Diss. (sammanfattning). Umeå : Sveriges lantbruksuniv. / Härtill 4 uppsatser.

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O carvão responde pela maior parte da produção da eletricidade em vários países, e é o combustível mais queimado em caldeiras de usinas termelétricas no mundo, sendo assim uma das principais fontes de gases de efeito estufa. A biomassa de madeira é um combustível renovável, e o dióxido de carbono tem um ciclo curto nos processos de oxidação das biomassas. Este estudo teve como principais objetivos comparar a combustão de dois carvões minerais (um brasileiro e outro colombiano) e um carvão vegetal em um forno tubular de queda livre, comumente chamado de forno DTF (Drop Tube Furnace). Um DTF consiste em um reator cilíndrico vertical, com aquecimento homogêneo, onde a combustão de partículas de um combustível sólido ocorre em condições semelhantes às que ocorrem em caldeiras de leito pulverizado. Recentemente foi construído no Laboratório de Combustão do Departamento de Engenharia Mecânica da UFRGS um forno DTF com 1,340 m de altura útil e que opera até 1200°C. A combustão foi avaliada a 1100°C em termos de burnout, análise de temperatura e espécies químicas ao longo do comprimento do reator. Dos resultados obtidos, o carvão colombiano mostrou-se mais reativo por ter sido consumido mais rapidamente, alcançando burnouts mais elevados do que o carvão brasileiro e o carvão vegetal. O carvão vegetal e o carvão brasileiro obtiveram burnouts semelhantes ao longo do comprimento do forno. O carvão vegetal liberou mais CO que os carvões minerais no início da combustão. A emissão de NO foi mais alta na combustão do carvão colombiano e do carvão vegetal porque estes concentram mais nitrogênio em sua estrutura. As emissões de SO2 também foram proporcionais ao teor de enxofre nos carvões, de maneira que o carvão brasileiro apresentou as maiores concentrações, seguido pelo carvão colombiano e por último, o carvão vegetal. O ar comprimido afeta de forma regular a temperatura no forno, sendo maior a diferença de temperatura entre o perfil com ar comprimido e o perfil sem ar comprimido próximo ao ponto de injeção, o queimador. O perfil sem ar comprimido demostra que o aquecimento do DTF não é homogêneo. A combustão do carvão aumenta significativamente a temperatura no forno, chegando próximo ao perfil de temperatura sem a injeção de ar comprimido. Este trabalho incluiu ainda um estudo prévio do dosador de partículas, considerando diferentes tipos de carvão e carvão vegetal. / Coal is the main fuel in thermoelectric generation in many countries in the world, in spite of its well known being one of the main sources of greenhouse gases. On the other hand, wood biomass is a renewable energy source, associated to a short life cycle of the carbon dioxide produced in its oxidation processes. This study aimed at comparing the reactivity, in combustion atmosphere, of two coals, a Colombian one and a Brazilian one, as well as of a charcoal, by means of a drop tube furnace (DTF). A DTF consists in a vertical cylindrical reactor, capable of mantaining a homogeneously heated section along which combustion of solid fuel particles take place in similar heating rate and temperature conditions as those that are found in the operation of industrial-scale pulverized coal boilers. A DTF was built in the Combustion Laboratory of the Mechanical Engineering Department at Federal University of Rio Grande do Sul. The reactor measures 1340 mm in testing height and can be heated to provide inner temperatures up to 1200ºC. Combustion of samples of the selected fuels was evaluated in terms of the evolution of burnout, gas temperature and composition of the gas and of the char collected in a set of positions along the DTF axys. As main results, it was observed that the reactivity of the Colombian coal is higher than that of the other fuels all along the DTF height. Similar results for burnout were found for the Brazilian coal and the charcoal. Emissions were also investigated. It was observed that combustion of the charcoal releases more CO in the initial portion of the particles displacement inside the reactor. Emission of NO was found to be higher in the combustion of the Colombian coal as well as in the combustion of the charcoal, accomopanying the higher nitrogen content in the composition of the two fuels. Emissions of SO2 were also proportional to sulphur content in the fuels, so that the higher amounts of this species were found in the combustion of the Brazilian coal, followed by the Colombian coal and the charcoal. Temperature measurements were made with a probe specifically designed for that purpose. It was verified that the DTF provides a satisfactory testing length as long as combustion takes place. Discussion of the results includes the calibration of the dosing apparatus.

