv) a escória incipiente dissolve parte refratária da superfície da cromita, liberando a fase metálica e a escória vai se tornando cada vez mais refratária; v) o nódulo metálico segue crescendo e enriquecendo-se de cromo, reduzindo os óxidos de cromo e eventualmente de ferro dissolvido na escória incipiente; vi) o coalescimento da fase metálica é favorecido pela formação de escória e dissolução da ganga refrataria da cromita. O processo de redução da pelota 5 pela presença de fluxantes forma uma quantidade maior de escória inicial e apresenta os seguintes fenômenos: i) as reações indireta e direta reduzem as partículas finas de cromita, com formação de nódulos metálicos e fase escória nos primeiros instantes de redução; ii) os nódulos metálicos são formados pela redução das partículas finas de cromita. As partículas grandes sofrem pequena redução superficial e são encobertas pela escória, permanecendo dispersas na mesma; iii) a formação de escória encobrindo a cromita prejudica a redução gasosa aumentando o tempo de redução da mesma, porem facilita o coalescimento da fase metálica; iv) o nódulo metálico segue crescendo e enriquecendo-se de cromo, reduzindo aos poucos as partículas grandes de cromita. Existe regeneração do gás redutor (Boudouard) que pode ser diretamente com C do redutor ou com C dissolvido na fase metálica. A auto-redução carbotérmica das pelotas de cromita, na faixa de temperatura 1773K (1500oC) a 1873K (1600°C), sofre grande influência da temperatura, seja com ou sem adição de Fe-75%Si. O aumento da temperatura de 1773K (1500°C) para 1873K (1600°C) diminui o tempo para atingir redução completa conforme segue: i) 8 vezes para pelota sem Fe-75%Si; ii) 4 vezes para pelota com 1% de Fe-75%Si; e iii) 3 vezes para pelota com 2% de Fe-75%Si. Há um efeito significativo de adições de Fe-75%Si em pelotas auto-redutoras de cromita no tempo para atingir redução completa. O teor benéfico destas adições foi de 2%, contribuindo com aproximadamente 9% de calor necessário para redução completa, para as temperaturas ensaiadas de 1873K (1600ºC), 1823K (1550ºC) e 1773K (1500ºC). A evolução da redução é altamente sensível (diminui) com adição de fluxantes formadores de escória com temperatura líquidus abaixo de 1773K (1500ºC). A evolução da redução pela reação indireta (CO/cromita) é notavelmente mais rápida que a redução pela reação direta (C/cromita e C dissolvido na fase metálica/óxido de cromo na escória). A redução gasosa atuante nos primeiros estágios de redução, vai sendo prejudicada à medida que aumenta a quantidade de escória. As pelotas (1, 2, 3 e 4) sem adição de fluxantes (sílica e cal dolomítica), após reduzidas, são altamente porosas e têm pequena formação de fase escória se comparar com aquelas com adição de fluxantes com formação maior de fase escória (pelota 5). A pelota 3 com 2% de Fe-75%Si apresentou melhores resultados em relação ao tempo de redução. A pelota com adição de 4% Fe-75%Si (pelota 4), não apresentou diminuição do tempo de redução, devido a uma maior formação de escória que prejudica a reação indireta (mais rápida). As evidências micrográficas, auxiliadas por análises por EDS, mostraram que as reduções das partículas de cromita, foram praticamente completas quando as frações de reação se aproximam da unidade, confirmando a confiabilidade da metodologia utilizada. A redução da pelota auto-redutora, independente da sua composição, acontece de forma não isotérmica apesar de ser ensaiada numa temperatura isotérmica, apresentando-se um gradiente de temperatura entre a superfície e o centro da pelota, ao longo do tempo, mas esta desaparece conforme a reação progride tornando-se uniforme ao final da reação; evidenciando que a transferência de calor é a etapa lenta do processo devido: às reações de redução serem bastante endotérmicas; ao tamanho das pelotas; às altas temperaturas; e por ser um material poroso e refratário. A resistência a compressão das pelotas (1, 2, 3, 4 e 5) após 28 dias de cura e antes de serem reduzidas foi de ~4 kgf/pelota, porém tornou-se bastante alta após reduzidas (150 a 400 kgf/pelota); tornando-as aptas para carga em reatores de fusão. Estes resultados foram confirmados com ensaios no forno rotativo de laboratório, utilizando-se a pelota 2 (2% de Fe-75%Si), evidenciando: i) que as reduções de Cr e Fe foram praticamente completas (fração média de reação de 0,99) em 30 minutos de ensaio a 1500ºC; ii) a coalescência das partículas metálicas, obtidas por redução depende da capacidade da escória de dissolver os óxidos remanescentes na partícula de cromita reduzida; iii) há formação de fase incipiente de escória não-continua, aos 5 minutos de ensaio, pela