Aglomerantes A reos e Hidr ulicos

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AGLOMERANTES HIDRÁULICOS E AÉREOS
P R O F . P A U L O L O B O
CENTRO UNIVERSITÁRIO LUTERANO DE SANTARÉM
1.INTRODUÇÃO
Aglomerantes
Definição
São produtos naturais ou artificiais empregados
na construção civil para fixar ou aglomerar materiais
entre si, geralmente partículas minerais (agregados).
Apresentam-se sob forma pulverulenta e quando
misturados com água têm a capacidade de
aglutimnar e formar suspensões coloidais,
endurecendo por simples secagem e/ou em
conseqüência de reações químicas, aderindo ás
superfícies com as quais foram postos em contato.
1.INTRODUÇÃO
Matérias Primas
As matérias primas são:
argila;
gipsita;
calcário;
dolomito;
1.INTRODUÇÃO
Matérias Primas
As matérias primas são:
argila;
gipsita;
calcário;
dolomito;
Depósitos nas regiões 
próximas aos centros 
consumidores
1.INTRODUÇÃO
Matérias Primas
As matérias primas são:
argila;
gipsita;
calcário;
dolomito;
resíduos das centrais termelétricas e
subprodutos da indústria siderúrgica. Depósitos nas regiões 
próximas aos centros 
consumidores
2.CLASSIFICAÇÃO
Classificação dos aglomerantes quanto ao processo de endurecimento 
1. Aglomerantes aéreos;
2. Aglomerantes hidráulicos;
3. Aglomerantes quimicamente inertes.
2.CLASSIFICAÇÃO
Aglomerantes aéreos
São os aglomerantes que necessitam estar em
contato com o ar para que o processo de endurecimento
se manifeste. Os seus produtos de hidratação não
resistem à água.
Ex: cal aérea, gessos, etc.
2.CLASSIFICAÇÃO
Aglomerantes hidráulicos
São os aglomerantes que o endurecimento ocorre
por reações químicas entre seus constituintes e a água,
independente do ar. Os seus produtos de hidratação
também são resistentes à água.
Ex: cimentos, cal hidráulica.
2.CLASSIFICAÇÃO
Aglomerantes quimicamente inertes
Ex: barro e materiais betuminosos.
Propriedades Essenciais:
Pega:
Solidificação da pasta
Endurecimento: 
aumento de resistência
Durabilidade
3.AGLOMERANTES AÉREOS - CAL 
Definição
Cal é o nome genérico de um aglomerante
simples, resultante da calcinação de rochas
calcárias, que se apresenta sob diversas
variedades, com características resultantes da
natureza da matéria prima empregada e do
processamento conduzido. Seu constituinte
principal é o óxido de cálcio.
3.AGLOMERANTES AÉREOS - CAL 
Reações Químicas
CaCO3 + Calor CaO + CO2 
Características Estrutura porosa
Formato igual aos grãos da rocha
original
Temperatura aproximada de 900ºC
Cal viva
Cal aérea
Cal virgem
3.AGLOMERANTES AÉREOS - CAL 
Reações Químicas - Extinção
CaO + H2O Ca(OH)2
Usos: elaboração de argamassas.
