FP Aula 2 2018~- fundações profundas

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Prof. M.e Thiago Lopes dos Santos
Fundações Profundas
Universidade Paulista
1 – Introdução
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As fundações podem ser rasas ou profundas:
1 – Introdução
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Fundações diretas 
rasas: 
 Sapatas corridas 
Alvenaria 
Concreto 
 Sapatas de concreto 
isoladas 
associadas 
alavancadas 
radiers
Fundações profundas: 
 Estacas
Madeira 
Concreto 
 Moldadas in loco
 Pré-moldadas
Aço
 Tubulões de concreto
A céu aberto
Ar Comprimido
2 – Fundações Diretas Rasas
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Fundação de execução simples e de baixo custo.
Utilizada em construções leves, onde as cargas
transmitidas ao solo são pequenas.
Execução são feitas valas, de forma que a sapata
seja implantada ao longo das paredes, especificadas
no projeto arquitetônico.
É utilizada para suportar cargas oriundas de
elementos contínuos que possuem cargas
distribuídas linearmente como muros, paredes e
outro elementos alongados.
2.1 – Sapata Corrida
2 – Fundações Diretas Rasas
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Residências, onde as cargas não são muito grandes, se o
solo for regularmente resistente.
A largura mínima da sapata deve ser de 0,70 m e o
angulo  é menor que 25º.
A profundidade destas fundações deve ser no mínimo de
0,70 m e no máximo de 1,50 m.
A largura da base da sapata deve ser sempre maior ou
igual ao dobro da parede, que sobre ela repousa.
2.1 – Sapata corrida
2 – Fundações Diretas Rasas
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2.3 – Sapata corrida
2 – Fundações Diretas Rasas
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Superficiais mais simples e comuns na construção
civil.
Ela é dimensionada para suportar a carga de apenas
um pilar ou coluna.
Podem ser de formato quadrado, retangular,
circular, etc.
2.2 – Sapata isolada
2 – Fundações Diretas Rasas
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2.2 – Sapata de concreto isolada
2 – Fundações Diretas Rasas
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2.2 – Sapata de concreto isolada
2 – Fundações Diretas Rasas
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Quando as sapatas de dois ou mais pilares ficam
muito próximas, ou até se superpõem, é
necessário associá-las.
Em casos de pilares de divisa onde as sapatas
não podem invadir o terreno vizinho.
2.3 – Sapata associada ou radier parcial
2 – Fundações Diretas Rasas
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2.3 – Sapata associada
2 – Fundações Diretas Rasas
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2.4 – Sapata alavancada
Quando um pilar está na divisa do terreno
pode-se alavancar a sapata de divisa, que é
excêntrica a uma sapata de pilar interno.
É utilizada quando a base da sapata não
coincide com o centro de gravidade do pilar
por estar próximo a alguma divisa ou outro
obstáculo.
2 – Fundações Diretas Rasas
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2.4 – Sapata alavancada
2 – Fundações Diretas Rasas
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2.4 – Sapata alavancada
2 – Fundações Diretas Rasas
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2.5 – Radier
Se assemelha a uma placa ou laje que abrange
toda a área da construção.
O radier apresenta vantagens como baixo custo e
rapidez na execução, além de redução de mão de
obra comparada a outros tipos de fundação
superficiais ou rasas.
O radier é executado em obras de fundação
quando a área das sapatas ocuparem cerca de 70 %
da área coberta pela construção ou quando se
deseja reduzir ao máximo os recalques
diferenciais.
2 – Fundações Diretas Rasas
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2.5 – Radier
Protendido  Quando a fundação rasa é
comprida.
Armado  São utilizados para a construção de
casas ou edifícios baixos, com no máximo
quatro ou cinco pavimentos.
2 – Fundações Diretas Rasas
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2.5 – Radier
3 – Fundações Profundas
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3.1 – Estacas
Os materiais utilizados nas estacas podem
ser:
 Madeira
 Aço
 Concreto
3 – Fundações Profundas
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3.1 – Estacas
As estacas são fundações profundas nas quais
as cargas podem ser sustentadas pelo atrito
lateral e pela base, só pelo atrito lateral ou
só pela base.
Atualmente é grande a variedade de estacas
empregadas como elementos de fundação nas
obras civis correntes, diferindo-se entre si
basicamente pelo método executivo e
materiais de que são constituídas.