parte da ganga do minério de cromita com os componentes de aglomerantes e/ou fluxantes; iv) a recuperação do teor metálico é alto (99%), em 30 minutos de ensaio, a 1500º C. Os resultados mostram um grande potencial do processo de auto-redução na produção de ferro-cromo alto carbono (FeCrAC). / The evolution of reduction of the self-reducing pellets of chromite for obtaining ferro-chromium high carbon (FeCrHC) was analyzed. The influences of Fe-75%Si additions, addition of fluxing agents, temperature and time of reduction were studied. The materials (chromite, ferro-silicon, petroleum coke, dolomite lime, silica and cement Portland), were characterized by chemical and particle size analysis. After characterization, the materials were agglomerated in the form of pellets (P1, P2, P3 and P4), with additions of 0, 1, 2 and 4% Fe-75%Si, respectively, and P5 with additions of 2% Fe-75%Si and fluxing agents (3.83% dolomite lime and 2.88% silica). The reduction of pellets was made using induction furnace with capability to reach temperatures up to 1973K (1700ºC). The experiments were performed at temperatures of 1773K (1500ºC), 1823K (1550ºC) and 1873K (1600ºC), using graphite crucibles. After the reduction the products (slag and metal) were analyzed by optical microscopy, scanning electronic microscopy (MEV) and energy dispersion spectrum analysis (EDS). The reduction process in pellets 1, 2, 3 and 4 followed phenomena as: i) gaseous reduction (CO/chromite) produces metallic globules on the surface of chromite particles, initially rich in iron; ii) these globules grow continuing the reduction at the periphery of chromite particles, leaving refractory oxides at this area of the original chromite particle; iii) an incipient slag is formed with the components of the pellet (inorganic binders, ash of reducer and fluxing agents) and with the dissolution of gangue from small particles of the reduced chromite; iv) the incipient slag dissolves refractory oxides remaining at the periphery of the chromite particles, liberating the metallic phase and the slag becomes more refractory; v) the metallic phase grows and becomes richer in chromium by reducing chromium oxides and eventually of iron dissolved in the incipient slag; vi) the coalescence of the metallic phase is favored by the slag formation and dissolution of refractory gangue of the chromite. The reduction process of pellet 5 follows as: i) indirect and direct reactions reduce fine particles of chromite, with formation of metallic nodules and slag phase at the beginning of reduction; ii) the metallic nodules are formed by the reduction of fine particles of chromite. Large chromite particles are reduced at the peripherical surfaces and are embebeded by the slag and remain dispersed in it; iii) the slag formed is harmful for the gaseous reduction and the time for completing the reduction is increased, but facilitates the coalescence of the metallic phase; iv) the metallic nodule follows growing and becomes richer in chromium. The carbothermic self-reduction pellets of the chromite at the temperature range of 1773K (1500ºC)-1873K (1600ºC), presents great influence of the temperature, either, with or without addition of Fe-75%Si. The increase of the temperature from 1773K (1500ºC) to 1873K (1600ºC) decreases the time for completing the reduction as: i) 8 times for pellet without Fe-75%Si; ii) 4 times for pellet with 1% of Fe-75%Si; and iii) 3 times for pellet with 2% of Fe-75%Si. A significant effect of additions of Fe-75%Si in self-reducing pellets of chromite in the reduction time was observed. The best addition was with 2% and its contribution was approximately 9% of necessary heat for complete the reduction, for the temperatures of 1873K (1600ºC), 1823K (1550ºC) and 1773K (1500ºC). The evolution of reduction is highly sensitive (it decreases) with addition of fluxing agents which form the slag with liquidus temperature below 1500ºC. The evolution of reduction for the indirect reaction (CO/chromites) is remarkably faster than that of the reduction by the direct reaction (C/chromite and C dissolved in the metallic phase/chromium oxide in the slag). At the beginning the gaseous reduction is predominant but it becomes less important with formation of larger amount of slag. The pellets (1, 2, 3 and 4) without addition of fluxing agents (silica and dolomite lime), after reduced, are highly porous and have small formation of slag phase than pellet 5 with addition of fluxing agents. Pellet 3 with 2% of Fe-75%Si presented the best results with relation to time for completing the reduction of chromite. The pellet with addition of 4% Fe-75%Si (pellet 4) did not present