Na obra 
cal extinta
Na fábrica 
cal hidaratada
Também conhecida 
como cal apagada
3.AGLOMERANTES AÉREOS - CAL 
Reações Químicas
Endurecimento por reação de cabornatação
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O 
Temperatura ambiente e exige a presença de água
3.AGLOMERANTES AÉREOS - CAL 
Classificação
Composição química básica
Rendimento em pasta
Cal cálcica - ≥ 75% CaO
Cal magnesiana - ≥ 20% MgO
CaO + MgO > 95%
Cal gorda, rendimento em pasta > 1,82
Cal magra, rendimento em pasta < 1,82
3.AGLOMERANTES AÉREOS - CAL 
Fabricação
Calcinação do calcário
Temperatura entre 850ºC e 1200ºC
3.AGLOMERANTES AÉREOS - CAL 
Fabricação
Calcinação do calcário
Temperatura entre 850ºC e 1200ºC
Abaixo de 850ºC – cozimento
incompleto, resultando um
produto de rendimento inferior
3.AGLOMERANTES AÉREOS - CAL 
Fabricação
Calcinação do calcário
Temperatura entre 850ºC e 1200ºC
Abaixo de 850ºC – cozimento
incompleto, resultando um
produto de rendimento inferior
Acima de 1200ºC, vitrificação
incipiente na superfície dos
blocos de calcário, resultando um
produto de qualidade inferior
3.AGLOMERANTES AÉREOS - CAL 
Fabricação
O processo de calcinação pode ser realizado:
Instalações rudimentares
Fornos
Forno de campanha para cal
Medas para fabricação de cal
Forno intermitente para cal
Forno contínuo vertical, a carvão, para cal
Forno contínuo vertical, a lenha, para cal
Forno contínuo horizontal para cal
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
Definição
Gesso é o termo genérico de uma família de
aglomerantes simples, constituídos basicamente de
sulfatos mais ou menos hidratados e anidros de
cálcio; são obtidos pela calcinação da gipsita
natural, constituída de sulfato biidratado de cálcio
geralmente acompanhado de uma certa proporção
de impurezas (máximo de 6%).
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
Definição
A gipsita é um mineral abundante na natureza e
como tal existem jazidas espalhadas por muitos
países do mundo.
Quimicamente é um sulfato de cálcio hidratado
cuja fórmula é
CaSO4.2H2O
Tem a composição estequiométrica média de:
32,5% de CaO,
46,6% de SO3 e
20,9% de H2O.
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
Dentre as suas propriedades físicas vale destacar:
a dureza 2 na escala de Mohs;
a densidade 2,35;
o índice de refração 1,53;
a elevada solubilidade;
e a cor que, a depender das impurezas contidas nos
cristais, varia entre incolor, branca, cinza e
amarronzada.
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
Quando calcinada a temperatura da
ordem de 160ºC a gipsita desidrata-se
parcialmente, originando um semi-hidrato
conhecido comercialmente como gesso.
(CaSO4.½H2O).
Sinônimos
gipsita
gesso
gipso
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
Quando calcinada a temperatura da
ordem de 160ºC a gipsita desidrata-se
parcialmente, originando um semi-hidrato
conhecido comercialmente como gesso.
(CaSO4.½H2O).
Sinônimos
gipsita
gesso
gipso
mais adequada ao mineral em estado natural
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
Quando calcinada a temperatura da
ordem de 160ºC a gipsita desidrata-se
parcialmente, originando um semi-hidrato
conhecido comercialmente como gesso.
(CaSO4.½H2O).
Sinônimos
gipsita
gesso
gipso
mais adequada ao mineral em estado natural
termo mais apropriado para designar o 
produto calcinado
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
No seu estado natural a gipsita é utilizada
pela indústria de cimento na fabricação de
cimento portland onde é adicionada ao clínquer,
na proporção de 3 a 5 % em peso, com a
finalidade de retardar o tempo de pega.
Na agricultura é utilizada como corretivo
de solos alcalinos e também nos deficientes em
enxofre e recebe a denominação de "gesso
agrícola".
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
Matéria prima
Gipsita (sulfato de cálcio com duas moléculas
de água: CaSO4.(2H2O), acompanhado em geral de
impurezas SiO2, Al2O3, FeO, CaCO3, etc) não
ultrapassando 6%.
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
Reações Químicas - Fabricação
Fases: britagem da pedra, trituração e queima.
Cozimento industrial feito a baixa temperatura
CaSO4.2H2O + calor CaSO4.½ H2O + 1½ H2O
Temperaturas de 100 a 300ºC
Denominações: Gesso de Paris, gesso de estucador, 
gesso rápido ou gesso de construção.
Biidratado Semi-hidratado
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
Fabricação
O processo de calcinação pode ser realizado:
Instalações rudimentares
Processos mais modernos
Forno de campanha
Medas
Forno de marmita
Forno rotativo
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
Reações Químicas - Endurecimento
Reação de hidratação:
inversa à anterior, com desprendimento de calor,
com dilatação térmica linear da ordem de 0,3%;
e a retração por secagem é ligeiramente inferior a
este valor.
