AULA 1-2

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Sistemas e Métodos de Produção de 
Energia
Apresentação
A energia desempenha um papel fundamental na vida humana. Ao lado dos transportes, das 
telecomunicações, das águas e do saneamento, compõe as infraestruturas indispensáveis para a 
vida no mundo moderno. Aliada à importância de um desenvolvimento sustentável, a energia 
elétrica, uma das formas mais utilizadas de energia, insere-se nesse quadro na busca que 
empreendemos pela sua utilização harmônica com o meio ambiente e pelo seu uso eficiente em 
cada uma das etapas de sua cadeia, que compreende a geração (produção), a transmissão e a 
utilização (seu uso final). Para isso, é importante entendermos os sistemas e os métodos de 
produção da energia, desde as formas em que ela é transformada em energia elétrica até o seu uso 
no consumidor final. 
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai estudar as características de cada um desses métodos e 
entender os benefícios de cada sistema de geração de energia.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Reconhecer como a energia elétrica é produzida a partir de outras fontes de energia.•
Identificar os prejuízos ambientais e algumas maneiras de mitigação de danos no processo de 
geração de energia elétrica.
•
Analisar e comparar os diversos tipos de geração de energia elétrica quanto a sua renovação 
natural ou não e suas possibilidades de expansão na matriz energética brasileira.
•
Desafio
Você foi convidado para palestrar em um seminário que tem como foco o uso da tecnologia como 
forma de expansão comercial e otimização do tempo na vida em sociedade. O evento será realizado 
em uma universidade conhecida por sua exigência no ensino e seu investimento em tecnologia. 
Chega o dia do seminário e você inicia sua apresentação, destacando o quanto o uso da energia 
possibilita uma série de benefícios. Você interage com as pessoas na plateia ao perguntar como a 
vida delas seria sem o uso da energia elétrica . Porém, antes de conseguir prosseguir, um grupo de 
jovens ergue algumas faixas e inicia uma manifestação pacífica em defesa do meio ambiente.
O representante do grupo pede que você explique qual é a fonte de energia mais utilizada no Brasil, 
qual o motivo de ela ser a mais comum e quais são os danos causados ao meio ambiente e à vida 
em sociedade.
O estudante também questiona se há um meio de produzir energia que utilize recursos renováveis 
e como essa fonte pode ser adotada, de forma a garantir a demanda da população para as próximas 
gerações, amenizando os danos causados ao planeta.
Infográfico
Veja no Infográfico a seguir os diversos tipos de geração de energia elétrica.
Aponte a câmera para o 
código e acesse o link do 
conteúdo ou clique no 
código para acessar.
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Conteúdo do livro
As fontes de energia renováveis tendem a ser formas mais limpas de produção de eletricidade. As 
considerações econômicas, como a disponibilidade de recursos naturais e a viabilidade de 
exploração, sempre influenciaram na formação das bases energéticas dos países.
Na obra Instalações elétricas, leia o capítulo Sistemas e métodos de produção de energia para 
compreender os diferentes tipos de fontes de energia e como cada uma impacta o meio ambiente.
Boa leitura.
INSTALAÇÕES 
ELÉTRICAS 
Rodrigo Rodrigues
Sistemas e métodos de 
produção de energia
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 Descrever sistemas e métodos de produção de energia.
 Diferenciar os sistemas de produção de energia.
 Comparar fontes de energia renováveis de fontes de energia não
renováveis.
Introdução
Os diversos métodos e tecnologias utilizados na produção e consumo 
de energia estão fortemente associados à evolução histórica do desen-
volvimento econômico da humanidade e suas consequências sociais e 
ambientais.
Um sistema de produção de energia comporta um conjunto de ati-
vidades, que iniciam na produção da energia e progridem para demais 
etapas necessárias para que ela chegue no consumidor final, formando, 
assim, uma cadeia.
Todas as formas de energia apresentam vantagens e desvantagens, 
que podem ser econômicas e/ou ambientais. Por isso, é necessário que 
os profissionais responsáveis pela produção de energia estejam atentos 
e aptos a avaliar qual será a fonte mais adequada para determinado fim.