A indústria siderúrgica do Estado do Rio Grande do Sul é do tipo semi-integrada e produz aço a partir de sucata, utilizando fornos a arco elétrico. Em suas atividades gera vários tipos de resíduos, dentre estes as carepas, cujo componente principal são óxidos de ferro. Este material não encontra utilização e geralmente tem destinação final em aterros de resíduos industriais ou co-processamento em fábricas de cimento. A produção e o processamento do carvão vegetal no estado do Rio Grande do Sul também geram como principal resíduo uma fração de baixa granulometria constituída de finos de carvão vegetal que praticamente não tem utilização e é descartada no meio ambiente. O objetivo do presente trabalho é buscar uma solução para a reciclagem de carepas geradas em usinas semi-integradas dentro do próprio processo produtivo. A solução proposta foi o desenvolvimento de um briquete autorredutor elaborado com carepa de aciaria e finos de carvão vegetal, com possibilidade de utilização na carga do forno elétrico à arco. Carepas e finos de carvão vegetal foram coletados e caracterizados. Briquetes autorredutores foram feitos com estes materiais e submetidos a ensaios de redução nas temperaturas de 1100, 1200 e 1260°C. O comportamento dos briquetes em altas temperaturas foi qualitativamente avaliado. Cálculos matemáticos e simulação computacional foram utilizados numa estimativa do consumo energético destes briquetes. O desempenho dos briquetes e os resultados obtidos permitem concluir pela potencialidade de utilização destes briquetes autorredutores como parte da carga de fornos elétricos a arco. / The steelmaking industry in Rio Grande do Sul State is semi-integrated and produces steel from scrap metal using electric arc furnaces. In its activities generates several wastes, among them mill scale, which main component are iron oxides. This material does not have use and generally have final destination in industrial landfills or co-processing in cement plants. The production and processing of charcoal in Rio Grande do Sul State also generate as main waste a fraction of low granulometry, consisting of charcoal fines what practically have no use and is disposal in the environment. The objective of the present work is to look for a solution to mill scale recycling, generated in semi-integrated steelmaking plants, inside its own productive process. The proposed solution was the development of self-reducing briquette produced with mill scale and charcoal fines, with possibilities of use in charge of electric arc furnace. Mill scale and charcoal fines were collected and characterized. Self-reducing briquettes were made from these materials and subjected to tests of reduction at temperatures of 1100, 1200 and 1260°C. The behaviour of briquettes in high temperatures was qualitatively evaluated. Mathematical calculation and computational simulation were used in a estimative of the energetic consumption of these briquettes. The performance of briquettes and the obtained results allow to conclude the potential use of these self-reducing briquettes as a part of charge in electric arc furnaces.

A análise de carvão vegetal macroscópico na turfeira do distrito de Águas Claras, município de Viamão, Rio Grande do Sul, Brasil, foi efetuada com o objetivo de detectar a ocorrência efetiva de incêndios vegetacionais, tentando relacionar a origem desses eventos a processos naturais decorrentes de fatores climáticos ou a fatores antrópicos. As análises em estereomicroscópio e microscópio eletrônico de varredura centraram-se na obtenção de resultados relativos à dimensão, concentração e morfologia dos fragmentos de lenho, além da definição de padrões de homogeneização das paredes celulares. Incêndios vegetacionais foram detectados em fases distintas dos Sistemas Deposicionais Laguna-Barreira vigentes na Planície Costeira do Rio Grande do Sul. O primeiro pico de incêndio (25.400 anos AP) de idade Pleistoceno superior foi detectado em sedimentação lagunar (Sistema Laguna-Barreira III) e está relacionado com o clímax da glaciação Wisconsiana, que atingiu mais severamente o Hemisfério Norte e o sul do Hemisfério Sul, gerando na zona tropical da America do Sul, um clima muito frio e seco. O segundo pico de incêndio (4.016 a 4.232 anos AP) detectado na turfeira sobrejacente, originou-se ao final da Última Grande Transgressão Pós-glacial do Holoceno (Sistema Laguna- Barreira IV) e ocorreu durante vigência do Ótimo Climático Atlântico. Esse evento é coincidente com intervalos de início de ressecamento concomitantes, identificados anteriormente na própria turfeira de Águas Claras e em alagados de altitude no planalto Sul-rio-grandense, os quais poderiam estar relacionados a registros decorrentes do fenômeno El Nino/La Niña entre 4200–3800 anos AP, cuja ocorrência provocou oscilações climáticas rápidas no Hemisfério Sul, caracterizadas por resfriamento polar, aridez nas faixas