advantage with relation to that of 2% addition due to larger volume of slag formation. The micrograph analysis showed that the reductions of chromite particles practically were complete when the reaction fractions approach to the unit, confirming the confidence of the methodology used for determining the reaction fraction. The reduction of the self-reducing pellet, regardless its composition, happens by not isothermal way although it is submitted at isothermal temperature. The temperature gradient between surface and the core of the pellet is larger at the beginning but it disappears as the reaction progresses, becoming uniform with time. The heat transfer showed to be the slowest step of the process due to, the endothermic reactions of reduction, the size of the pellets, the high temperatures and porous nature and refractory material. The compression strength of the pellets (1, 2, 3, 4 and 5), after 28 days of curing, before of the reduction was ~4kgf/pellet but it increased up to 150 - 400 kgf/pellet; which are acceptable for charging the melting furnace for metal/slag separation. These results were confirmed by using laboratory rotating furnace, with pellet 2 (2% of Fe-75%Si), as: i) the reductions of Cr and Fe were practically complete (fraction of reaction 0,99) after 30 minutes of experiment at 1500ºC; ii) the coalescence of metallic particles, depends the capability of the slag to dissolve remaining oxides in the reduced chromite particle; iii) incipient not-continuous slag phase forms, at 5 minutes of experiment, from the gangue of the chromite and from the components of binders and/or fluxing agents; iv) the yield of metallic recovery is high (99%), after 30 minutes of experiment at1500º C. The results show that the self-reduction process presents a great potential for the ferro-chromium high carbon production (FeCrHC).

Este trabalho realiza uma revisão da literatura pertinente à aglomeração urbana e sua explicação pela teoria econômica. Nele resgatamos os resultados teóricos que estabelecem a limitação dos pressupostos neoclássicos em entender o fenômeno econômico no espaço, concluindo pela viabilidade da inclusão de imperfeições de mercado para dar conta desses problemas. Um modelo de economia com dois setores é proposto com base nos modelos da New Economic Geography. A diferença desse modelo para o ora aqui desenvolvido está na modelagem de um setor com retornos crescentes à escala e outro setor com retornos decrescentes à escala. Uma determinada combinação desses setores pode ser responsável pelo resultado empírico de retornos constantes para o agregado da economia. Os coeficientes de escala dos setores estariam na base das forças de aglomeração de desaglomeração urbanas. Para verificar a validade desse modelo, testes empíricos são realizados, valendo-se de dados do Censo Demográfico para os municípios paulistas dos anos de 1980, 1991 e 2000 e onze setores que agregam as atividades econômicas. Testes para os dados médios também são incluídos. Dada a natureza dos dados utilizados, controles espaciais são realizados. Para isso, construímos modelos de regressão espacial para dados de painel com efeito fixo. Nossos resultados sugerem que os setores da indústria, construção civil, outras indústrias, transporte e comunicação, serviços técnicos e auxiliares da atividade econômica, social e outras atividades apresentam retornos crescentes à escala, sendo responsáveis pela força de aglomeração urbana, enquanto que os setores da agropecuária, prestação de serviços e administração pública são responsáveis pela força de desaglomeração urbana, pois apresentam deseconomias de escala. O setor do comércio apresentou retornos constantes à escala. No agregado, verificou-se um predomínio das forças de desaglomeração. Concluímos que o modelo proposto é corroborado pelas evidências aqui levantadas e sugerimos, ao final, possibilidades de estudos futuros. / This work provides a revision of the literature pertinent to the phenomenon of urban agglomeration and its explanation by the economic theory. We review the theoretical results that establish the limits of the mainstream assumptions in understanding the economic phenomenon in the space and conclude for the viability of market imperfections to account for these problems. We consider an economic model with two sectors based in the models of the New Economic Geography. The difference between these models and ours is that the latter deals with a sector with increasing returns to scale and another sector with decreasing returns to scale. A determined combination of these sectors can be responsible for the empirical result of constant returns for the aggregate