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Engineers of off-road equipment, on-road vehicles, pavement, and tires must assess the roughness of a terrain surface for the design of their products. The International Roughness Index (IRI), a standardized means of assessing longitudinal road roughness, quantifies roughness based on the average suspension travel for a particular vehicle at a prescribed speed. The Discrete Roughness Index (DRI) developed in this work address fundamental limitations of the IRI. Specifically, the DRI is calculated for each discretely measured location along a terrain surface and is applicable to vehicles traveling at varying speeds and using parameters other than the Golden Quarter-Car on which the IRI is based. The development of the DRI begins with a consistent discretization of the terrain surface, vehicle response, and the IRI. Next the Fractional Response Coefficient is developed, the properties of which are critical in the development of the DRI. The DRI is developed and its properties are discussed through theory and simulation of the ASTM E1926-08 profile. One important property of the average DRI is that it converges to the IRI as the distance between sampled points becomes smaller, for the particular case when the Golden Quarter-Car model is simulated at 80 kph. The DRI is not an alternative to the standard IRI, therefore, but a widely applicable roughness measure of which the standard IRI is a single specialized application. / Master of Science

The current transition from Blast Furnace (BF) to Hydrogen-Direct Reduction (H-DR) is an initiative to reduce the carbon footprint in Iron and Steel production. The shift from traditional coke-based Iron and Steel making to a green H-DR requires new innovative technologies, underscoring the importance of collective efforts in this field. The production of DRI/HBI fines, which account for 1-2% wt. of DR production, poses a significant challenge for the iron and steel industries. These fines, rich in iron, are generated inside the plant during the handling, production, and transportation process. Their recycling in the DR process is difficult without proper agglomeration. Here, briquetting emerges as a promising solution to this challenge. This research work is dedicated to exploring the use of innovative binders in briquetting the DRI/HBI fines. It aims to understand the H2 -based reduction behaviour of the briquettes and the role of embedded biocarbon in enhancing resource efficiency. The study also investigates the impact of binders on the mechanical strength, moisture content, and compaction pressure of the briquettes. The optimized briquettes are then subjected to H2-based reduction using a thermogravimetric technique (TGA) followed by characterization by XRF, XRD, and LECO analysis, and mechanically evaluated to assess their potential in the next-generation H2-based Iron and Steel Making. Keywords: DRI/HBI Fines, Organic binders, Briquetting, H2 Reduction, Biocarbon, Recycling, Resource Efficiency

There is an ongoing transition to a more sustainable industry with lower climate impact. As part of this transition, the steel industry is expected to move from the conventional process for producing iron and steel using Blast Furnace (BF) and Basic Oxygen Furnace (BOF) processes, consuming large amounts of fossil fuels. In Sweden, transition to an alternative process route using Hydrogen Direct Reduction of Iron (H DRI) combined with electric arc furnace s (EAFs) is underway. Large H DRI based steel industries are being established and are expected to produce significant volumes of residues. According to the principles of circular economy, these residues should be valorised as products or raw materials to as large an extent as possible. Industrial Symbiosis is a method for increasing industrial circularity by promoting transactions of information and residues to- provide economic and environmental synergies in a network of industry actors. There are existing industrial networks for valorising residues from the traditional iron and steel industry. Notably, large amounts of BF slags are used as a Supplementary Cementitious Material (SCMs) or raw material in cement production. However, there is a lack of research into how these existing networks can manage the residues produced in the new H DRI and EAF based process. There is also a need to better understand to what extent EAF slags can replace BF and BOF slags in valuable applications such as SCM or cement production. Research into these issues is complicated by the fact that no commercially operating HDRI based steel industries exist at present. Therefore, an exploratory and qualitative research approach was chosen to investigate the knowledge and current conditions in a region where such an industry is being established. A case study was conducted to investigate the industrial network surrounding an emerging steel industry that will use H DRI and EAF processes. A theoretical framework was constructed to assess conditions for the development of an Industrial Symbiosis Network (ISN) in such an industry. Social as well as technological conditions important for ISN development were identified.  