Aula 2 CEA - Terraplenagem

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Complemento de Estradas e 
Aeroportos
Aula: 02
Curso de Engenharia Civil
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TERRAPLENAGEM
Complementos de Estradas e Aeroportos
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ESTUDO DO TRAÇADO DE UMA VIA DE TRANSPORTE
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TERRAPLENAGEM
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(slide 06/28)Projeto Geométrico - CURVAS VERTICAIS(Lembre!!) (Lembre!!) 
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Projeto Geométrico - CURVAS VERTICAIS
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 Projeto em planta
(Lembre!!) (Lembre!!) 
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 Perfil Longitudinal
Projeto Geométrico - CURVAS VERTICAIS(Lembre!!) (Lembre!!) 
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(Lembre!!) (Lembre!!) Projeto Geométrico – Perfil do Projeto 
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(Lembre!!) 
(Lembre!!) 
Projeto Geométrico – Perfil do Projeto 
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TERRAPLENAGEM 
 Operação destinada a realizar a conformação do terreno 
existente de acordo com os gabaritos definidos nos projetos 
vistos anteriormente. Engloba serviços de:
 Corte – escavação de materiais
 Aterro – deposição e compactação de materiais 
escavados
Fonte: cesarterraplenagem.com
Fonte: orbitalagrimensura.com
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TERRAPLENAGEM
 Como visto anteriormente, o projeto geométrico expressa a
geometria da rodovia através da “planta” e do “perfil
longitudinal”, complementados pelas “seções transversais”
e possui interligação direta com o projeto de terraplenagem.
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 As especificações quanto à geometria são definidas de acordo
com as classes de projeto vistas, as quais são determinadas a
partir de estudos de tráfego. Esses estudos, na fase final do
projeto serão determinantes no dimensionamento do
pavimento, bem como análises futuras acerca da vida útil da
via. Ainda, conforme discutimos em aula, as mais altas classes
de projeto (0 e IA) impõem condições geométricas mais
amplas e arrojadas ao projeto, o que resulta, dependendo das
condições topográficas da região em questão, em maiores
investimentos em terraplenagem.
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 Após a completa caracterização geométrica há ainda a
necessidade de conhecer o tipo e a qualidade dos materiais
envolvidos nas operações de terraplenagem - investigações
geológico-geotécnicas, sondagens e posteriores ensaios
laboratoriais.
 Além dos serviços de corte e aterro operações como
serviços preliminares, caminhos de serviço, empréstimos e
bota-foras também são necessárias
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SERVIÇOS DE TERRAPLENAGEM
 Serviços Preliminares
 Antes do início dos serviços de terraplenagem (cortes e aterros) há
necessidade de limpeza do terreno, para retirada dos elementos
naturais (árvores, arbustos, tocos, raízes e remoção da camada
superficial de solo) e artificiais (construções, cercas, postes, entulhos,
etc) que poderão interferir nas operações posteriores.
 “Especificações Gerais para Obras Rodoviárias” do DNIT –
Serviços Preliminares 
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SERVIÇOS DE TERRAPLENAGEM
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SERVIÇOS DE TERRAPLENAGEM
 Caminhos de Serviço
 São os caminhos que devem ser abertos para levar
material dos cortes para os aterros quando se tem a
situação de um trecho virgem (não possui uma estrada
de ligação de caráter pioneiro) .
 Nos casos onde já existe uma ligação rodoviária, são
considerados caminhos de serviços as estradas
denominadas por desvios e provisórias, que
constituem as vias para manutenção do tráfego da
rodovia.
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 Acessos a ocorrências de materiais a serem utilizados
nos serviços de pavimentação e drenagem – pedreiras
(pedra britada), jazidas de solo e areais.
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 Cortes
 Segmentos que requerem escavação no terreno natural para
alcançar a cota altimétrica do greide projetado, definindo
transversalmente e longitudinalmente o corpo estradal.