tropicais e importantes modificações na circulação atmosférica. Os padrões morfológicos dos fragmentos de carvão vegetal macroscópico permitiram detectar que a vegetação dominante ao longo da deposição do perfil estudado era constituída por angiospermas mono e dicotiledôneas, sugerindo afinidade com vegetação eminentemente campestre, herbácea a arbustiva. O nicho ecológico em que essa associação se desenvolveu estava afastado da área de deposição lagunar durante a ocorrência do pico de incêndio pleistocênico, no entanto, o pico de incêndio holocênico ocorreu quando esse nicho se encontrava próximo à área de deposição da turfa. Evidências do impacto humano como causador do segundo pico de incêndio (4.016 a 4.232 anos A.P) não foram estabelecidas, dado que, os primeiros povoadores do litoral do Rio Grande do Sul, constituída por caçadores-coletores-pescadores, que instalou-se por volta de 4.000 anos AP, não tinham como protótipo cultural a utilização do fogo para cultivos e agricultura, tornando-se esta prática comum, somente a partir da colonização dos europeus. Apesar das incertezas quanto aos limites temporais dos resultados obtidos no nível de solo que capeia a turfa, os dados indicam a rara ocorrência de incêndios vegetacionais. Essa evidência pode estar racionada ao fato de que os processos recentes da interferência antrópica na turfeira de Águas Claras estão mais relacionados à drenagem do que a queimadas. Desta forma, pode-se concluir que a ocorrência de incêndios regionais na área da turfeira de Águas Claras tem sido regulada muito mais pelo clima do que pela ação antrópica, permitindo inferir que o fogo tem atuado como elemento fundamental na ecologia regional. / The macroscopic charcoal analysis in the peatlands in the District of Águas Claras, the Viamão municipality in Rio Grande do Sul, Brazil, was conducted in order to detect the actual occurrence of vegetation fires, trying to relate the origin of these events whether resulting from natural processes climatic factors or anthropic (human) factors. The analysis in stereomicroscope and scanning electron microscope focused on achieving results relating to the size, concentration and morphology wood fragments and the definition of homogenization of the cell walls standards. Vegetation fires were detected at different stages of Depositional Systems at the existing lagoon barrier in the coastal plain of Rio Grande do Sul. The first peak fire, (25.400 BP) was detected in a settling lagoon (high sea level, Lagoon/Barrier System III) and is related to the climax of Wisconsin Glaciation, which hit hardest the north hemisphere and south of the Southern Hemisphere, generating in the tropical zone of South America, a very cold and dry climate. The second peak of fire during (4016-4232 BP) detected in the peat lands overlying, was originated at the end of the Last Great Transgression Post-glacial Holocene (Lagoon/Barrier System IV) and occurred during the term of Great Climate Atlantic. This event coincides with the beginning of concomitant drying intervals, previously identified in the own peat lands of Águas Claras and altitude wetlands of the Planalto Sul-rio-grandense, which could be related to records resulting from the El Nino/La Niña between (4200-3800 BP), whose occurrence caused rapid climatic oscillations in the Southern Hemisphere, characterized by polar cooling, aridity in the tropical bands and important changes in atmospheric circulation. The morphological patterns of macroscopic charcoal fragments enabled detects the dominant vegetation along the deposition profile of the study consisted of mono and dicotyledonous angiosperms, suggesting affinity with vegetation eminently pleasant, herbaceous to shrubby. The ecological niche in which this association was evolved away from the lagoon deposition area during the occurrence of the peak Pleistocene fire, however, the peak holocenic fire occurred when this niche was near to the deposition area of peat. Evidence of human impact to the cause of the second peak fire during the period of (4016-4232 BP) have not been established, since the first coastal plains settlers of the Rio Grande do Sul, were initially occupied by groups of hunter, gatherers, fishermen (with no agricultural tradition) making this a common practice only from the colonization of Europe. Despite the uncertainty about the temporal limits of results obtained on the ground level of the peat, the data indicates the occurrence of vegetation fires at the topsoil level of the turf profile. This evidence may be rationed to the fact that the recent cases of human interference in Águas Claras peat land are more related to drainage than burned. Thus, it can be concluded that the occurrence of regional fires in the area is been regulated more by the weather than by human action, leading to the conclusion that the fire has been acting as a key element in the regional ecology.