The growing network of recyclers, metal industries and other actors surrounding the planned steel plant of H2 Green Steel (H2GS) in Boden was chosen as case. Potential ISN participants were identified and participated in four focus group workshops and ten in depth interviews. An overview of expected residues from H2GS was compiled, together with a list of potential methods for valorisation. The Technology Readiness Levels (TRL) of these valorisation processes were assessed, and the social conditions for ISN development were investigated. There seems to be an existing ISN kernel already forming among recyclers and waste management actors surrounding H2GS. Social networks and an exchange of experiences are in place, and technological and economic barriers are perceived as the main obstacles to efficient residue management. The presence of traditional iron and steel industries in the region seems to be a clear benefit to ISN development. Most of the residues originating in the planned H2GS plant are well known and similar to those produced by other steelmakers, except for the large volumes. However, valorisation of EAF slags is a significant challenge. The most mature technology valorising EAF slags as rocky materials in construction seems unlikely to be able to valorise large volumes of EAF slags in the long run. EAF slags has potential as an SCM material or as raw material for cement production. However, these applications require further refining using technologies that are not yet mature. When the development trajectory of these immature technologies can be predicted, the ISN participants can adjust and prepare for the opp ortunities they create. Some valorisation technologies would bring great ISN advantages by improving diversity of inputs and outputs. However, when development trajectories are unpredictable, ISN development is blocked. / Det pågår en omställning till en mer hållbar industri med lägre klimatavtryck. Som en del i denna omställning förväntas stålindustrin röra sig i väg från den konventionella framställningsprocessen för järn och stål som använder masugn och syrgaskonverter där stora mängder fossila bränslen förbrukas. I Sverige pågår en omställning till en alternativ processväg där direktreduktion med vätgas används tillsammans med ljusbågsugnar. Stora industrier baserade på direktreduktion med vätgas håller på att etablera sig och förväntas producera stora mängder restprodukter. Enligt principerna för cirkulär ekonomi bör dessa restprodukter användas som produkter eller råmaterial för andra processer i så stor utsträckning som möjligt. Industriell symbios är en metod för att förbättra industrins cirkularitet genom att främja utbyten av information och restprodukter som kan skapa ekonomiska och miljömässiga fördelar i ett industrinätverk. Det finns existerande industrinätverk för att använda restprodukter från den traditionella järn- och stålindustrin. Särskilt relevant är att stora mängder masugnsslagg används som alternativa cementmaterial eller som insatsvara i cementproduktion. Det finns dock en brist på forskning om hur sådana nätverk kan hantera restprodukterna från den nya processkedjan med vätgasreduktion och ljusbågsugn. Vidare finns ett behov av att förstå i vilken utsträckning ljusbågsugnsslagg kan ersätta masugnsslagg och konverterslagg i tillämpningar som cementproduktion eller produktion av alternativa cementmaterial. Forskning om dessa ämnen försvåras av att det ännu inte finns någon aktiv stålindustri i storskalig kommersiell drift som använder sig av vätgasreduktion och ljusbågsugnsprocesserna. Därför valdes en utforskande och kvalitativ forskningsdesign för att undersöka kunskapen och de nuvarande förutsättningarna i en region där en sådan industri håller på att etableras. En fallstudie genomfördes för att undersöka industrinätverket kring en framväxande stålindustri som kommer att använda vätgasreduktion och ljusbågsugn. Ett teoretiskt ramverk konstruerades för att bättre bedöma förutsättningarna för industriella symbiosnätverk att växa fram i en sådan industri. Sociala så väl som tekniska omständigheter som påverkar nätverkets framväxt identifierades. Det framväxande nätverket av återvinnare, metallindustrier och andra aktörer runt H2 Green Steels planerade stålverk i Boden valdes som fallstudie. Potentiella nätverksdeltagare identifierades och deltog i fyra fokusgruppworkshops samt tio djupintervjuer. En sammanställning av förväntade restmaterial från H2GS sammanställdes tillsammans med en lista över möjliga metoder för att nyttja dessa. Den tekniska färdighetsnivån (TRL-nivån) hos dessa nyttjandealternativ bedömdes och de sociala förutsättningarna för ett industriellt nätverk att växa fram undersöktes. Ett frö till symbiosnätverk verkar redan formas bland återvinnare och restmaterialhanterare runt H2GS. Sociala nätverk och utbyten av erfarenheter finns, och tekniska och ekonomiska barriärer ses som de största hindren för effektiv restmaterialhantering. Närvaron av traditionella järn- och stålindustrier verkar vara en tydlig fördel för framväxten av ett symbiosnätverk. De flesta av restprodukterna som förväntas från den planerade H2GS anläggningen är väl kända och lika de som produceras av andra stålverk, förutom att de kommer produceras i större volymer. Nyttjande av ljusbågsugnsslagg är dock en betydande utmaning Den mest mogna nyttjandemetoden för denna slagg är att använda den som ett stenmaterial i byggnadstillämpningar. Det verkar dock osannolikt att denna metod skulle kunna hitta avsättning för de stora mängderna ljusbågsslagg som väntas på lång sikt. Ljusbågsugnsslagg har potential som ett alternativt cementmaterial eller som insatsvara i cementproduktion. Dessa tillämpningar kräver dock vidare förädling av slaggen med hjälp av tekniker som inte är mogna ännu. När utvecklingsbanan för dessa tekniker kan förutsägas kan nätverksdeltagarna anpassa sig och förbereda för de möjligheter de skapar. Vissa nyttjandemetoder skulle ge stora symbiosfördelar till nätverket genom att öka mångfalden av insatsvaror och produkter som är möjliga. När utvecklingsbanorna inte går att förutsäga blockeras dock symbiosnätverkets utveckling.