Neste texto, você vai estudar os sistemas de produção de energia, 
os diferentes métodos e fontes de energia, renováveis e não renováveis, 
bem como entender as cadeias enérgicas no âmbito nacional.
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Sistemas e métodos de produção de energia72
Sistemas de produção de energia e métodos 
utilizados
As fontes que não se esgotam são chamadas de renováveis. Algumas delas 
são fontes permanentes e contínuas, como o Sol, o vento, a água e o calor da 
terra; outras, como a biomassa, podem se renovar.
Já as fontes de energia não renováveis, como o petróleo, o carvão mineral, 
o gás natural e o urânio (usado nas usinas nucleares), podem se esgotar. São 
reservas formadas durante milhões de anos pela decomposição natural de 
matéria orgânica e não podem ser repostas pela ação do homem.
As fontes de energia renováveis tendem a ser formas mais limpas de pro-
dução de eletricidade. As considerações econômicas, como a disponibilidade 
de recursos naturais e viabilidade de exploração, sempre influenciaram na 
formação das bases energéticas dos países. No Brasil, a abundância de recursos 
hídricos foi significativa para a formação de um sistema predominantemente 
hidráulico. 
Atualmente, a questão ambiental é de extrema relevância no planejamento energético 
dos países. A Alemanha estabeleceu um plano de desativação de todo o seu sistema 
energético nuclear devido a seus impactos sobre o meio ambiente.
Energia hidráulica
É a energia gerada a partir de uma fonte contínua de movimento de água. A 
força da queda da água é utilizada para movimentar turbinas que acionam um 
gerador elétrico. Para que isso ocorra, na construção de usinas hidrelétricas, 
são criados grandes reservatórios de água, inundando uma extensa área de 
terra, o que pode provocar profundas alterações no ecossistema, como a des-
truição da fauna e da fl ora locais. Conforme o tipo de relevo e da região onde 
se encontra o empreendimento, as hidrelétricas podem também ocasionar o 
alagamento de terras e o deslocamento de populações ribeirinhas. A usina de 
fi o d’água é um outro tipo de usina hidrelétrica, que opera sem a necessidade 
de grandes reservatórios. A Figura 1 mostra um esquema simplifi cado de 
geração de energia hidráulica.
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Figura 1. Esquema simplificado de geração de energia hidráulica.
Fonte: Reis (2011).
A abundância de recursos hídricos faz com que a utilização de energia 
hidráulica na geração de eletricidade ocorra de forma significativa em alguns 
países, como é o caso do Brasil, onde, atualmente, mais de 85% da energia 
elétrica é gerada com esse tipo de usina. Em 2009, a capacidade instalada em 
usinas hidrelétricas era de 78,2 GW (REIS, 2011). 
A hidreletricidade era considerada uma forma de energia não poluente, 
mas sabe-se que a decomposição da vegetação submersa gera gases como o 
metano, o gás carbônico e o óxido nitroso, que causam mudanças no clima 
da Terra.
Vale lembrar que, das emissões de CO2 (gás carbônico) e CH4 (metano) 
de uma barragem, uma parte ocorre de forma natural (carga orgânica trans-
portada pelos afluentes da barragem, que naturalmente se decompõem, 
emitindo CO2 e CH4) e que a outra é antrópica, ou seja, de interferência 
humana, como as emissões provenientes do esgoto doméstico despejado 
no reservatório, além das emissões decorrentes da biomassa inundada pela 
barragemda hidrelétrica.
Ainda assim, as usinas hidrelétricas são consideradas menos prejudiciais 
do que as termelétricas, que emitem outros gases tóxicos, como o dióxido 
de enxofre e de nitrogênio, além de material particulado (poeira e fumaça 
resultantes da queima de combustíveis fósseis, especialmente das termelétricas 
movidas a óleo combustível), prejudiciais à saúde.