Essa pesquisa foi desenvolvida no município de Biguaçu, litoral de Santa Catarina, especificamente na localidade de Três Riachos, e visou compreender o quão sustentáveis são as maneiras com que famílias de agricultores aí residentes conduzem suas vidas em meios rurais, que estão associados a duas práticas particularmente associadas: a agricultura de corte e queima e a produção de carvão. Esses agricultores familiares movimentaram historicamente um sistema social e ecológico do qual estiveram fortemente subsidiados por recursos florestais, um ativo particularmente importante para essas pessoas. De um ponto de vista multidimensional, ancorado pelo conceito de desenvolvimento como liberdade e da capacitação de pessoas em acessarem múltiplos recursos, ou ativos, nos propomos discutir possíveis respostas para as perguntas que seguem: possuem qualidade de vida essas pessoas? São sustentáveis seus meios de vida? Procuramos descrever as particularidades sociais e ecológicas do contexto de estudo através de dados coletados com etnografia e observação participante, confrontá-los com dados secundários e discutindo-os com bibliografias pertinentes. Para tal, levamos em consideração o acesso a cinco tipos de ativos relacionados, capital natural, capital humano, capital financeiro, capital social e capital físico e mais um associado, o capital cultural. Concluiu-se que as características particulares de cada ativo/capital que aumentam ou diminuam a sustentabilidade dessas pessoas são: para o capital natural: a possibilidade de utilização de recursos naturais advindos da própria propriedade da família e a capacidade de regeneração, ou renovação desses recursos naturais; para o capital humano, físico e financeiro: o trabalho excessivo e insalubridades relacionadas às suas atividades, a precariedade da infraestrutura e dos processos produtivos, a falta de conhecimentos para acessarem tecnologias e políticas públicas para melhorar essa infraestrutura; para o capital social: as relações de confiança e reciprocidade entre as pessoas das comunidades, a possibilidade de melhorias das relações de confiança com o público externo; no capital cultural: as características de cuidado dos agricultores que fazem com que eles estabeleçam relações de reciprocidade para com pessoas externas, seus clientes, sendo que para isso, depositam um esforço para que seus produtos sejam de boa qualidade. A busca de meios de vida sustentáveis é a maneira de se criar sistemas sócioecológicos resilientes. A sustentabilidade social e ambiental dessas famílias possuem potenciais positivos e negativos, e que certamente possuem desafios para que sejam reproduzíveis em sistemas sócioecológicos resilientes. A pesquisa contribuiu com o esforço de gerar dados para a compreensão dessa realidade complexa. A gestão de sistemas sociais e ecológicos deve levar em consideração um portfólio de ativos sociais, econômicos, ecológicos, humanos e culturais para que seja possível constituir sistemas sócio ecológicos resilientes. / This research was conducted in the city of Biguacu, Santa Catarina coast, specifically in the town of Três Riachos, and aimed to understand how sustainable are the ways in which families residing farmers lead their lives in rural areas, that are associated with two practices particularly associated with: a cut and burn agriculture and charcoal production. These farmers historically handled a social and ecological system of which were heavily subsidized by forest resources, a particularly important asset for these people. A multidimensional perspective, anchored by the concept of development as freedom and empowerment of people to access multiple resources, or assets, we propose to discuss possible answers to the following questions: have quality of life these people? Are sustainable livelihoods? We try to describe the social and ecological characteristics of the study context through data collected with ethnography and participant observation, confront them with secondary data and discussing them with relevant bibliographies. To this end, we consider access to five types of related assets, natural capital, human capital, financial capital, social capital and physical capital and another associate, the cultural capital. It was concluded that the particular characteristics of each asset / capital that increase or decrease the sustainability of these people are for natural capital: the possible use of natural resources from their own family property and regeneration capacity, or renewal of these resources natural; to the human, physical and financial capital: overwork and? insalubrity related to its activities, poor infrastructure and production processes, the lack of knowledge to access technologies and policies to improve the infrastructure; to social capital: trust relationships and reciprocity between people of the communities, the possibility of improvements in trust with the general public; the cultural capital: the care of characteristics of farmers who make them establish reciprocal relations to external people, your customers, and for that, deposit an effort to make its products are of good quality. The search for sustainable livelihoods is the way to create resilient ecological systems partner. The social and environmental sustainability of these families have positive and negative potentials, and they certainly have challenges that are playable on resilient ecological systems partner. The research contributed to the effort to generate data for the understanding of this complex reality. The management of social and ecological systems must take into account a portfolio of corporate assets, economic, ecological, human and cultural so that you can be resilient ecological systems partner.