A fauna edáfica de ácaros, apesar de abundante e muito diversa em ambientes naturais, ainda é pouco conhecida no Estado de São Paulo. O presente estudo foi realizado em duas partes. A primeira parte teve como objetivo avaliar a abundância e diversidade dos ácaros da superfamília Rhodacaroidea na Mata Atlântica (Pariquera-Açu, Cananéia, Piracicaba e São Pedro) e no Cerrado (Luiz Antonio, Pirassununga e São Carlos), em amostras de solo (0-5 cm) e folhedo tomadas à base de plantas das famílias Arecaceae e Myrtaceae, respectivamente. Para extração dos ácaros, as amostras foram processadas através de um equipamento do tipo Berlese-Tullgren modificado. Obteve-se um total de 969 Rhodacaroidea adultos, sendo 913 na Mata Atlântica e 56 no Cerrado. Foram encontrados 776 e 193 Rhodacaroidea no folhedo e no solo, respectivamente. Os ácaros encontrados pertencem a 15 gêneros diferentes. Os gêneros mais comuns na Mata Atlântica foram Neogamasellevans Loots & Ryke e Ologamasus Berlese, no folhedo, e Rhodacarus Oudemans, no solo. No Cerrado, Rhodacarus foi o gênero mais comum em ambos os substratos. Trinta e uma morfoespécies de Rhodacaroidea foram encontradas na Mata Atlântica, e cinco, no Cerrado. A uniformidade das freqüências de ocorrência de morfoespécies foi maior na Mata Atlântica que no Cerrado. A uniformidade também foi maior no folhedo que no solo da Mata Atlântica. Na segunda parte deste estudo, avaliaram-se a diversidade, a abundância e a distribuição dos ácaros edáficos no folhedo e em diferentes profundidades (0-5, 10-15, 20-25 e 30-35 cm) do solo. Avaliaram-se também os mesmos parâmetros para os fitonematóides presentes no solo às diferentes profundidades mencionadas. As coletas foram realizadas em Pariquera-Açu e Cananéia, na base da palmeira Euterpe edulis Mart. A extração dos ácaros foi realizada como indicado anteriormente. A extração dos fitonematóides foi realizada pelo método de Jenkins. Nesta parte, coletaram-se 2717 ácaros, 80% dos quais, do folhedo. No solo, a maior quantidade de ácaros foi encontrada na camada de 0-5 cm, exceto no outono. A maior abundância de ácaros no solo e no folhedo foi verificada no inverno. As ordens encontradas foram: Oribatida (80%), Mesostigmata (18%), Prostigmata e Astigmata, (juntos 2%). Os Oribatidas não foram identificados em níveis taxonômicos mais baixos no presente estudo. No folhedo, foram identificados 14 famílias, 19 gêneros e 32 morfoespécies de ácaros. No solo, foram encontradas 17 famílias, 19 gêneros e 27 morfoespécies. Neogamasellevans e Ologamasus foram os gêneros mais abundantes e diversos dentre os ácaros identificados. Dezesseis gêneros de fitonematóides foram encontrados. O número total de fitonematóides encontrados em cada profundidade, para todas as plantas amostradas, variou de 10 a 7340 indivíduos. Helicotylenchus Steiner foi o gênero mais abundante, seguido de Discocriconemella Grisse & Loof e Aorolaimus Sher. Os fitonematóides foram abundantes em todas as profundidades consideradas. Considerando-se a predominância dos ácaros na camada mais superior do solo, é de se esperar que os ácaros que por ventura estejam predando aqueles nematóides possam apresentar alguma eficiência apenas na camada mais superficial do solo. O aprofundamento nas pesquisas sobre a fauna de Rhodacaroidea em ambientes naturais gera informações que poderão ser utilizadas em futuros estudos, para o controle biológico de ácaros-praga no solo. / Although abundant and very diverse in the natural environments, the fauna of edaphic mites is still poorly known in the State of São Paulo. The present study was conducted in two parts. The objective of the first part was to evaluate the abundance and diversity of mites of the superfamily Rhodacaroidea in the Mata Atlântica (Pariquera-Açu, Cananéia, Piracicaba and São Pedro) and in the Cerrado (Luiz Antonio, Pirassununga and São Carlos) ecosystems, in soil (0-5 cm) and litter samples taken at the base of plants of the families Arecaceae and Myrtaceae, respectively. For extraction of the mites, the samples were processed through a modified Berlese-Tullgren equipment. A total of 969 adult Rhodacaroidea were obtained, 913 from Mata Atlântica and 56 from Cerrado. In relation to the substrate, 776 Rhodacaroidea were found in the litter and 193 in the soil. Those mites belong to fifteen different genera. The most common genera in Mata Atlântica were Neogamasellevans Loots & Ryke and Ologamasus Berlese, in the litter, and Rhodacarus Oudemans, in the soil. In Cerrado, Rhodacarus was the most common genus in both substrates. Thirty one morphospecies of Rhodacaroidea were found in Mata Atlântica, and five, in Cerrado. The equitability of the frequencies of occurrence of the morphospecies was higher in Mata Atlântica than in Cerrado. It was also higher in the litter than in the soil of Mata Atlântica. In the second part of this study, the diversity, abundance and distribution of edaphic mites in litter and soil samples of different depths (0-5, 10-15, 20-25 and 30-35 cm) were studied. The same parameters were also evaluated for plant nematodes present in soil samples at those