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3.1 – Estacas
Vários são os critérios para a classificação:
Efeito produzido no solo:
Grande deslocamento;
Pequeno deslocamento;
Sem deslocamento;
Forma de carregamento:
Estacas de compressão;
Estacas de tração;
Estacas de flexão;
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3.1 – Estacas
Forma de funcionamento:
Estacas de ponta: trabalham
basicamente pela resistência de ponta;
Estacas de atrito ou flutuante:
trabalham somente por atrito lateral
desenvolvido no fuste;
Estaca mista;
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3.1 – Estacas
Processo de execução:
Estacas moldadas in loco:
Estacas tipo Franki;
Estacas tipo Strauss;
Estacas tipo broca;
Estacas tipo hélice contínua;
Estacas escavadas com lama bentonítica;
Estacas injetadas: microestacas e as estacas-raiz;
Estacas pré-moldadas:
Estacas de concreto;
Estacas de madeira;
Estacas metálicas;
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3.1 – Estacas
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3.1.1 – Estacas de Madeira
Têm carga de trabalho e comprimentos limitados.
Estas estacas apodrecem quando estão acima do
nível d’ água, necessitando que seja feita uma
proteção na parte da estaca que possa ficar em
contato com o ar.
Apresenta vida útil praticamente ilimitada quando
mantida permanentemente abaixo do nível
d’água;
Deve receber tratamento para evitar o
apodrecimento precoce e o ataque de insetos;
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3.1.1 – Estacas de Madeira
Devem ser de madeira dura, resistente, em peças retas,
roliças e descascadas;
O diâmetro da seção pode variar de 18 a 35 cm e o
comprimento de 5,0 a 8,0 m;
Durante a cravação, as cabeças das estacas devem ser
protegidas por um anel cilíndrico de aço destinado a
evitar o rompimento ou desgaste da madeira sob a ação
do pilão, e se a estaca tiver que atravessar camadas
resistentes, as pontas devem também ser protegidas por
ponteiras de aço;
Os tipos de madeira utilizados para estacas são:
eucaliptos, aroeira, maçaranduba e peroba do campo.
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3.1.1 – Estacas Pré-moldadas de Madeira
Existem obras antigas como o Campanário da Igreja
de São Marcos, em Veneza, no qual as estacas de
madeira após 1000 anos ainda se encontravam em
perfeito estado de conservação.
O Teatro Municipal do Rio de Janeiro construído em
1905 também tem estacas de madeira como
fundação.
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3.1.1 – Estacas Pré-moldadas de Madeira
Se ocorrer o amachucacamento da cabeça de
estaca, deve-se serra-la antes de se prosseguir com
a cravação, pois com isso reduz-se o risco da estaca
fender longitudinalmente.
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3.1.1 – Estacas Pré-moldadas de Madeira
Recomenda-se também o emprego de uma ponteira
metálica, o peso da ponteira deve ser proporcional
à difiguldade de cravação.
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3.1.1 – Estacas Pré-moldadas de Madeira
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3.1.2 – Estacas de Aço
As estacas de aço podemser constituídas por
perfis laminados ou soldados, simples ou
múltiplos, tubos de chapa dobrada (seção circular,
quadrada ou retangular), tubo sem costura e
trilhos
As estacas metálicas podem ser emendadas por
solda, telas aparafusadas ou luvas.
Consideram-se retilíneas as estacas cujo raio de
curvatura for maior que 400 metros.
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3.1.2 – Estacas de Aço
Suportam altas cargas, servem para qualquer solo,
tem grande resistência à cravação e os
comprimentos são variáveis porque os elementos
podem ser soldados.
O aço deve ser protegido para resistir à corrosão
pela própria natureza do aço ou por tratamento
adequado
O custo no Brasil ainda é alto.
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3.1.2 – Estacas de Aço
Quando inteiramente enterradas em terreno
natural, independentemente da situação do lençol
d’água, as estacas metáticas dispensam
tratamento especial.
Havendo, porém, trecho desenterrado ou imerso
em aterro com matérias capazes de atacar o aço,
é obrigatória a proteção desse trecho com um
encamisamento de concreto ou outro recurso
adequado (pintura, proteção católica, etc.).
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3.1.2 – Estacas de Aço
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3.1.3 – Estacas de Concreto
Moldadas “in loco”: 
 Broca
 Strauss
 Franki
 Hélice Contínua
 Estacas Ômega
 Estacas escavadas mecanicamente (estacões)
 Estacas barretes (segmentos de diafragmas)
 Estacas raiz
 Micro estacas injetadas a alta pressão
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3.1.3 – Estacas de Concreto
Pré-moldadas: 
 Concreto pré-moldado (secções quadradas)
 Concreto centrifugado (secções cilíndricas)
 Concreto protendido (secções quadradas)
 Estacas Mega
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3.1.3.1 – Estacas Pré-moldadas de Concreto
Podem ser de concreto centrifugado ou protendido
e apresentar várias seções: quadradas, circulares,
retangulares;
Exigem controle tecnológico na sua fabricação;
Não é recomendado o seu uso em terrenos com
matacões ou camadas pedregulhosas;
Exige cuidados adicionais durante o transporte;
Deve ser feita a verificação de sua integridade
antes e após a sua cravação;
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3.1.3.1 – Estacas Pré-moldadas de Concreto
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3.1.3.1 – Estacas Pré-moldadas de Concreto
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3.1.3.1 – Estacas de Concreto Brocas
Perfuração do terreno que poderá ser feita de
maneira manual ou automática, sempre com o
auxílio de um trado.