Os sistemas de energia hidráulicos estão voltados basicamente para a ge-
ração de eletricidade. Seus métodos envolvem grandes hidrelétricas, pequenas 
centrais hidrelétricas, mini e microcentrais hidrelétricas. Veja no esquema a 
seguir (Figura 2) como se dá a cadeia de atividades relacionada à geração de 
eletricidade por meio de recursos hídricos.
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Sistemas e métodos de produção de energia74
Figura 2. Cadeia da produção de energia elétrica a partir de hidrelétricas.
Fonte: Reis (2016).
Energia termelétrica
A energia térmica ou calorífi ca se origina da combustão de diversos materiais, 
como carvão, petróleo, gás natural, outras fontes não renováveis e biomassa 
(lenha, bagaço de cana etc.), que é uma fonte renovável, podendo ser convertida 
em energia mecânica e eletricidade por meio de equipamentos como caldeiras 
a vapor e turbinas a gás. Após a geração de eletricidade, o calor que sobra 
pode ainda ser aproveitado em outros processos, principalmente na indústria. 
Usinas de cogeração é o nome dado às usinas que produzem ao mesmo tempo 
calor e eletricidade. Há diferentes métodos utilizados para a geração de energia 
térmica, e eles envolvem diferentes combustíveis: 
  Gás natural: reservas de gás natural foram formadas há milhões de 
anos com a sedimentação do plâncton. Sua combustão libera óxido 
de nitrogênio e dióxido de carbono. Depois de tratado e processado, 
o gás natural é amplamente utilizado em indústrias, no comércio, em 
residências e em veículos. Em países de clima frio, é muito utilizado no 
aquecimento ambiental. Já no Brasil, seu uso residencial e comercial é 
na cocção de alimentos e no aquecimento de água (REIS, 2011).
  Petróleo: o petróleo, que se formou durante milhões de anos pelas 
transformações químicas de materiais orgânicos, como os plânctons, a 
partir da queima de seus derivados, também pode operar termelétricas. 
Contudo, os derivados do petróleo (gasolina, óleo combustível, óleo 
diesel etc.), quando queimados, produzem gases contaminantes, como 
monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio e dióxido de carbono, que 
poluem a atmosfera e contribuem para o aquecimento da Terra e para 
a formação de chuva ácida, entre outros efeitos nocivos. O consumo 
de petróleo e seus derivados no Brasil está mais relacionado ao setor 
de transportes do que ao setor elétrico.
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  Carvão mineral: é outro combustível muito usado em termelétricas. 
Também formado há milhões de anos a partir de restos de plantas e 
animais, dos combustíveis não renováveis, esse é o que causa o maior 
impacto ambiental. Sua combustão, além de liberar dióxido de carbono, 
que contribui para o aumento do efeito estufa, emite grandes quantidades 
de óxidos de nitrogênio e enxofre, que provocam acidificação (chuva 
ácida), e podem agravar doenças pulmonares, cardiovasculares e renais 
nas populações próximas.
A abundância de outros recursos naturais disponíveis no Brasil, principal-
mente no que diz respeito à geração de energia elétrica, faz com que a utilização 
do carvão mineral seja bastante limitada, em consequência também de sua 
baixa qualidade, como teor calorífico baixo e alto teor de enxofre.
Segundo os dados da Agência Internacional de Energia, a produção global de carvão 
caiu significativamente em 2016, enquanto o comércio global de gás natural aumentou. 
A produção de carvão caiu fortemente na China em 2016 em cerca de 320 milhões 
de toneladas ou 9% A produção também caiu em outros lugares, como nos EUA e 
na Austrália, levando a uma queda da produção global em 458 milhões de toneladas 
(INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, c2017).
  Biomassa: é uma fonte renovável formada por matéria de origem or-
gânica que pode ser usada como combustível em usinas termelétricas. 
Um exemplo de biomassa é o bagaço da cana.
Veja no esquema a seguir (Figura 3) como se dá a cadeia de atividades rela-
cionada à geração de energia elétrica e energia térmica por meio da biomassa.