different depths. Samples were taken in Pariquera-Açu and Cananéia, at the base of Euterpe edulis Mart (Arecaceae). Mites were extracted as indicated previously. Nematodes were extracted by Jenkins method. A total of 2717 mites was collected, 80% of which in the litter samples. In the soil, the largest number of mites was collected between 0 and 5 cm from the surface, except in the fall. Highest abundance of mites in the litter and soil was observed in the winter. The mite orders found were: Oribatida (80%), Mesostigmata (18%), Prostigamata and Astigamata (combined, 2%). Oribatida were not identified at lower taxonomic levels in this study. In the litter, 14 families, 19 genera and 32 morphospecies of mites were identified. In the soil, 17 families, 19 genera and 27 morphospecies were identified. Neogamasellevans and Ologamasus were the most abundant and diverse genera. Sixteen genera of plant nematodes were identified. The total number of plant nematodes found at each depth, for the combined samples, varied between 10 and 7340. Helicotylenchus Steiner was the most abundant genus, followed by Discocriconella Grisse & Loof and Aorolaimus Sher. Nematodes were abundant at all considered depths. Considering the predominance of the mites between 0 and 5 cm from the soil surface, it is conceived that predation on the former by the predatory mites may have some significance only at that depth. Further research on the fauna of Rhodacaroidea in natural environments generate information that could be used in future studies for the biological control of edaphic pest mites and nematodes.

O ferro-esponja ou DRI (Direct Reduced Iron) é obtido pelo processo de redução direta onde o minério de ferro é transformado em ferro metálico através de reações químicas envolvendo o estado sólido (minério) e o gasoso (gases redutores). Neste processo o minério de ferro não passa pelo estado líquido como ocorre com o ferro-gusa. Isto confere ao ferro-esponja algumas desvantagens que prejudicam o seu desempenho nas aciarias. Pode-se citar a redução no rendimento metálico e o maior consumo de energia elétrica como principais impactos de sua utilização intensiva. O ferro-esponja apresenta menor quantidade de ferro total (maior quantidade de impurezas) do que o ferro-gusa e também apresenta óxidos de ferro remanescentes em sua estrutura (menor metalização). Para torná-lo mais competitivo, inúmeras melhorias no processo têm sido promovidas para aumento da metalização. No entanto, o limite superior alcançado na prática tem ficado ao redor de 95%. Visando contribuir para melhorar a qualidade do ferro-esponja este trabalho apresenta uma proposta inovadora a partir da técnica de auto-redução. O objetivo é aumentar o grau de metalização do ferro-esponja através de seu aquecimento. Para isso, foram realizadas análises termogravimetrias e aquecimentos em forno mufla; análises químicas por via úmida, difração de raios-x, espectroscopia mössbauer e análise de microssonda de raios-x. As análises estruturais foram realizadas utilizando microscópio eletrônico de varredura para confirmar a efetividade da técnica apresentada. Nesta dissertação pode-se comprovar que, através da técnica de auto-redução, o ferro-esponja alcança metalizações acima de 98% em detrimento da queda do teor de carbono total. Um aumento de 4% na metalização traz um ganho estimado de 5 a 10% no consumo de energia elétrica nos fornos de fusão e um acréscimo proporcional na produção horária das aciarias. / The direct reduced iron is obtained by direct reduction process, where iron ore is transformed in metallic iron via chemical reactions involving solid (ore) and gaseous (reductant gases) states. In this process the iron ore does not pass by liquid state like pig iron. This become to direct reduced iron some disadvantages, which decrease its performance in the steelmaking process. It can be mentioned the reduction of metallic yield and the higher consumption of electric energy as the main impacts of its intensive use. The direct reduced iron presents lower amount of total iron (higher amount of impurities) than pig iron and presents iron oxides remained in its structure (lower metallization). To become more competitive, several improvements in the reduction process have been carried out to increase its metallization. However, the highest level of metallization, which has been reached, is 95%. To improve the direct reduced iron quality, the present work evaluates, in an innovative way, using the technique of self reduction. The objective is increase of metallization of the direct reduced iron through its heating. Thermal, chemical and structural characterization was carried out to check the effectiveness of the investigated technique. The research confirms that the direct reduced iron can reach a metallization higher than 98% with a decrease of total carbon amount using the technique presented in this work. An improvement of 4% in the metallization brings savings of 5 to 10% in the electric energy consumption of the electric arc furnaces and a proportional increase of the production in the steelmaking plants.