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
Quantidade de água necessária: 
Teoricamente  25% 
Na prática  50 a 70% (evitar pega muito rápida). 
Início de pega: 2 ou 3 minutos 
Fim de pega: 15a 20 minutos
Pode-se alterar o tempo de pega pela adição de:
retardadores: Na2SO4(sulfato de sódio), caseína, açúcar, 
álcool
aceleradores: alúmen (silicato duplo de alumínio e 
potássio), sulfato de alumínio, sulfato de potássio.
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
Aplicações
O gesso encontra a sua maior
aplicação na indústria da construção
civil (revestimento de paredes, placas,
blocos, painéis, etc) onde pode
substituir outros materiais como a cal, o
cimento, o aço, a alvenaria e a madeira.
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
Aplicações
Forros de gesso
Decoração
Revestimentos
– Pastas e argamassas
Paredes divisórias
– gesso acartonado
– gesso reforçado com fibras
Blocos, Colas
4.AGLOMERANTES AÉREOS - GESSO
Aplicações
É também muito utilizado na confecção de
moldes para as indústrias cerâmica, metalúrgica e
de plásticos; em moldes artísticos, ortopédicos e
dentários; como agente desidratante, como
aglomerante do giz, engessamento de humanos e
animais e como adubo.
5.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CAL HIDRÁULICA
Definição
O nome cal hidráulica é aplicado a uma família
de aglomerantes de composição variada obtidos pela
calcinação de rochas calcárias que, natural ou
artificialmente, contenham uma porção apreciável de
materiais argilosos.
O produto goza da propriedade de endurecer
sob a água, embora pela quantidade de hidróxido de
cálcio que contém, sofra também a ação de
endurecimento pela carbonatação proveniente da
fixação de CO2 do ar.
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Definição
O cimento portland é um material pulverulento,
constituído de silicatos e aluminatos de cálcio,
praticamente sem cal livre. Esses silicatos e
aluminatos complexos, ao serem misturados com
água, hidratam-se e produzem o endurecimento da
massa, que pode então oferecer elevada resistência
mecânica.
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Obtenção
O cimento é obtido a partir das operações de
moagem e mistura de calcário e argila em proporções
adequadas; essa mistura é colocada em um forno
onde é aquecida até uma temperatura de cerca de
1450 ºC, produzindo, após o resfriamento rápido, um
material denominado clínquer. O clínquer é moído
juntamente com a gipsita, resultando no cimento
Portland, como se encontra no mercado, na forma de
um pó muito fino, cinzento levemente esverdeado.
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Fabricação
Fabricado com 75-80% de calcário e 20-25% de argila 
A matéria prima é extraída das 
minas, britada e misturada nas 
proporções corretas 
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Fabricação
Esta mistura é colocada em um moinho de matéria prima e
posteriormente cozidas em um forno rotativo a temperatura de 1450 ºC.
Esta mistura cozida
sofre uma série de reações
químicas complexas deixando o
forno com a denominação de
clinquer.
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Fabricação
Finalmente o clinquer é reduzido a pó em
um moinho (moinho de cimento) juntamente com
3-4% de gesso. O gesso tem a função de retardar
o endurecimento do clínquer pois este processo
seria muito rápido se água fosse adicionada ao
cliquer puro.
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Fabricação
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Processos de Fabricação
Dois métodos ainda são utilizados para a
fabricação de cimento: processo seco e o processo
úmido, este último muito pouco utilizado.
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Processos de Fabricação – Processo Úmido
A mistura é moída com a
adição de aproximadamente
40% de água e entra no forno
rotativo sob a forma de uma
pasta de lama.
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Processos de Fabricação – Processo Úmido
A mistura é moída com a
adição de aproximadamente
40% de água e entra no forno
rotativo sob a forma de uma
pasta de lama.
Foi o processo
originalmente utilizado para o
inicio de fabricação industrial
de cimento e é caracterizado
pela simplicidade da
instalação e da operação dos
moinhos e fornos.