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Figura 3. Processos biológicos para geração de energia.
Fonte: Reis (2016).
Para saber mais sobre novas fontes de energia e o cenário brasileiro, leia o Capítulo 5, 
“Outras fontes”, do “Atlas de energia elétrica do Brasil” (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA 
ELÉTRICA, 2008).
Energia nuclear
Por uma reação denominada fi ssão nuclear, a energia é liberada no reator 
nuclear. Os núcleos dos átomos são bombardeados uns contra os outros, pro-
vocando o rompimento dos núcleos e a liberação de energia, resultando em 
radiação e calor, que transforma a água em vapor. A pressão resultante desse 
processo é usada para produzir eletricidade.
O urânio, um metal pesado radioativo, é a matéria-prima empregada na 
produção de energia nuclear. Esse tipo de produção de energia gera muitas 
discussões, seja pelos problemas de contaminação resultantes da extração 
do urânio ou pelas dificuldades de eliminação de dejetos radioativos. Além 
disso, assim como em outros tipos de usinas termelétricas, a água empregada 
nos sistemas de refrigeração, quando lançada em rios ou mares, por exemplo, 
aumenta a temperatura e prejudica os seres vivos locais. No caso das usinas 
nucleares do Brasil, o rejeito de calor é lançado ao mar.
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As usinas nucleares também estão sujeitas a acidentes, como aconteceu nas usinas 
de Three Miles Island, nos EUA, em 1979, e em Chernobyl, na Ucrânia, em 1986.
O vazamento de radiação tem o poder de provocar alterações genéticas e doenças 
como câncer por várias gerações, além de danos incalculáveis ao meio ambiente. Vários 
países da Europa foram afetados pelas consequências do vazamento radioativo de um 
reator em Chernobyl, e toda a área da usina segue isolada até hoje. 
Energia eólica
É a energia produzida a partir da força dos ventos. A força do vento é captada 
nos aerogeradores por hélices ligadas a uma turbina que aciona um gerador 
elétrico. Essa fonte é abundante, limpa e renovável, podendo ser explorada 
em muitos lugares. 
Ela é utilizada desde os anos 1970 para fins comerciais em decorrência 
da crise do petróleo no mundo, inicialmente pelos Estados Unidos e alguns 
países da Europa, na busca de diminuir a dependência do petróleo e do carvão.
No Brasil, o potencial de aproveitamento da energia eólica é de 143.000 
megawatts. Os estados que apresentaram os potenciais mais promissores são 
Ceará e Rio Grande do Norte.
A seguir, veja no esquema (Figura 4) como é formada a cadeia de atividades 
relacionada à geração de energia eólica.
Figura 4. Cadeia de geração de energia eólica.
Fonte: Reis (2016).
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Sistemas e métodos de produção de energia78
Energia solar
O sol é uma fonte de energia inesgotável. Muitas fontes de energia renováveis 
derivam do sol, com seu uso direto, para fi ns de aquecimento ou geração de 
eletricidade, e indiretamente, como é o caso da energia dos ventos, das águas, 
das plantas etc.
Com o uso de diversas tecnologias, a radiação solar pode ser convertida 
em energia útil. Usando concentradores solares feitos de espelhos facetados, é 
possível obter elevadas temperaturas, sendo utilizadas em processos térmicos 
ou na geração de eletricidade (REIS, 2011). 
A cadeia de atividades da geração de energia solar é bem simples (Figura 5), 
mas a instalação dos equipamentos ainda tem um custoelevado.
Figura 5. Cadeia de aproveitamento de energia solar.
Fonte: Reis (2016).
Diferenças entre sistemas de produção de 
energia
Uma das formas de diferenciar os sistemas de produção de energia é quanto 
à condição de renovável ou não renovável.