O ferro-esponja ou DRI (Direct Reduced Iron) é obtido pelo processo de redução direta onde o minério de ferro é transformado em ferro metálico através de reações químicas envolvendo o estado sólido (minério) e o gasoso (gases redutores). Neste processo o minério de ferro não passa pelo estado líquido como ocorre com o ferro-gusa. Isto confere ao ferro-esponja algumas desvantagens que prejudicam o seu desempenho nas aciarias. Pode-se citar a redução no rendimento metálico e o maior consumo de energia elétrica como principais impactos de sua utilização intensiva. O ferro-esponja apresenta menor quantidade de ferro total (maior quantidade de impurezas) do que o ferro-gusa e também apresenta óxidos de ferro remanescentes em sua estrutura (menor metalização). Para torná-lo mais competitivo, inúmeras melhorias no processo têm sido promovidas para aumento da metalização. No entanto, o limite superior alcançado na prática tem ficado ao redor de 95%. Visando contribuir para melhorar a qualidade do ferro-esponja este trabalho apresenta uma proposta inovadora a partir da técnica de auto-redução. O objetivo é aumentar o grau de metalização do ferro-esponja através de seu aquecimento. Para isso, foram realizadas análises termogravimetrias e aquecimentos em forno mufla; análises químicas por via úmida, difração de raios-x, espectroscopia mössbauer e análise de microssonda de raios-x. As análises estruturais foram realizadas utilizando microscópio eletrônico de varredura para confirmar a efetividade da técnica apresentada. Nesta dissertação pode-se comprovar que, através da técnica de auto-redução, o ferro-esponja alcança metalizações acima de 98% em detrimento da queda do teor de carbono total. Um aumento de 4% na metalização traz um ganho estimado de 5 a 10% no consumo de energia elétrica nos fornos de fusão e um acréscimo proporcional na produção horária das aciarias. / The direct reduced iron is obtained by direct reduction process, where iron ore is transformed in metallic iron via chemical reactions involving solid (ore) and gaseous (reductant gases) states. In this process the iron ore does not pass by liquid state like pig iron. This become to direct reduced iron some disadvantages, which decrease its performance in the steelmaking process. It can be mentioned the reduction of metallic yield and the higher consumption of electric energy as the main impacts of its intensive use. The direct reduced iron presents lower amount of total iron (higher amount of impurities) than pig iron and presents iron oxides remained in its structure (lower metallization). To become more competitive, several improvements in the reduction process have been carried out to increase its metallization. However, the highest level of metallization, which has been reached, is 95%. To improve the direct reduced iron quality, the present work evaluates, in an innovative way, using the technique of self reduction. The objective is increase of metallization of the direct reduced iron through its heating. Thermal, chemical and structural characterization was carried out to check the effectiveness of the investigated technique. The research confirms that the direct reduced iron can reach a metallization higher than 98% with a decrease of total carbon amount using the technique presented in this work. An improvement of 4% in the metallization brings savings of 5 to 10% in the electric energy consumption of the electric arc furnaces and a proportional increase of the production in the steelmaking plants.