 Operações de corte:
 Escavação de materiais constituintes do terreno natural até a
plataforma de terraplanagem definida em projeto
 Escavação para rebaixamento do leito de terraplanagem, nos casos
em que o subleito for constituído por materiais julgados inadequados
 Transporte dos materiais escavados para aterros ou bota-foras.
CORTE
Escavações do 
terreno natural até 
a plataforma
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SERVIÇOS DE TERRAPLENAGEM
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 Empréstimos
 Escavações realizadas em locais predefinidos para obtenção de
materiais destinados à complementação de volumes necessários
para aterros quando houver insuficiência de material proveniente
dos cortes, ou por razões acerca da qualidade dos matérias ou de
ordem econômica (elevadas distâncias de transportes).
 Empréstimos laterais – escavações efetuadas próximas ao corpo
estradal, dentro da faixa de domínio. Nos casos de segmentos de
cortes, se processa o alargamento da plataforma com consequente
deslocamento dos taludes e, no caso de aterros, escavações do tipo
“valetões”,em um ou ambos os lados.
SERVIÇOS DE TERRAPLENAGEM
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 Empréstimos
 Empréstimos concentrados (ou localizados) – escavações
realizadas fora da faixa de domínio, em locais que contenham
materiais em quantidade e qualidade adequada para execução
dos aterros.
 Necessários quando há indisponibilidade de materiais
adequados nas faixas de cortes e aterros para empréstimos
laterais
 Devem ser priorizadas regiões próximas ao aterro em que o
material será depositado.
SERVIÇOS DE TERRAPLENAGEM
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SERVIÇOS DE TERRAPLENAGEM
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 Aterros
 Segmentos nos quais há necessidade de depósito e compactação
de materiais para composição do corpo estradal para atendimento
dos gabaritos de projeto, sendo essa material oriundo das seções
de corte ou de áreas de empréstimo.
 Operações envolvidas: espalhamento, correção de umidade
(umedecimento ou aeração) e compactação dos materiais
escavados para definição do corpo do aterro e sua camada final.
 Bota-Foras
 Volume de material excedente ou que, por condições geotécnicas
insatisfatórias, são escavados e destinados a depósitos em áreas
externas à construção da rodovia, não sendo utilizado na
terraplanagem.
 O local deve ser definido com grande rigor técnico, uma vez que
pode vir a causar impacto a outras obras e ao meio-ambiente.
SERVIÇOS DE TERRAPLENAGEM
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ATERRO
Depósito de 
materiais até a 
conformação da 
plataforma
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SERVIÇOS DE TERRAPLENAGEM
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 A execução dos cortes ou empréstimo de materiais irá
gerar um volume de material que deverá ser transportado
para os aterros ou bota-foras. Na realização dos cortes
poderão ser definidas seções de “corte pleno” ou “seção
mista”.
 Em função da configuração topográfica, poderá haver dois
tipos de compensação volumétrica:
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 Compensação longitudinal, ocorrendo nas seguintes situações:
 A escavação é em corte pleno, ou provém de área de
empréstimo não lateral ao aterro. Ou seja, todo o volume
extraído será transportado para segmentos diferentes ao de
origem: de corte para aterro (ou bota-fora) e de empréstimo
para aterro.
 A escavação do corte é em seção mista onde o volume de
corte supera o volume de aterro. O volume excedente será
destinado para alguma seção em que haja necessidade de
deposição de material ou para o bota-fora.
SERVIÇOS DE TERRAPLENAGEM
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COMPENSAÇÃO DE VOLUMES
 Compensação lateral ou transversal
 Contempla a utilização de material escavado no mesmo segmento
em que a escavação foi feita, como ocorre no caso de seções
mistas
1º Caso – Vc > VA
VA  compensação lateral
VC – VA  compensaçãolongitudinal
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COMPENSAÇÃO DE VOLUMES
2º Caso – VA > VC
VA  compensação lateral
VC – VA  compensação 
longitudinal
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CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
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 Os matérias escavados são classificados de acordo com a resistência
que eles oferecem durante sua extração, influenciando diretamente no
custo de tal operação. O DNIT define três categorias de materiais em
função da dificuldade de extração dos mesmos:
 Materiais de 1ª categoria: solos em geral, de origem residual ou
sedimentar independente do teor de umidade apresentado, seixo
rolado ou não, com diâmetro máximo inferior a 15 cm.