A presente tese teve como objetivo fornecer subsídios teóricos e experimentais com vistas à reciclagem da carepa gerada em usinas mini-mills através de briquetes autorredutores para uso em FEA. Para atingir os objetivos vislumbrados, o trabalho foi estruturado em quatro principais tópicos: estudo de caracterização e de redutibilidade da carepa, escolha e caracterização do redutor para uso nos briquetes, elaboração e caracterização da mistura e ensaios de laboratório para avaliação do desempenho dos briquetes autorredutores. Os estudos de caracterização da carepa indicaram que este resíduo é constituído principalmente de wustita e se apresenta estratificada em três camadas: camada externa fina e porosa composta de hematita e magnetita, camada intermediária de wustita densa e camada interna de wustita porosa. A cinética de redução da carepa foi investigada em termobalança no intervalo de temperatura entre 830 e 1200°C com CO puro e mistura 90%CO-10%CO2. A energia de ativação aparente encontrada nesses ensaios variou de 71 a 80 kJ/mol e as observações microscópicas demonstraram que a redução da carepa segue um modelo topoquímico. A escolha do agente redutor para compor o briquete se deu através de ensaios de gaseificação ao CO2 e de autorredução em termobalança com três tipos de material carbonoso. A partir desses ensaios observou-se a seguinte ordem decrescente de reatividade e respectivas energias aparentes de ativação: Carvão Vegetal (Ea = 237 kJ/mol), Carvão Mineral (Ea = 214 kJ/mol) e Coque de Petróleo (Ea = 335 kJ/mol). Em virtude da maior reatividade do Carvão Vegetal frente aos demais, este redutor foi escolhido para uso nos briquetes. A mistura utilizada na confecção dos briquetes autorredutores teve como constituintes principais a carepa, os finos de carvão vegetal e aglomerantes (melaço e cal). Ensaios de caracterização em termobalança com atmosfera oxidante e aquecimento rápido indicaram uma perda de massa de cerca de 40%, referente às etapas de secagem, desvolatilização e autorredução da mistura. Nesses ensaios, observou-se elevadas taxas de perda de massa da mistura e uma notável complexidade dos fenômenos envolvidos, com reações simultâneas de combustão, autorredução e de oxidação do ferro, prevalecendo uma ou outra, dependendo da temperatura e da fração reagida de amostra. Através de procedimentos que buscaram reduzir a complexidade dos fenômenos envolvidos nas condições oxidantes, foi possível estimar que a energia de ativação aparente de autorredução está entre 62 e 69 kJ/mol. Os briquetes produzidos em escala industrial foram submetidos a ensaios isotérmicos e não-isotérmicos de alta temperatura. Tais ensaios buscaram determinar os gradientes térmicos no interior do briquete, a energia de ativação aparente e o desempenho cinético do aglomerado em condições de temperatura que se aproximam da prática industrial. A partir das constatações concernentes às taxas das reações químicas individuais (redução e gaseificação), às medidas do perfil de temperatura no interior dos aglomerados, à energia de ativação estimada para o briquete (93 kJ/mol) e ao modelo de redução encontrado nos ensaios de alta temperatura, acredita-se que tanto a cinética de redução da carepa como a transferência de calor sejam obstáculos limitantes da cinética global dos briquetes em estudo. Finalmente, os resultados de metalização obtidos nos testes de alta temperatura dão indícios da possibilidade de uso destes briquetes em FEA. / This dissertation aimed to provide theoretical and experimental basis for recycling of mill scale generated in mini-mill plants through the use of self-reducing briquettes in EAF. To reach these goals, the work was structured around four main topics: characterization and reducibility study of scale, choice and characterization of the reductant to use in briquettes, elaboration and characterization of the mixture and laboratory tests to performance evaluation of self-reducing briquettes. The characterization studies of mill scale have indicated that this waste is composed mainly of wustite and is stratified into three layers with different morphologies: fine porous external layer composed of hematite and magnetite, intermediate layer of dense wustite and inner layer of porous wustite. The