O ferro-esponja ou DRI (Direct Reduced Iron) é obtido pelo processo de redução direta onde o minério de ferro é transformado em ferro metálico através de reações químicas envolvendo o estado sólido (minério) e o gasoso (gases redutores). Neste processo o minério de ferro não passa pelo estado líquido como ocorre com o ferro-gusa. Isto confere ao ferro-esponja algumas desvantagens que prejudicam o seu desempenho nas aciarias. Pode-se citar a redução no rendimento metálico e o maior consumo de energia elétrica como principais impactos de sua utilização intensiva. O ferro-esponja apresenta menor quantidade de ferro total (maior quantidade de impurezas) do que o ferro-gusa e também apresenta óxidos de ferro remanescentes em sua estrutura (menor metalização). Para torná-lo mais competitivo, inúmeras melhorias no processo têm sido promovidas para aumento da metalização. No entanto, o limite superior alcançado na prática tem ficado ao redor de 95%. Visando contribuir para melhorar a qualidade do ferro-esponja este trabalho apresenta uma proposta inovadora a partir da técnica de auto-redução. O objetivo é aumentar o grau de metalização do ferro-esponja através de seu aquecimento. Para isso, foram realizadas análises termogravimetrias e aquecimentos em forno mufla; análises químicas por via úmida, difração de raios-x, espectroscopia mössbauer e análise de microssonda de raios-x. As análises estruturais foram realizadas utilizando microscópio eletrônico de varredura para confirmar a efetividade da técnica apresentada. Nesta dissertação pode-se comprovar que, através da técnica de auto-redução, o ferro-esponja alcança metalizações acima de 98% em detrimento da queda do teor de carbono total. Um aumento de 4% na metalização traz um ganho estimado de 5 a 10% no consumo de energia elétrica nos fornos de fusão e um acréscimo proporcional na produção horária das aciarias. / The direct reduced iron is obtained by direct reduction process, where iron ore is transformed in metallic iron via chemical reactions involving solid (ore) and gaseous (reductant gases) states. In this process the iron ore does not pass by liquid state like pig iron. This become to direct reduced iron some disadvantages, which decrease its performance in the steelmaking process. It can be mentioned the reduction of metallic yield and the higher consumption of electric energy as the main impacts of its intensive use. The direct reduced iron presents lower amount of total iron (higher amount of impurities) than pig iron and presents iron oxides remained in its structure (lower metallization). To become more competitive, several improvements in the reduction process have been carried out to increase its metallization. However, the highest level of metallization, which has been reached, is 95%. To improve the direct reduced iron quality, the present work evaluates, in an innovative way, using the technique of self reduction. The objective is increase of metallization of the direct reduced iron through its heating. Thermal, chemical and structural characterization was carried out to check the effectiveness of the investigated technique. The research confirms that the direct reduced iron can reach a metallization higher than 98% with a decrease of total carbon amount using the technique presented in this work. An improvement of 4% in the metallization brings savings of 5 to 10% in the electric energy consumption of the electric arc furnaces and a proportional increase of the production in the steelmaking plants.

A fauna edáfica de ácaros, apesar de abundante e muito diversa em ambientes naturais, ainda é pouco conhecida no Estado de São Paulo. O presente estudo foi realizado em duas partes. A primeira parte teve como objetivo avaliar a abundância e diversidade dos ácaros da superfamília Rhodacaroidea na Mata Atlântica (Pariquera-Açu, Cananéia, Piracicaba e São Pedro) e no Cerrado (Luiz Antonio, Pirassununga e São Carlos), em amostras de solo (0-5 cm) e folhedo tomadas à base de plantas das famílias Arecaceae e Myrtaceae, respectivamente. Para extração dos ácaros, as amostras foram processadas através de um equipamento do tipo Berlese-Tullgren modificado. Obteve-se um total de 969 Rhodacaroidea adultos, sendo 913 na Mata Atlântica e 56 no Cerrado. Foram encontrados 776 e 193 Rhodacaroidea no folhedo e no solo, respectivamente. Os ácaros encontrados pertencem a 15 gêneros diferentes. Os gêneros mais comuns na Mata Atlântica foram Neogamasellevans Loots & Ryke e Ologamasus Berlese, no folhedo, e Rhodacarus Oudemans, no solo. No Cerrado, Rhodacarus foi o gênero mais comum em ambos os substratos. Trinta e uma morfoespécies de Rhodacaroidea foram encontradas na Mata Atlântica, e cinco, no Cerrado. A uniformidade das freqüências de ocorrência de morfoespécies foi maior na Mata Atlântica que no Cerrado. A uniformidade também foi maior no folhedo que no solo da Mata Atlântica. Na segunda parte deste estudo, avaliaram-se a diversidade, a abundância e a distribuição dos ácaros edáficos no folhedo e em diferentes profundidades (0-5, 10-15, 20-25 e 30-35 cm) do solo. Avaliaram-se também os mesmos