A energia não renovável, ou esgotável, é aquela que é obtida a partir de 
fontes naturais que não são capazes de se regenerar, como:
  Petróleo
  Carvão
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79Sistemas e métodos de produção de energia
 Gás natural
A energia renovável é aquela que é obtida a partir de fontes naturais capazes 
de se regenerar, como:
 Energia da biomassa
 Energia hidráulica
 Energia solar
 Energia eólica
Os sistemas de produção por meio de energias renováveis apresentam as 
seguintes vantagens em relação às energias convencionais:
 São lançados anualmente na atmosfera toneladas de CO2 pelo consumo 
de energias convencionais como petróleo, gás natural e carvão. O CO2 é o
maior responsável pelo aumento do efeito estufa, fazendo a temperatura
média global aumentar.
 O uso elevado das energias convencionais pode fazer elas esgotarem
mais rápido do que o tempo necessário para que a natureza as produza
novamente. Já a produção de energia por métodos renováveis não se
esgota.
 Com exceção da biomassa, que origina quantidades insignificantes de
CO2, SO2 e N2O para a atmosfera, a produção de energia por métodos
renováveis é mais limpa e não emite gases com efeito estufa.
 A produção local de energia por métodos renováveis contribui para
reduzir a dependência energética relativa à importação do petróleo.
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AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. Outras fontes. In: AGÊNCIA NACIONAL 
DE ENERGIA ELÉTRICA. Atlas de energia elétrica do Brasil. Brasília: Aneel, 2008. Dispo-
nível em: . Acesso 
em: 06 set. 2017.
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Site. [S.l.]: IEA, c2017. Disponível em: . Acesso em: 06 set. 2017.
REIS, L. B. Energia e sustentabilidade. Barueri: Manole, 2016.
REIS, L. B. Matrizes energéticas: conceitos e usos em gestão e planejamento. Barueri: 
Manole, 2011.
Leituras recomendadas
BRASIL. Matriz energética brasileira é uma das mais limpas do mundo, segundo indica-
dor. Brasília: Portal Brasil, 2016. Disponível em: . Acesso em: 06 set. 2017.
FADIGAS, E. A. F. A. Energia eólica. Barueri: Manole, 2011.
REIS, L. B. Energia, recursos naturais e a prática do desenvolvimento sustentável. Barueri: 
Manole, 2012.
VILLELA, A. A.; ROSA, L. P.; FREITAS, M. A. V. O uso de energia de biomassa no Brasil. Rio 
de Janeiro: Interciência, 2015.
Dica do professor
A Dica do Professor a seguir aborda, analisa e compara os diversos tipos de geração de energia 
elétrica.
Assista.
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Exercícios
1) Assinale a alternativa correta.
A) Uma usina hidrelétrica com reservatório de acumulação é uma usina que utiliza a água do 
reservatório apenas para realizar a regularização diária ou semanal do fluxo.
B) Para o atendimento ao horário de pico, a tecnologia mais adequada é a instalação de usinas 
eólicas.
C) Exemplos de fontes renováveis são: biomassa florestal, bagaço da cana, óleos vegetais, casca 
de arroz e lixo. Já na categoria das fontes não renováveis estão diesel, óleo combustível, gás 
natural, carvão mineral, urânio e álcool.
D) A construção de PCHs (Pequenas Centrais Hidrelétricas) tem impacto ambiental maior que a 
construção de hidrelétricas a fio d'água.
E) As fontes não renováveis são aquelas passíveis de se esgotar por serem utilizadas com 
velocidade bem maior que os milhares de anos necessários para a sua formação.
2) Assinale a alternativa que apresenta corretamente os problemas ambientais apresentados 
pela produção de energia elétrica.
A) A poluição do ar urbano é causada pelos automóveis e caminhões que utilizam derivados de 
petróleo e pelas usinas térmicas a gás natural.
B) A chuva ácida é causada pelas usinas nucleares.
C) A radiação é emitida pela produção de energia elétrica a partir das usinas térmicas a carvão 
mineral.
D) A perda da coloração dos recifes de corais deve-se à instalação das usinas hidrelétricas.
E) A instalação de uma usina eólica altera a velocidade e a direção dos ventos naquela região, 
ocasionando uma mudança no ciclo de migração de pássaros e animais marinhos.