kinetics of scale reduction was investigated in thermobalance in a temperature range from 830 to 1200°C with pure CO and a mixture of 90% CO and 10% CO2. The apparent activation energy obtained in these tests ranged from 71 to 80 kJ/mol and the microscopic observations showed that the mill scale reduction corresponds to a topochemical model. The choice of the reductant for composing the briquette was made through tests of gasification with CO2 and of self-reduction in thermobalance with three different carbonaceous materials. From the results, it was observed the following decreasing reactivity order and the related apparent activation energy: Charcoal (Ea = 237 kJ/mol), Mineral Coal (Ea = 214 kJ/mol) and Petroleum Coke (Ea = 335 kJ/mol). Due to the higher reactivity of Charcoal in relation to the others, this reducer was chosen to be used in the briquettes. The main constituents of the mixture used in the manufacture of self-reducing briquettes were scale, charcoal and binders (melasse and lime). The characterization tests in thermobalance with oxidizing athmosfere and rapid heating indicated a mass loss of about 40%, referring to the stages of drying, devolatilization and self-reduction of the mixture. During these tests, it were observed high rates of mixture loss mass and a remarkable complexity of the phenomena, with simultaneous combustion, self-reduction and iron oxidation reactions, where their importance changes according to temperature and fractional reaction of the sample. Through the procedures that aimed to reduce the complexity of the related phenomena in oxidant conditions, it was possible to estimate that the self-reduction apparent activation energy ranges between 62 to 69 kJ/mol. The briquettes produced in the industrial plant were submitted to isothermal and nonisothermal tests of high temperatures. Such tests aimed to determine the thermal gradients into the briquette, the apparent activation energy and kinetic performance of the agglomerate in temperature conditions similar to the ones used in industrial practice. Based on the findings concerning the individual rates of chemical reactions (reduction and gasification), the measures of the temperature profile inside the briquettes, the activation energy estimated (93 kJ/mol) and the reduction model found in high-temperature tests, it is assumed that both the kinetics of mill scale reduction and heat transfer limit the overall kinetic rates of these briquettes. Finally, the results of metallization obtained in the tests conducted at high temperatures indicate the possibility of using these briquettes into the EAF.

xvii, 205 p. : ill. (some col.) A print copy of this thesis is available through the UO Libraries. Search the library catalog for the location and call number. / Fire is a fundamental, transformative, yet poorly understood process in the Earth system; it can radically reorganize ecosystems, alter regional carbon and energy balances, and change global climate. Short-term fire histories can be reconstructed from satellite (seasonal- to interannual-scales), historical (decadal scales), or dendrochronological records (for recent centuries), but only sedimentary charcoal records enable an analysis of the complex interactions between climate, vegetation and people that drive fire activity over longer temporal scales. This dissertation describes the compilation, synthesis and analysis of a global paleofire dataset and its application to understanding past, current, and future changes in fire activity. Specifically, I co-led efforts to compile charcoal records around the world into a single database, and to conduct three meta-analyses to understand the controls on fire at multiple spatial and temporal scales. The first meta-analysis reconstructed global biomass burning since the Last Glacial Maximum (LGM) 21,000 years ago. Results from this study demonstrated that global fire activity is low when conditions are cool and high when conditions are warm. This fundamental relationship between climate and fire is due in large part to associated changes in vegetation productivity. The second meta-analysis examined fire activity in North America during past abrupt climate changes and looked for evidence of continental-scale wildfires