of the economy. The sectors coefficients of scale would be in the base of the urban agglomerations forces and the urban dispersions forces. To verify the validity of this model, empirical tests are carried through, using data of the demographic Census for the cities of state of São Paulo for the years of 1980, 1991 and 2000, taking into account the economic activities aggregated in eleven sectors. Tests for the average data also are enclosed. Given the nature of the data, space controls are carried through. In order to do this, we construct space regressions models for panel data with fixed effect. Our results suggest that the sectors of industry, civil construction, other industries, transport and communication, technical and auxiliary of the economic activity services, social and other activities present increasing returns to scale, being responsible for the urban agglomerations force; while the sectors of farming one, rendering of services and public administration are responsible for the urban dispersions force, therefore they present diseconomies to scale. The sector of commerce presented constant returns to scale. In the aggregate, a predominance of the dispersions forces was verified. We conclude that the considered model is corroborated by the evidences raised here and suggests possibilities of future studies.

Este trabalho realiza uma revisão da literatura pertinente à aglomeração urbana e sua explicação pela teoria econômica. Nele resgatamos os resultados teóricos que estabelecem a limitação dos pressupostos neoclássicos em entender o fenômeno econômico no espaço, concluindo pela viabilidade da inclusão de imperfeições de mercado para dar conta desses problemas. Um modelo de economia com dois setores é proposto com base nos modelos da New Economic Geography. A diferença desse modelo para o ora aqui desenvolvido está na modelagem de um setor com retornos crescentes à escala e outro setor com retornos decrescentes à escala. Uma determinada combinação desses setores pode ser responsável pelo resultado empírico de retornos constantes para o agregado da economia. Os coeficientes de escala dos setores estariam na base das forças de aglomeração de desaglomeração urbanas. Para verificar a validade desse modelo, testes empíricos são realizados, valendo-se de dados do Censo Demográfico para os municípios paulistas dos anos de 1980, 1991 e 2000 e onze setores que agregam as atividades econômicas. Testes para os dados médios também são incluídos. Dada a natureza dos dados utilizados, controles espaciais são realizados. Para isso, construímos modelos de regressão espacial para dados de painel com efeito fixo. Nossos resultados sugerem que os setores da indústria, construção civil, outras indústrias, transporte e comunicação, serviços técnicos e auxiliares da atividade econômica, social e outras atividades apresentam retornos crescentes à escala, sendo responsáveis pela força de aglomeração urbana, enquanto que os setores da agropecuária, prestação de serviços e administração pública são responsáveis pela força de desaglomeração urbana, pois apresentam deseconomias de escala. O setor do comércio apresentou retornos constantes à escala. No agregado, verificou-se um predomínio das forças de desaglomeração. Concluímos que o modelo proposto é corroborado pelas evidências aqui levantadas e sugerimos, ao final, possibilidades de estudos futuros. / This work provides a revision of the literature pertinent to the phenomenon of urban agglomeration and its explanation by the economic theory. We review the theoretical results that establish the limits of the mainstream assumptions in understanding the economic phenomenon in the space and conclude for the viability of market imperfections to account for these problems. We consider an economic model with two sectors based in the models of the New Economic Geography. The difference between these models and ours is that the latter deals with a sector with increasing returns to scale and another sector with decreasing returns to scale. A determined combination of these sectors can be responsible for the empirical result of constant returns for the aggregate of the economy. The sectors coefficients of scale would be in the base of the urban agglomerations forces and the urban dispersions forces. To verify the validity of this model, empirical tests are carried through, using data of the demographic Census for the cities of state of São Paulo for the years of 1980, 1991 and 2000, taking into account the economic activities aggregated in eleven sectors. Tests for the average data also are enclosed. Given the nature of the data, space controls are carried through. In