Para um ótimo planejamento energético, são avaliadas as possibilidades de aproveitamento 
de fontes alternativas de energia, objetivando diminuir os impactos ambientais causados 
3) 
SHADOW
Destacar
SHADOW
Destacar
pela instalação de grandes hidrelétricas bem como atender de forma mais adequada o 
consumidor. No Brasil, considera-se que a geração:
A) fotovoltaica é uma alternativa interessante, principalmente para os processos de 
aquecimento.
B) termoelétrica, utilizando o bagaço de cana-de-açúcar, tem grande possibilidade de expansão.
C) eólica tem grande potencial, principalmente na região Sudeste.
D) fotovoltaica é a forma de geração alternativa de mais baixo custo, além de ser totalmente 
limpa.
E) por meio de microcentrais hidrelétricas é economicamente viável para a região Norte.
4) Uma pequena comunidade não conectada ao sistema elétrico brasileiro localiza-se em um 
vale cercado por montanhas de difícil acesso. Essa área é abastecida por um rio e é verão a 
maior parte do ano. Deseja-se instalar uma usina de geração de energia para abastecer os 
moradores. Qual forma de obtenção de energia permitiria que os moradores tivessem 
acesso à energia elétrica o ano todo?
A) Eólica.
B) Termoelétrica.
C) Fotovoltaica.
D) Nuclear.
E) Hidrelétrica.
5) Assinale a alternativa correta.
A) A região de costa marítima é propícia para a instalação de geradores eólicos em razão da 
baixa velocidade dos ventos.
B) As usinas hidrelétricas têm grandes reservatórios para acumulação de água.
C) O enriquecimento do urânio é utilizado apenas para a produção de energia elétrica.
D) Uma usina termoelétrica, utilizando como combustível o bagaço de cana-de-açúcar, contribui 
para a redução da incidência de gases do efeito estufa.
SHADOW
Destacar
SHADOW
Destacar
SHADOW
Destacar
E) A energia maremotriz é uma energia de baixo custo que compete com a energia hidrelétrica.
Na prática
Cada exemplo de produção de energia causa um conjunto de impactos ambientais negativos. Veja a 
seguir alguns danos causados pelas diferentes fontes de energia.
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Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
Smart City – Caso Da Implantação Em Búzios
Leia este artigo, que traz um exemplo de uma cidade inteligente, onde as tecnologias de ponta são 
aplicadas na geração de energia independente em conjunto com a redes das concessionárias, com o 
objetivo do aproveitamento de fontes renováveis de energia para o bem-estar do consumidor.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
Itaipu - Super Usina Hidrelétrica - Gigantes da Engenharia - 
National Geographic Completo
Assista a este documentário sobre a construção da Usina de Itaipu, escolhida como uma das sete 
obras incríveis construídas pelo homem. O documentário foi feito pelo National Geographic e nos 
mostra a usina de gelo construída no canteiro de obras para resfriar o concreto utilizado na 
construção da usina, técnica esta nunca utilizada pelo homem até aquele desafio.
Aponte a câmera parao código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
Instalações elétricas prediais: eixo infraestrutura
Para aprofundar seus conhecimentos, leia o livro Instalações elétricas prediais: eixo infraestrutura. 
A obra faz um estudo detalhado da geração, da transmissão e da distribuição de energia elétrica, 
enfocando os tipos de geração e as tensões de transmissão e distribuição. Termina com um quadro 
explicando as perdas no sistema elétrico em razão de o nosso sistema de geração ser localizado 
longe dos centros de consumo. Comece em energia elétrica, na página 19, capítulo 2, e termine em 
curiosidades, na página 29 do mesmo capítulo 2.
https://www.researchgate.net/profile/Marcio_Fortes/publication/268515128_SMART_CITY_-_CASO_DA_IMPLANTACAO_EM_BUZIOS/links/546e70020cf2b5fc176076f3/SMART-CITY-CASO-DA-IMPLANTACAO-EM-BUZIOS.pdf
https://www.youtube.com/embed/t868kON5lYA
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