associated with a hypothesized comet impact ∼13,000 years ago. This analysis found a correlation between increased fire activity and abrupt climate change, but provided no evidence for continental-scale wildfires. A final meta-analysis disentangled the climate and human influences on global biomass burning during the past 2000 years; it found a close relationship between climate change and biomass burning until ∼1750 A.D., when human activities became a primary driver of global fire activity. Together, these three meta-analyses demonstrate that climate change is the primary control of global fire activity over long time scales. In general, global fire activity increases when the Earth's climate warms and decreases when climate cools. The paleofire data and analyses suggest that the rapid climate changes projected for coming decades will lead to widespread increases in fire frequency and biomass burning. This dissertation includes previously published and unpublished co-authored material. / Committee in charge: Patrick Bartlein, Chairperson, Geography; Daniel Gavin, Member, Geography; W. Andrew Marcus, Member, Geography; Cathy Whitlock, Member, Geography; Ronald Mitchell, Outside Member, Political Science

This dissertation focuses on the animated, charcoal, hand-drawn films of William Kentridge‟s Drawings for Projection series (1989—2003). At the beginning of this study, Kentridge‟s films are positioned as a dialectic of self and memory as embodied in a post-colonial South African setting. The series itself was selected as being representative of his artistic oeuvre. They are a closed-ended narrative, using a ground-breaking animation technique, created by the artist himself (Christov-Bakargiev 1998; Godby 1982). They were made by Kentridge during a specific South African cultural and historical period: beginning with Johannesburg, 2nd Greatest City after Paris, made in 1989 at the height of apartheid; through to Tide Table, made in 2003 at the beginning of post post-apartheid South Africa. The hypothesis presented is that Kentridge‟s films have memory as their main theme. Memory itself takes different forms, and the discourse of memory deals with, for instance: memorialisation; repressed memories; traumatic memories; the unconscious and memories; and “postmemory”. How he depicts memories of his own and those of others is at the centre of this research. Using qualitative research methodology, with contextualisation (socio-historical and cultural) and comparative studies (apartheid and the Holocaust; different artistic representations of memory, for example Pascal Croci and William Kentridge; and Anselm Kiefer and William Kentridge) being part of the research design, this thesis has sought to substantiate this hypothesis. Further substantiation and clarification has been expounded by referencing seminal works in the field, such as those of Sigmund Freud (1899: “screen memories”; 1917: trauerarbeit); Roland Barthes (1981: the punctum / spacio-temporal continuum); Pierre Nora (1989: “lieux de mémoiré” / “sites of memory”); Henri Raczymow (1994: “memoire trouée” / “memory shot through with holes”); Richard Terdiman (1993: poesis); Marianne Hirsch (1997: “postmemory”); and Hayden White (1996: historical metafiction); among others. There have already been numerous references to how William Kentridge has depicted the ephemeral nature of memory / memories (Boris 2001; Cameron, Christov-Bakargiev and Coetzee, 1999; Christov-Bakargiev 1998; Sitas 2001). However an in-depth, hermeneutic, comparative analysis has not yet been undertaken. This study is therefore significant in that it explicates William Kentridge‟s works, making the following contributions: to the scholarship on Kentridge‟s work; to a South African perspective to the growing field of trauma studies; and to the apartheid and post-apartheid reflections on re-remembering and forgetting, memorialisation, forgiveness and guilt. Through socio-cultural and historical comparisons as well as artistic contrasts, the films themselves are acknowledged as an important source of reference of South African society. They are a documentation of life lived during apartheid and post-apartheid South Africa. / Department of Communication Science / D.Litt. et Phil.