order to do this, we construct space regressions models for panel data with fixed effect. Our results suggest that the sectors of industry, civil construction, other industries, transport and communication, technical and auxiliary of the economic activity services, social and other activities present increasing returns to scale, being responsible for the urban agglomerations force; while the sectors of farming one, rendering of services and public administration are responsible for the urban dispersions force, therefore they present diseconomies to scale. The sector of commerce presented constant returns to scale. In the aggregate, a predominance of the dispersions forces was verified. We conclude that the considered model is corroborated by the evidences raised here and suggests possibilities of future studies.

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The concepts of conurbation and urban agglomeration are used to define the urban groupings, however, these concepts have different meanings: conurbation from the autonomy of the cities; conurbation as coalescence of urban areas; urban agglomerate urban center; and urban agglomerate as complex that involves more than one city. Thus, the overall objective of this work is to understand the spatial dynamics of the grouping formed by the small cities of Barra do Garças-MT, Pontal do Araguaia-MT and Aragarças-GO, checking if the grouping features of conurbation or urban agglomeration. Specifically, the objective: analyze the bibliography that deals with groups of cities, listing the elements characteristic of spatial agglomeration and urban conurbation; investigate the genesis and the evolution of cities that make up the Group; analyze the spatial dynamics of the group considering the population, the economy, urban equipment, management and spatial interactions; and check the spatial contradiction between the towns while political-administrative units fragmented and economically integrated. The methodological procedures of this research were: bibliographical research, secondary data collection and fieldwork, as well as analysis and treatment of the empirical material and documentary. Finally, the data linked to the theory were analyzed with the objective of understanding the spatial dynamics of the group against the characteristics of the phenomena of conurbation and urban agglomeration, thereby risking a definition for the Group involving the cities investigated. / As mais variadas formas pelas quais o fenômeno urbano se manifesta por meio da produção do espaço, possibilitaram a formação de cidades, que ultrapassam os limites políticoadministrativos, identificando assim, a existência de uma escala intermediária entre o espaço urbano e a rede urbana que se revela em forma de agrupamentos de cidades. Essa escala intermediária do urbano, na qual se encontram os agrupamentos de cidades, apresenta diferentes formas de apreender, inteligivelmente, os fenômenos que ali se manifestam. Os conceitos de conurbação e de aglomeração urbana são os mais utilizados para definir os agrupamentos urbanos, no entanto, esses conceitos apresentam diferentes significados: conurbação a partir da autonomia das cidades; conurbação como coalescência de áreas urbanas; aglomerado urbano como centro urbano; e aglomerado urbano como complexo que envolve mais de uma cidade. Assim, o objetivo geral deste trabalho é compreender a dinâmica espacial do agrupamento de cidades de pequeno porte formado pelas cidades de Barra do Garças-MT, Pontal do Araguaia-MT e Aragarças-GO, verificando se o agrupamento apresenta características de conurbação ou de aglomeração urbana. Especificamente, objetivou-se: analisar a bibliografia que versa sobre os agrupamentos de cidades, elencando os elementos espaciais característicos de conurbação e de aglomeração urbanas; investigar a gênese e a evolução das cidades que formam o agrupamento; analisar a dinâmica espacial do agrupamento, considerando a população, a economia, os equipamentos urbanos, a gestão e as interações espaciais; e verificar a contradição espacial entre as cidades enquanto unidades político-administrativas fragmentadas e socioeconomicamente integradas. Os procedimentos metodológicos da pesquisa foram: pesquisa bibliográfica, coleta de dados secundários e trabalho de campo, além de análise e tratamento do material empírico e documental. Por fim, os dados articulados com a teoria foram analisados com o objetivo de compreender a dinâmica espacial do agrupamento frente às características dos fenômenos de conurbação e de aglomeração urbana, permitindo, assim, arriscar uma definição para o agrupamento que envolve as cidades investigadas.