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CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
 Materiais de 2ª categoria: materiais com resistência ao desmonte
mecânico inferior à da rocha sã, cuja extração só é possível com
o emprego de métodos que obriguem à utilização de equipamento
escarificador. A extração poderá, eventualmente, envolver o uso
de explosivos. São inclusos nessa categoria blocos de rocha com
volume inferior a 2 m³ e matacões ou blocos com diâmetro médio
entre 15 cm e 1 m.
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CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
 Materiais de 3ª categoria: materiais com resistência ao
desmonte mecânico equivalente à da rocha sã e blocos de
rocha que apresentem diâmetro médio superior a 1m ou
volume superior a 2 m³, cuja extração e redução, a fim de
possibilitar o carregamento, se processem somente com o
emprego contínuo de explosivos. Materiais cujo custo de
extração é o mais elevado.
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FATORES DE CONVERSÃO
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 No projeto de terraplenagem é de suma importância o
conhecimento dos volumes que ocorrerão durante a
movimentação dos materiais envolvidos.
 Um material a ser terraplenado, possui uma determinada massa
m, e ocupa um determinado volume no corte Vcorte. Ao ser
escavado, ocorrerá um desarranjo de suas partículas, de forma
que a mesma massa passará a ocupar um determinado volume
solto Vsolto. Finalmente após ser descarregado em um
determinado local e submetido a um processo de
compactação, o material ocupará um terceiro volume Vcomp.
Vcomp < Vcorte < Vsolto
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 Em se tratando de uma mesma massa m, as variações na
massa específica aparente do material serão:
𝛄𝐜𝐨𝐦𝐩 > 𝛄𝐜𝐨𝐫𝐭𝐞 > 𝛄𝐬𝐨𝐥𝐭𝐨
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FATORES DE CONVERSÃO
𝐕𝐜𝐨𝐫𝐭𝐞
𝐕𝐬𝐨𝐥𝐭𝐨
𝐕𝐜𝐨𝐦𝐩
𝛄𝐜𝐨𝐦𝐩
𝛄𝐬𝐨𝐥𝐭𝐨
𝛄𝐜𝐨𝐫𝐭𝐞
Vcomp < Vcorte < Vsolto
𝛄𝐜𝐨𝐦𝐩 > 𝛄𝐜𝐨𝐫𝐭𝐞 > 𝛄𝐬𝐨𝐥𝐭𝐨
𝐅𝐞 =
𝐕𝐬𝐨𝐥𝐭𝐨
𝐕𝐜𝐨𝐫𝐭𝐞 𝐅𝐜 =
𝐕𝐜𝐨𝐦𝐩
𝐕𝐜𝐨𝐫𝐭𝐞
𝐅𝐡 =
𝐕𝐜𝐨𝐫𝐭𝐞
𝐕𝐜𝐨𝐦𝐩
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FATORES DE CONVERSÃO
 Fator de empolamento
𝐅𝐞 =
𝐕𝐬𝐨𝐥𝐭𝐨
𝐕𝐜𝐨𝐫𝐭𝐞
Parâmetro adimensional, maior do que a unidade.
Possibilita que, conhecidos o volume a ser cortado e a
capacidade volumétrica das unidades transportadoras, se
determine o número de veículos necessários para o
transporte do material escavado e “empolado”.
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FATORES DE CONVERSÃO
Pode ser definido ainda o “empolamento” do material, que
representa em termos percentuais, qual o volume que
resulta após a escavação de um material de corte.
𝐄 % =
𝐕𝐬𝐨𝐥𝐭𝐨−𝐕𝐜𝐨𝐫𝐭𝐞
𝐕𝐜𝐨𝐫𝐭𝐞
∙ 𝟏𝟎𝟎
Material Fe
Rocha explodida 1,50
Solo argiloso 1,40
Terra comum 1,25
Solo arenoso 1,12
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FATORES DE CONVERSÃO
 Fator de contração:
 É também um parâmetro adimensional, determinado
pela relação entre o volume compactado e o volume de
corte. Este parâmetro permite que se faça uma
estimativa do material, medido no corte, necessário à
execução de um determinado aterro.