Perturbações ambientais foram detectadas em sistema de turfeira no sul da Bacia do Paraná (Mina de Faxinal, Formação Rio Bonito) durante o Eopermiano (idade radiométrica 291 ± 1.3 Ma, topo do Sakmariano) sob vigência de período climático pós-glacial da Idade do Gelo do Neopaleozoico. Além da detecção de incêndios recorrentes, foi identificado um evento de incêndio autóctone/hipoautóctone em vegetação arbórea em um horizonte no carvão contendo grandes fragmentos de lenhos queimados comprimidos (21,8 x 13.4 cm). A influência de vulcanismo está registrada sob a forma de uma camada de tonstein (cinza vulcânica sedimentada) intercalada ao carvão, onde estão incluídas abundantes compressões de folhas glossopterídeas. A análise do carvão consistiu em determinação de refletância sob óleo de macerais do grupo inertinita em blocos polidos para confirmar a identificação de carvão vegetal macroscópico e ocorrência de incêndios na turfeira. Adicionalmente, a observação da matéria orgânica sob fluorescência nos blocos revelou que os incêndios não afetaram a microflora, mas alteração na fluorescência evidenciou dessecação ambiental, verificada também em lâminas palinofaciológicas. Sob microscopia eletrônica de varredura, o carvão vegetal apresentou paredes celulares homogeneizadas, indicando temperaturas de queima acima de 325ºC, mas não superiores a 400ºC devido aos baixos resultados de refletância e à preservação de tecido vegetal delicado. A preservação de floema secundário, em associação orgânica com xilema tipo Agathoxylon, é registrada ineditamente. A observação sob microscopia de luz transmitida das cutículas foliares extraídas do tonstein permitiu descrição detalhada de padrões xeromórficos que ocorrem de forma endêmica nas epidermes de glossopterídeas de Faxinal e foram atribuídos a respostas adaptativas às frequentes perturbações ambientais que afetaram a floresta turfosa, tais como incêndios recorrentes por dessecação ambiental cíclica ou influência de vulcanismo regional. Esses fatores, em conjunto ou alternativamente, garantiram a dominância monotípica de Glossopteris pubescens nom. nov. na comunidade. O conjunto de evidências indicou que os incêndios foram de superfície, em baixas temperaturas, o transporte do carvão vegetal foi praticamente inexistente no horizonte de grandes fragmentos de lenhos queimados e que os demais incêndios recorrentes tiveram pouco efeito na comunidade proximal, ocorrendo regularmente nas áreas de entorno da turfeira dado o aporte de carvão vegetal macroscópico fragmentário. Durante a fase de aquecimento pós-glacial no Permiano, os ambientes de turfeira no Gondwana eram altamente suscetíveis à ocorrência de incêndios dos quais as glossopterídeas se beneficiavam para manter sua dominância e abundância nessas comunidades, por possuírem eficiente plasticidade adaptativa para sobreviver a condições extremas em ambientes altamente perturbados. / Environmental disturbances were detected in a peat-forming environment from the southern Brazilian Paraná Basin (Faxinal Coalfield, Rio Bonito Formation) during the lower Permian (radiometric age 291 ± 1.3 Ma, late Sakmarian) under post-glacial conditions in the Late Paleozoic Ice Age. In addition to recurrent wildfires, an autochthonous/hypauthochthonous wildfire event was identified in the woody vegetation from a coal horizon containing compressed, large-sized logs (21,8 x 13.4 cm). Volcanic influence is recorded in a tonstein layer (sedimentary volcanic ash) interbedded in the coal, where abundant compressed glossopterid leaves are entombed. The coal analysis consisted of reflectance measurements in polished blocks under oil of macerals of the inertinite group to confirm the macroscopic charcoal identification and wildfire occurrence in the peatland. Additionally, the observation of the organic matter in the polished block under fluorescence showed that the microflora has not been affected by the wildfires, but altered fluorescence evidenced environmental dryness, verified in palynofacies slides as well. Under scannin electron microscopy, the charcoal showed homogenized cell walls, indicating burning temperatures higher than 325ºC, but not higher than 400ºC given the low reflectance values and the preservation of fragile plant tissue. The preservation of secondary phloem in organic association with Agathoxylon wood-type is a first paleobotanical record. Observation under transmitted light of the leaf cuticles extracted from the tonstein allowed for the detailed description of xeromorphic patterns, which have been attributed to adaptative responses to the frequent environmental disturbances affecting the peat forest, such as recurrent wildfires due to environmental dryness or regional volcanic activity. These factors, collectively or in an alternating way, ensured the monotypic dominance of Glossopteris pubescens nom. nov. in the plant community. The set of evidences indicated low temperature surface fires, virtually inexistent charcoal transport in the charcoalified log horizon and that the other wildfire events had little effect in the proximal community, occurring regularly in the surrounding areas of the peatland given the fragmentary macroscopic charcoal input. During the postglacial warming in the Permian, the Gondwanan peatlands were highly susceptible to wildfires from which the glossopterids benefited to maintain their dominance and abundance in these communities due to efficient adaptative plasticity to survive under extreme conditions in highly disturbed environments.