As economias de aglomeração apresentam externalidades que impactam sobre os vetores de preços da economia. As interações que ocorrem nas aglomerações são relevantes para a compreensão dos benefícios gerados pela proximidade. Tais benefícios impactam diretamente o salário do trabalho e os preços dos imóveis, entre outros. Muitos trabalhos focaram em estudar economias de aglomeração no contexto espacial agregado, mas poucos estiveram focados no espaço intra-urbano. Em face dessa lacuna na literatura de Economia de Aglomeração, a análise nesta tese debruça-se sobre a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), que foi dividida em áreas homogêneas de 1 km2. Dois são os objetivos centrais desse trabalho. Primeiro, buscou-se identificar as áreas mais relevantes quanto à aglomeração de trabalhadores na RMSP, ou seja, os subcentros de emprego (SBD). Para tanto, utilizaram-se os microdados geocodificados do Ministério do Trabalho (RAIS- MTE) para os anos de 2002, 2008 e 2014. Uma nova abordagem empírica foi desenvolvida, utilizando Regressões Ponderadas Geograficamente e uma regra objetiva de valor de corte. Os resultados apontam para três SBD nos anos de 2002 e 2008. No ano de 2014, a abordagem metodológica desenvolvida nessa tese com valor de corte mais restrito identifica apenas dois SBD. Nos dois períodos iniciais, os SBD se localizam em Barueri, São Paulo e São Caetano do Sul. No último ano avalidado, localizam-se em Barueri e São Paulo. O padrão observado é que o emprego localizado nas áreas centrais de São Paulo apresenta nível de crescimento relativamente maior do que nas demais áreas. Os demais SBD perdem não apenas em termos de emprego, mas também em termos de área, isto é, as áreas dos SBD nesses municípios se reduzem. Em 2002, os SBD de Barueri e São Caetano do Sul ocupavam áreas de 5 e 7 km2, respectivamente. Em 2014, o primeiro ocupava 1 km2 e o segundo deixou de existir. Em São Paulo, a área se elevou de 79 km2 para 90 km2. Os resultados sugerem elevada concentração espacial do emprego na RMSP. No segundo ensaio, objetiva-se identificar o impacto da aglomeração sobre os salários dos trabalhadores e, adicionalmente, testa-se a hipótese de atenuação espacial da aglomeração. Para tanto, construiu-se uma base de dados longitudinal e considerou-se uma especificação com múltiplos efeitos fixos e defasagem espacial da aglomeração de emprego. Mesmo em face de uma especificação mais restritiva, os resultados sugerem efeito positivo da aglomeração, o qual é atenuado com o distanciamento espacial. Em outras palavras, a aglomeração impacta positivamente o salário. Em estimações que desconsideram a questão da endogeneidade, estima-se um efeito direto (na própria área) de 0,039%, efeito indireto de primeira ordem (em áreas contíguas) de -0,11% e efeito indireto de segunda ordem (anel externo às áreas contíguas) de -0,23%, normalizado por 100,000. Ao tratar o problema da endogeneidade, através do uso de variáveis instrumentais, obtém-se efeito direto de 1,78%, indireto de primeira ordem de -2,12% e o efeito de segunda ordem não é estatisticamente significante. / Agglomeration economies are externalities that impact on prices in the economy. The interactions that occur in agglomerations are relevant for the understanding of the benefits generated by proximity. These benefits directly affect workers\' wage, real estate prices, etc. Many papers have focused on non-market interaction in aggregated labor markets, but intra-urban labor markets have received less attention. Seeking to fulfill such lack, 1 km2 areas of the Metropolitan Area of São Paulo (MASP) are taken as the scope of analysis of this study. The central objectives of this dissertation are twofold. First, in chapter 3, I identified and characterized the most relevant areas in terms of job agglomeration in the MASP, named subcentral business districts (SBD). For this purpose, the geocoded matched employer-employee database of the Ministry of Labor (RAIS- TEM) was used. I developed a new empirical approach to identify the SBD, using