As brocas de concreto é de um diâmetro que
esteja entre 20 e 40 cm e o espaçamento entre as
estacas deve ser, também no mínimo, três vezes o
diâmetro da broca.
Seu comprimento vai até 6m
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3.1.3.1 – Estacas de Concreto Brocas
Vantagens:
Não provoca vibrações durante a sua execução.
Evita danos nas estruturas vizinhas,
Pode servir de cortinas de contenção para construção de
subsolos, quando executadas de forma justapostas.
Desvantagens
Limitações de execução em profundidades abaixo do nível
d’água, principalmente em solos arenosos.
deve-se evitar a sua execução em argilas moles saturadas,
a fim de evitar possíveis estrangulamentos no fuste da
estaca.
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3.1.3.1 – Estacas de Concreto Brocas
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3.1.3.2 – Estacas de Concreto Strauss
Não transmite vibrações, ou vibrações consideráveis
Possuem diâmetro de 25 a 45 cm e são executadas através
de escavação mecânica, com sonda e soquete e depois são
concretadas.
O equipamento é constituído por um tripé, tubos, soquetes,
guincho com motor.
Consiste na retirada de terra com sonda ou piteira, depois
introduz tubos metálicos entre si, até atingir a profundidade
desejada e posteriormente a concretagem com
apiloamento(compactação) e retirada da tubulação.
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3.1.3.2 – Estacas de Concreto Strauss
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3.1.3.2 – Estacas de Concreto Strauss
Vantagens:
Leveza e simplicidade do equipamento, o que possibilita a
sua utilização em locais confinados, em terrenos acidentados
ou ainda no interior de construções existentes.
O processo não causa vibrações que poderiam provocar
danos nas edificações vizinhas ou instalações que se
encontre em situação relativamente precária.
Desvantagens:
Escavação abaixo do nível d’água em solos arenosos, ou no
caso de argilas moles saturadas.
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3.1.3.3 – Estacas de Concreto Franki
Utiliza um tubo de revestimento cravado no
terreno, com ponta fechada, dentro do qual é
colocada, inicialmente, uma mistura de brita e
areia socada com um pilão de queda livre.
Quando a bucha atinge boa capacidade de
suporte, é instalada a armadura e a estaca é
executada com concreto, retirando-se o tubo de
cravação durante o processo de concretagem.
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3.1.3.3 – Estacas de Concreto Franki
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3.1.3.4 – Estacas de Concreto Hélice Contínua
O método é utilizado quando há restrições à
vibrações ou impactos sonoros.
È um método ágil e rápido, por meio de injeção
de concreto, sob pressão controlada através da
haste central do trado, simultaneamente a sua
retirada do terreno.
A velocidade de perfuração produz em média
250m por dia dependendo do diâmetro da hélice,
da profundidade e da resistência do terreno.
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3.1.3.4 – Estacas de Concreto Hélice Contínua
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3.1.3.4 – Estacas de Concreto Hélice Contínua
Vantagens:
Elevada produtividade;
Pode ser executada na maior parte dos maciços de
solo, exceto quando ocorrem matacões e rochas;
Não produz distúrbios e vibrações típicos dos
equipamentos a percussão,
Não causa a descompressão do terreno durante a
sua execução
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3.1.3.4 – Estacas de Concreto Hélice Contínua
Desvantagens:
Porte do equipamento, que necessita de áreas
planas e de fácil movimentação,
Pela produtividade alta exige uma central de
concreto no canteiro de obras,
Pelo seu custo é necessário um número mínimo de
estacas a se executar para compensar o custo com
a mobilização do equipamento
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3.1.3.5 – Estacas de Concreto Ômega
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3.1.3.6 – Estacas de Concreto Escavada Mecanicamente
Escava-se o solo pela ferramenta mecânica e
estabilização do maciço através da lama
bentonítica.
Troca da lama bentonítica utilizada durante a
escavação.
Colocação da gaiola da armadura e concretagem
submersa até a conclusão da estaca.
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3.1.3.6 – Estacas de Concreto Escavada Mecanicamente
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3.1.3.7 – Estacas de Concreto Estaca barrete 
(segmentos de diafragma)
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3.1.3.8 – Estacas de Concreto Raiz
Utiliza um método semelhante ao da Hélice
contínua.