parâmetros para os fitonematóides presentes no solo às diferentes profundidades mencionadas. As coletas foram realizadas em Pariquera-Açu e Cananéia, na base da palmeira Euterpe edulis Mart. A extração dos ácaros foi realizada como indicado anteriormente. A extração dos fitonematóides foi realizada pelo método de Jenkins. Nesta parte, coletaram-se 2717 ácaros, 80% dos quais, do folhedo. No solo, a maior quantidade de ácaros foi encontrada na camada de 0-5 cm, exceto no outono. A maior abundância de ácaros no solo e no folhedo foi verificada no inverno. As ordens encontradas foram: Oribatida (80%), Mesostigmata (18%), Prostigmata e Astigmata, (juntos 2%). Os Oribatidas não foram identificados em níveis taxonômicos mais baixos no presente estudo. No folhedo, foram identificados 14 famílias, 19 gêneros e 32 morfoespécies de ácaros. No solo, foram encontradas 17 famílias, 19 gêneros e 27 morfoespécies. Neogamasellevans e Ologamasus foram os gêneros mais abundantes e diversos dentre os ácaros identificados. Dezesseis gêneros de fitonematóides foram encontrados. O número total de fitonematóides encontrados em cada profundidade, para todas as plantas amostradas, variou de 10 a 7340 indivíduos. Helicotylenchus Steiner foi o gênero mais abundante, seguido de Discocriconemella Grisse & Loof e Aorolaimus Sher. Os fitonematóides foram abundantes em todas as profundidades consideradas. Considerando-se a predominância dos ácaros na camada mais superior do solo, é de se esperar que os ácaros que por ventura estejam predando aqueles nematóides possam apresentar alguma eficiência apenas na camada mais superficial do solo. O aprofundamento nas pesquisas sobre a fauna de Rhodacaroidea em ambientes naturais gera informações que poderão ser utilizadas em futuros estudos, para o controle biológico de ácaros-praga no solo. / Although abundant and very diverse in the natural environments, the fauna of edaphic mites is still poorly known in the State of São Paulo. The present study was conducted in two parts. The objective of the first part was to evaluate the abundance and diversity of mites of the superfamily Rhodacaroidea in the Mata Atlântica (Pariquera-Açu, Cananéia, Piracicaba and São Pedro) and in the Cerrado (Luiz Antonio, Pirassununga and São Carlos) ecosystems, in soil (0-5 cm) and litter samples taken at the base of plants of the families Arecaceae and Myrtaceae, respectively. For extraction of the mites, the samples were processed through a modified Berlese-Tullgren equipment. A total of 969 adult Rhodacaroidea were obtained, 913 from Mata Atlântica and 56 from Cerrado. In relation to the substrate, 776 Rhodacaroidea were found in the litter and 193 in the soil. Those mites belong to fifteen different genera. The most common genera in Mata Atlântica were Neogamasellevans Loots & Ryke and Ologamasus Berlese, in the litter, and Rhodacarus Oudemans, in the soil. In Cerrado, Rhodacarus was the most common genus in both substrates. Thirty one morphospecies of Rhodacaroidea were found in Mata Atlântica, and five, in Cerrado. The equitability of the frequencies of occurrence of the morphospecies was higher in Mata Atlântica than in Cerrado. It was also higher in the litter than in the soil of Mata Atlântica. In the second part of this study, the diversity, abundance and distribution of edaphic mites in litter and soil samples of different depths (0-5, 10-15, 20-25 and 30-35 cm) were studied. The same parameters were also evaluated for plant nematodes present in soil samples at those different depths. Samples were taken in Pariquera-Açu and Cananéia, at the base of Euterpe edulis Mart (Arecaceae). Mites were extracted as indicated previously. Nematodes were extracted by Jenkins method. A total of 2717 mites was collected, 80% of which in the litter samples. In the soil, the largest number of mites was collected between 0 and 5 cm from the surface, except in the fall. Highest abundance of mites in the litter and soil was observed in the winter. The mite orders found were: Oribatida (80%), Mesostigmata (18%), Prostigamata and Astigamata (combined, 2%). Oribatida were not identified at lower taxonomic levels in this study. In the litter, 14 families, 19 genera and 32 morphospecies of mites were identified. In the soil, 17 families, 19 genera and 27 morphospecies were identified. Neogamasellevans and Ologamasus were the most abundant and diverse genera. Sixteen genera of plant nematodes were identified. The total number of plant nematodes found at each depth, for the combined samples, varied between 10 and 7340. Helicotylenchus Steiner was the most abundant genus, followed by Discocriconella Grisse & Loof and Aorolaimus Sher. Nematodes were abundant at all considered depths. Considering the predominance of the mites between 0 and 5 cm from the soil surface, it is conceived that predation on the former by the predatory mites may have some significance only at that depth. Further research on the fauna of Rhodacaroidea in natural environments generate information that could be used in future studies for the biological control of edaphic pest mites and nematodes.