Geographicaly Weight Regression and cut-off rules of identification. The results identified three SBD in the years of 2002 and 2008, and only two in 2014. Considering the two initial periods, the SBD are located in the municipalities of Barueri (SBD-BAR), São Paulo (SBD-SAO) and São Caetano do Sul (SBD-SCS). In the last year, the SBD are located in Barueri and São Paulo municipality only. The employment located in the central areas of São Paulo shows a relatively higher amount of employee than in the other SBD areas. SBD-BAR and SBD-SCS lost not only in terms of employment, but also in terms of area. In 2002, these last two SBD occupied areas of 5 and 7 km2 respectively. In 2014, the SBD-BAR occupied 1 km2, while the SBD-SCS is not ranked at all. In São Paulo, the area ranges from 79 km2 to 90 km2. The results stemmed from the first paper suggest a high spatial concentration of employment in the MASP. In the second paper (chapter 4), the objectives are to identify the impact of agglomeration on workers\' wages and test the agglomeration spatial attenuation hypothesis (SAH). For that, I use employer-employee RAIS database and consider a specification with multiple fixed effects and spatial lags of the employment agglomeration as a strategy to SAH identification. Even in the face of a more restrictive specification, the results suggest a positive effect of agglomeration, which is attenuated as the spatial distance increases. In other words, agglomeration affects positively workers\' wage in the workplace area. Estimates without solving for endogeneity between wage and agglomeration indicate a direct effect of 0.039% (in the area itself), a first-order indirect effect of -0.11% (in the contiguous areas), and a second-order effect of -0.23% (in the ring around the contiguous areas), normalized by 100,000. When considering instrumental variables, the estimated direct effect on wages becomes 1.78%, the first-order effect changes to -2.12%, and the second order effect is not statistically significant.

As economias de aglomeração apresentam externalidades que impactam sobre os vetores de preços da economia. As interações que ocorrem nas aglomerações são relevantes para a compreensão dos benefícios gerados pela proximidade. Tais benefícios impactam diretamente o salário do trabalho e os preços dos imóveis, entre outros. Muitos trabalhos focaram em estudar economias de aglomeração no contexto espacial agregado, mas poucos estiveram focados no espaço intra-urbano. Em face dessa lacuna na literatura de Economia de Aglomeração, a análise nesta tese debruça-se sobre a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), que foi dividida em áreas homogêneas de 1 km2. Dois são os objetivos centrais desse trabalho. Primeiro, buscou-se identificar as áreas mais relevantes quanto à aglomeração de trabalhadores na RMSP, ou seja, os subcentros de emprego (SBD). Para tanto, utilizaram-se os microdados geocodificados do Ministério do Trabalho (RAIS- MTE) para os anos de 2002, 2008 e 2014. Uma nova abordagem empírica foi desenvolvida, utilizando Regressões Ponderadas Geograficamente e uma regra objetiva de valor de corte. Os resultados apontam para três SBD nos anos de 2002 e 2008. No ano de 2014, a abordagem metodológica desenvolvida nessa tese com valor de corte mais restrito identifica apenas dois SBD. Nos dois períodos iniciais, os SBD se localizam em Barueri, São Paulo e São Caetano do Sul. No último ano avalidado, localizam-se em Barueri e São Paulo. O padrão observado é que o emprego localizado nas áreas centrais de São Paulo apresenta nível de crescimento relativamente maior do que nas demais áreas. Os demais SBD perdem não apenas em termos de emprego, mas também em termos de área, isto é, as áreas dos SBD nesses municípios se reduzem. Em 2002, os SBD de Barueri e São Caetano do Sul ocupavam áreas de 5 e 7 km2, respectivamente. Em 2014, o primeiro ocupava 1 km2 e o segundo deixou de existir. Em São Paulo, a área se elevou de 79 km2 para 90 km2. Os resultados sugerem elevada concentração espacial do