Porém com injeção de concreto em baixa pressão.
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3.1.3.8 – Estacas deConcreto Raiz
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3.1.3.8 – Estacas de Concreto Mega
São como todas as estacas cravadas com uso
de macacos hidráulicos, num conjunto de
equipamentos com bombas e manômetros.
A estaca é constituída de segmentos pré-
moldados de concreto com 50 cm de altura e
diâmetro de 25 cm.
Uma das técnicas de fabricação dos pré-
moldados com centrifugação do concreto
deixa um furo interno da ordem de oito
centímetros.
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3.1.3.8 – Estacas de Concreto Mega
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3.2 – Tubulões
Os tubulões são fundações profundas de
forma cilíndrica que pelo menos em sua
fase final de execução tem a descida de
um operário para limpar e inspecionar o
terreno da base.
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3.2 – Tubulões
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3.2.1 – Tubulões à céu aberto
Podem ser executados sem e com revestimento.
Os tubulões a céu aberto podem ter escavação
manual ou mecânica.
A escavação manual é feita utilizando-se pá e
picareta e levando-se o material escavado para
cima por meio de balde e guincho
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3.2.1 – Tubulões à céu aberto
Quando o solo tende a desmoronar reveste-se o furo
com tubos de concreto ou aço que vão sendo
cravados à medida que o solo é escavado.
Pode-se atravessar o lençol freático com um tubulão
a céu aberto, desde que o nível do lençol esteja
pouco acima da base do tubulão, a base esteja
apoiada em terreno coesivo e impermeável e se
existir água em solo permeável é utilizada camisa
para revestir o furo.
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3.2.1 – Tubulões à céu aberto
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3.2.2 – Tubulões à ar comprimido
O tubulão a ar comprimido é executado
utilizando-se uma câmara para entrada de
homens e material e aplicando-se ar
comprimido no interior do tubulão através de
uma campânula de ar comprimido de tal
forma a impedir a entrada de água no seu
interior .
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3.2.2 – Tubulões à ar comprimido
O fuste é feito com aço ou concreto
armado. Os anéis de concreto armado têm
comprimento não superior a 3m e o
primeiro anel normalmente apresenta um
sistema de facas para auxiliar a decida. A
escavação do fuste é feita mecanicamente,
sendo manual apenas a escavação da base.
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3.2.2 – Tubulões à ar comprimido
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3.3 – Fatores de escolha
• Esforços nas fundações, procurando-se distinguir:
Nível de cargas nos pilares;
Outros esforços (tração e flexão).
• Características de construções vizinhas:
Tipo e profundidade das fundações;
Existência de subsolos;
Sensibilidade a vibrações;
Danos já existentes
• Características da obra:
Acesso de equipamentos em terrenos ruins;
Limitação de altura;
Obras muito distantes dos grandes centros.
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3.3 – Fatores de escolha
• Características do subsolo:
Argilas muito moles dificultam a execução de estacas
de concreto moldadas in loco;
Solos muito resistentes são difíceis de serem
atravessados por estacas pré- moldadas executadas
por cravação;
Solos com matacões dificultam a execução de
qualquer tipo de estaca;
Solos com nível de água elevado dificultam a
execução de estacas de concreto moldadas in loco;
Aterros executados sobre camadas de solo mole,
ainda em adensamento, fazem com que seja
desenvolvido atrito negativo nas estacas executadas
nesta camada;
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3.3 – Fatores de escolha
• a localização e o tipo de estrutura;
• as condições do solo, incluindo a posição do nível
d’água;
• a durabilidade em longo prazo.
As estacas de madeira ficam sujeitas à
decomposição especialmente acima do lençol
freático, e ao ataque dos microorganismos
marinhos.
As estacas de concreto, suscetível ao ataque
químico na presença de sais e ácidos do solo,
As estacas de aço podem sofrer corrosão, se a
resistividade específica da argila for baixa e o
grau de despolarização for alto;
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3.3 – Fatores de escolha
• custos totais para o cliente.
A forma mais barata de estaqueamento não é,
necessariamente, a estaca mais barata por metro de construção.
Atrasos no contrato, devido à falta de apreciação de um
problema particular por parte de um empreiteiro que executa as
estacas, pode aumentar consideravelmente o custo total de um
projeto.
O de ensaios deve ser considerado se o empreiteiro que
executará as estacas tiver pouca experiência para estabelecer o
comprimento ou o diâmetro exigido para as estacas.
Em particular, a ruptura de uma estaca durante a prova de
carga pode implicar em despesas adicionais muito grandes ao
contrato.
Deve-se enfatizar que a maioria dos atrasos e problemas
em contratos de estaqueamento, poderiam ser evitados por meio
de uma pesquisa completa do local, tão cedo quanto possível.
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