[pt] Nos últimos anos, esforços vêm sendo empreendidos no sentido de aumentar o conteúdo de carbono no ferro-esponja, com o intuito de utilizá-lo como fonte energética e como agente redutor dos óxidos residuais na operação dos fornos elétricos a arco - FEA. O presente trabalho, fruto de um projeto cooperativo da Samarco Mineração SA com o Grupo de Siderurgia da PUC-Rio, apresenta os resultados de experimentos realizados, nos laboratórios de ambas as Instituições simulando as condições operacionais de um forno Midrex. Para a simulação o reator foi dividido em três zonas: Redução, Transição e Resfriamento. Para cada uma delas foi concebido um conjunto de experimentos, estatisticamente planejados, de forma a permitir a mensuração cinética da carburização. Os experimentos envolvendo a redução e a carburização das pelotas de minério de ferro utilizaram similaridades fluidodinâmicas das escalas. Adicionalmente, um método para análise química dos teores de carbono grafítico e livre foi empregado com sucesso. Em seguida foram realizados os testes de carburização das zonas de transição e resfriamento e levantadas as curvas e equações cinéticas. Na zona de transição o agente carburizante foi o gás metano sendo a sua injeção feita nas temperaturas de 300, 600, 700 e 850 graus Celsius . O modelo cinético utilizado foi uma equação linear de fluxo mássico. O valor da energia de ativação aparente encontrada para a carburização do DRI na zona de transição foi de 12,31 kJ/mol indicando um controle cinético difusional. A carburização do DRI para esta região situou-se na faixa de 0.1 por cento C (300 graus Celsius ) a 3 por cento C (850 graus Celsius ) , para um tempo de residência típico de 0,7 horas. Na zona de resfriamento o principal agente carburizante depende da temperatura: acima de 400 graus Celsius , foi o gás metano, enquanto nas temperaturas abaixo de 500oC foi o gás CO. Nesta zona a carburização do DRI, nas temperaturas de 250 a 600 graus Celsius , foi suposta ser uma reação de primeira ordem em relação ao carbono. O resultado obtido para a energia de ativação aparente na zona de resfriamento foi 5,31 kJ/mol, consistente com um mecanismo controlado por difusão. Considerando os resultados experimentais obtidos, a carburização final do DRI nesta zona, tomando-se um tempo médio de residência de (2,15h) esteve na faixa de 2,0 por cento C ( periferia / 600 graus Celsius ) a 3,0por cento C ( centro / 250 graus Celsius ). / [en] In later years efforts are being made aiming at the increase in the carbon content in the DRI, this to enable it to act as energy source and reducing agent for the residual oxides in the operation of the electric arc furnaces – EAFs. The present work, product of a cooperative project between the Samarco Mining Co. and the Iron and Steelmaking Group from the University PUC-Rio, presents the obtained results for the experiments on DRI carburization, made at the laboratories of both institutions, under simulated conditions occurring in MIDREX reactors. To mimic the reactor operation, it was divided in three zones, quoting: Reduction, Transition and Cooling. For each of these zones a set of experiments were conceived and statistically planned to permit the carburization kinetic determination. It must be also added that fluidynamic scale similarity were respected in those same experiments. Further, a special chemical method was successfully employed to access the graphitic and free carbon DRI contents for the carburization tests performed for the Transition and Cooling zones. Based on the obtained results, sets of curves for carburization versus time were composed and kinetic equations, for various temperatures and gaseous atmospheres, were proposed. For the Transition zone the carburizing agent was the methane gas, being its injection made under the temperatures of 300, 600, 700 e 850oC. The kinetic model utilized for the carburization in this zone was that of a mass flux linear equation. From this formalism, an apparent activation energy of 12.3 kJ/mol was calculated indicating a difusional control. The total DRI carburization in this zone ranged from 0.1 per cent C (300oC) to 3 per cent C (850oC) for a typical residence time of 0.7 hours. In the Cooling Zone there was a temperature dependency ruling the carburizing agent role, above 400oC the gas methane is the main carburizing gas, but below 500oC the CO act as such. In this zone, the DRI carburization was fitted with a kinetic equation of the first order with respect to carbon. The obtained result for the apparent activation energy for this equation rated 5.31 kJ/mol, consistent with a difusional mechanism. Considering the experimental results for a residence time of 2.15 hours, the final carburization for the DRI in the Cooling Zone ranged from 2.0 per centC ( furnace peripheral conditions / 600oC ) to 3.0 per cent C ( core conditions / 250oC ).