𝐅𝐜 =
𝐕𝐜𝐨𝐦𝐩
𝐕𝐜𝐨𝐫𝐭𝐞
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FATORES DE CONVERSÃO
 Fator de homogeneização:
 Tal como o fator de contração, objetiva estimar o
volume de corte necessário para execução de um
aterro, tendo sua aplicação voltada para a etapa de
projeto, sendo um subsídio fundamental à boa
distribuição do material escavado. É o inverso do fator
de contração.
𝐅𝐡 =
𝐕𝐜𝐨𝐫𝐭𝐞
𝐕𝐜𝐨𝐦𝐩
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CÁLCULO DE VOLUMES
 Para a determinação dos volumes de cortes e aterros
podem ser determinados diversos procedimentos de
cálculo, sendo alguns mais elaborados e, portanto, mais
precisos e compatíveis com o nível de detalhamento
exigido na fase de projeto. Outros métodos mais
simplórios são mais próximos ao caráter estimativo
pertinente à fase de anteprojeto.
 Os volumes de corte e aterro são calculados para
“prismas” delimitados por duas seções transversais
consecutivas.
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CÁLCULO DE VOLUMES
 O cálculo do volume de cada prisma é feito a partir das
áreas das seções transversais, pela aplicação do
método da média das áreas.
𝐕 =
𝐒𝟏 + 𝐒𝟐
𝟐
∙ ℓ
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DISTRIBUIÇÃO DO MATERIAL ESCAVADO
 Após calculados os volumes de cortes e aterros entre seções
sucessivas e determinados os tipos de materiais que serão
manejados (classificação extrativa) e critérios de seleção qualitativa,
é necessário que se realize a distribuição em projeto desse material a
ser escavado. Isso quer dizer:
 Definir a origem e destino dos materiais envolvidos na terraplanagem;
 Quantificar o volume de material e sua classificação
 Definir as distâncias médias de transporte (DMT)
Quantificações necessárias para orçamentação e pagamento dos 
serviços executados. O pagamento do material escavado transportado 
é feito em conjunto com a execução do corte (escavação, carga e 
transporte)
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DISTRIBUIÇÃO DO MATERIAL ESCAVADO
 Distância média de transporte
 É a distância entre o centro de massa do aterro e o
centro de massa do corte ou jazidas que fornecerão
material para execução das camadas
𝐃𝐌𝐓 =
σ𝐯𝐢 ∙ 𝐝𝐢
σ𝐯𝐢
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DISTRIBUIÇÃO DO MATERIAL ESCAVADO
𝐃𝐌𝐓 =
σ𝐯𝐢 ∙ 𝐝𝐢
σ𝐯𝐢
 𝒗𝒊 = volumes parciais escavados
 𝒅𝒊 = distâncias de transporte parciais
 σ𝒗𝒊 = volume total escavado
 A DMT é utilizada para elaboração de quantitativos de
pavimentação para orçamentação ou pagamento do
transporte de materiais necessários à execução de um
aterro ou camada de pavimento.
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DISTRIBUIÇÃO DO MATERIAL ESCAVADO
 Distância média de transporte
 A DMT também pode ser aplicada quando se dispõe de
várias opções de jazidas de solo para realização da
terraplanagem, permitindo-se excluir aquelas que
proporcionarão maior DMT, de modo que se tenha uma
distribuição mais econômica dos materiais
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DISTRIBUIÇÃO DO MATERIAL ESCAVADO
 Momento de Transporte (MT)
 O produto de um volume escavado pela distância
segundo a qual esse volume é transportado representa
o momento de transporte.