emprego na RMSP. No segundo ensaio, objetiva-se identificar o impacto da aglomeração sobre os salários dos trabalhadores e, adicionalmente, testa-se a hipótese de atenuação espacial da aglomeração. Para tanto, construiu-se uma base de dados longitudinal e considerou-se uma especificação com múltiplos efeitos fixos e defasagem espacial da aglomeração de emprego. Mesmo em face de uma especificação mais restritiva, os resultados sugerem efeito positivo da aglomeração, o qual é atenuado com o distanciamento espacial. Em outras palavras, a aglomeração impacta positivamente o salário. Em estimações que desconsideram a questão da endogeneidade, estima-se um efeito direto (na própria área) de 0,039%, efeito indireto de primeira ordem (em áreas contíguas) de -0,11% e efeito indireto de segunda ordem (anel externo às áreas contíguas) de -0,23%, normalizado por 100,000. Ao tratar o problema da endogeneidade, através do uso de variáveis instrumentais, obtém-se efeito direto de 1,78%, indireto de primeira ordem de -2,12% e o efeito de segunda ordem não é estatisticamente significante. / Agglomeration economies are externalities that impact on prices in the economy. The interactions that occur in agglomerations are relevant for the understanding of the benefits generated by proximity. These benefits directly affect workers\' wage, real estate prices, etc. Many papers have focused on non-market interaction in aggregated labor markets, but intra-urban labor markets have received less attention. Seeking to fulfill such lack, 1 km2 areas of the Metropolitan Area of São Paulo (MASP) are taken as the scope of analysis of this study. The central objectives of this dissertation are twofold. First, in chapter 3, I identified and characterized the most relevant areas in terms of job agglomeration in the MASP, named subcentral business districts (SBD). For this purpose, the geocoded matched employer-employee database of the Ministry of Labor (RAIS- TEM) was used. I developed a new empirical approach to identify the SBD, using Geographicaly Weight Regression and cut-off rules of identification. The results identified three SBD in the years of 2002 and 2008, and only two in 2014. Considering the two initial periods, the SBD are located in the municipalities of Barueri (SBD-BAR), São Paulo (SBD-SAO) and São Caetano do Sul (SBD-SCS). In the last year, the SBD are located in Barueri and São Paulo municipality only. The employment located in the central areas of São Paulo shows a relatively higher amount of employee than in the other SBD areas. SBD-BAR and SBD-SCS lost not only in terms of employment, but also in terms of area. In 2002, these last two SBD occupied areas of 5 and 7 km2 respectively. In 2014, the SBD-BAR occupied 1 km2, while the SBD-SCS is not ranked at all. In São Paulo, the area ranges from 79 km2 to 90 km2. The results stemmed from the first paper suggest a high spatial concentration of employment in the MASP. In the second paper (chapter 4), the objectives are to identify the impact of agglomeration on workers\' wages and test the agglomeration spatial attenuation hypothesis (SAH). For that, I use employer-employee RAIS database and consider a specification with multiple fixed effects and spatial lags of the employment agglomeration as a strategy to SAH identification. Even in the face of a more restrictive specification, the results suggest a positive effect of agglomeration, which is attenuated as the spatial distance increases. In other words, agglomeration affects positively workers\' wage in the workplace area. Estimates without solving for endogeneity between wage and agglomeration indicate a direct effect of 0.039% (in the area itself), a first-order indirect effect of -0.11% (in the contiguous areas), and a second-order effect of -0.23% (in the ring around the contiguous areas), normalized by 100,000. When considering instrumental variables, the estimated direct effect on wages becomes 1.78%, the first-order effect changes to -2.12%, and the second order effect is not statistically significant.