𝐌𝐓 =෍𝐯𝐢 ∙ 𝐝𝐢
 As unidades usuais para o momento de transporte
são: m³ x km e m³ x dam
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 Ciclo de operação de uma carregadeira:
1) Posição inicial
2) Ataque ao talude e 
enchimento da caçamba
3) Retrocesso
4) Avanço sobre a unidade 
transportadora e descarga
5) Retrocesso
6) Novo ataque ao talude
Talude
Carregadeira
Caminhão 
basculante
1
2
3 4
5
6
EQUIPAMENTOS DE TERRAPLANAGEM
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No movimento de terra devemos considerar o empolamento. Quando se
envolve a terra de seu lugar de origem, o seu volume em geral aumenta.
Este aumento vai depender das características do material.
O empolamento normalmente é expresso em porcentagem.
Ex: o empolamento da argila é igual a 40%.
Em qualquer serviço de terraplenagem as máquinas executam um ciclo
regular de trabalho.
-tempo fixo= tempo necessário para carregar o material, descarregá-lo no
basculante, fazer a volta, acelerar e desacelerar.
-tempo variável= é o tempo consumido pelo basculante, na estrada ou vias
públicas, transportar o material e voltarvazio para o ponto inicial.
O ciclo depende do tempo fixo e do tempo variável.
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PRODUÇÃO DE EQUIPAMENTOS
Couri D. Jr.
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PRODUÇÃO DE EQUIPAMENTOS
Couri D. Jr.Couri D. Jr.
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Onde:
Q = produção horária (m³/h)
C = capacidade do equipamento (m³)
f = fator de empolamento do solo
Tciclo = tempo de ciclo (minutos)
R = rendimento (%)
𝐐 = 𝐂 × 𝐟 ×
𝟔𝟎
𝐓𝐜𝐢𝐜𝐥𝐨
× 𝐑
PRODUÇÃO DE EQUIPAMENTOS
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Exemplo
Em uma obra está prevista uma escavação e transporte de 100m³de argila
seca. Calcule o tempo aproximado em horas, necessário para executar o
serviço com uma retro escavadeira com capacidade de 0,5m³ e um caminhão
caçamba com capacidade de 8m³.
Outros dados:
empolamento da argila = 40%
tempo fixo = 30 segundos
tempo variável = 15 minutos
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Resolução do Exemplo
Número de vezes que a caçamba é carregada = 140m³/ 8m³= 17,5
Tempo necessário p/ encher a caçamba = (8/0,5) x 30seg= 480seg= 8 min
Tempo perdido carregando a terra para a caçamba = 8min x 17,5= 140 min
Tempo perdido transportando a terra com a caçamba
Tempo total para executar o serviço = 140 min + 270 min= 410 min ou 6h e
50min
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Alternativa de resolução do Exemplo
Volume total de solo: Vt = 100 * 1,4 = 140 m³
Número de vezes que o caminhão ou caçamba é carregada:
Nc1 = Vt / Vc = 140 m³ / 8m³ = 17,5 => 18 vezes
Tempo gasto transportando a terra nas caçamba : Δtc1 = 18 * 15 = 270 min
Número de vezes que trator realiza movimentos para encher a caçamba :
Nc2 = 8 m³ / 0,5 m³ = 16
Tempo necessário p/ encher a caçamba:
Δtc2 = ( (16 * 17 ) * 30 + (8 * 30) ) = 8400 seg = 140 min
Tempo total para executar o serviço:ΔtT = Δtc1 + Δtc2 = 270 min + 140 min = 410 min
Tempo total para executar o serviço: 6h e 50min ou discutindo 1 dia de serviço
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Exercício Proposto
Em uma obra está prevista a escavação e transporte de 2350 m³ de terra. Calcule o
tempo aproximado do serviços em hora se discuta em dias de serviço, necessário
para executar o serviço com uma retro escavadeira com capacidade de 1,2 m³e um
caminhão caçamba com capacidade de 13 m³e diga o que poderia ser feito para o
serviço ser executado em menos tempo.
Empolamento da argila = 35%
tempo fixo = 50 segundos
tempo variável = 25 minutos
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Exercíco proposto
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