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Processos de Fabricação – Processo Seco
A mistura é moída
totalmente seca e
alimenta o forno em
forma de pó.
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Processos de Fabricação – Processo Seco
A mistura é moída
totalmente seca e
alimenta o forno em
forma de pó.
O processo seco tem a vantagem
determinante de economizar combustível já que
não tem água para evaporar no forno.
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Componentes Principais
Os componentes principais, cuja determinação é
feita a partir de uma análise química, são:
 cal (CaO) = C,
 sílica (SiO2) = S,
 alumina (Al2O3) = A,
 óxido de ferro (Fe2O3) = F,
 magnésia (MgO),
 álcalis (Na2O e K2O) e
 anidrido sulfúrico (SO3) = S
 A água (H2O) é representada por H
S
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Compostos Principais
TABELA 1- Compostos principais do cimento Portland
Nome do composto Composição em óxidos Abreviações
Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S 
Silicato dicálcico 2CaO.SiO2 C2S 
Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 C3A 
Ferroaluminato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 
S
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Compostos Principais
TABELA 1- Compostos principais do cimento Portland
Nome do composto Composição em óxidos Abreviações
Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S 
Silicato dicálcico 2CaO.SiO2 C2S 
Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 C3A 
Ferroaluminato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 
S
C3S - É o principal composto do
cimento, tem alta resistência inicial e
libera grande quantidade de calor de
hidratação;
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Compostos Principais
TABELA 1- Compostos principais do cimento Portland
Nome do composto Composição em óxidos Abreviações
Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S 
Silicato dicálcico 2CaO.SiO2 C2S 
Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 C3A 
Ferroaluminato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 
S
C2S - Tem pega lenta até os 28 dias,
aumentando consideravelmente após
este período. Tem baixo calor de
hidratação;
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Compostos Principais
TABELA 1- Compostos principais do cimento Portland
Nome do composto Composição em óxidos Abreviações
Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S 
Silicato dicálcico 2CaO.SiO2 C2S 
Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 C3A 
Ferroaluminato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 
S
C3A - Tem pega instantânea com
altíssimo calor de hidratação. Tem
baixa resistência e não resiste a
águas sulfatadas. Age como
fundente na mistura;
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Compostos Principais
TABELA 1- Compostos principais do cimento Portland
Nome do composto Composição em óxidos Abreviações
Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S 
Silicato dicálcico 2CaO.SiO2 C2S 
Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 C3A 
Ferroaluminato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 
S
C4AF - Tem pega rápida mais não
instantânea. Tem baixa resistência
e o óxido de ferro age como
fundente e fixa a alumina que
melhora a resistência ao ataque
das águas sulfatadas.
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Hidratação
Os compostos presentes no cimento Portland
são anidros, mas, quando postos em contato com
água reagem com ela formando produtos hidratados.
A hidratação do cimento consiste na transformação de
compostos anidros mais solúveis em compostos
hidratados menos solúveis.
S
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Reações de Hidratação
Silicato tricálcico(C3S):
2C3S + 6H C3S2H3 + 3CH + 502 J(120cal)
1g 0,234g 0,752g 0,481g
S
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Reações de Hidratação
Silicato tricálcico (C3S):
2C3S + 6H C3S2H3 + 3CH + 502 J(120cal)
1g 0,234g 0,752g 0,481g
Silicato dicálcico (C2S):
2C2S + 4H C3S2H3 + CH + 260 J (62 cal)
1g 0,206g 0,995g 0,211g
S
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Reações de Hidratação
Aluminato tricálcico (C3A): < menor possibilidade de 
ataque de sulfatos.
C3A + 6H C3AH6 + 867 J( 207 cal) 
1g 0,4g 1,4g
S
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Reações de Hidratação
Aluminato tricálcico (C3A):
C3A + 6H C3AH6 + 867 J( 207 cal) 
1g 0,4g 1,4g
Ferroaluminato tetracálcico (C4AF):
C4AF + 19H C4AFH19 + 419 J (100 cal).
1g 0.70g 1,7g
S
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Tipos de Cimento Portland e Aplicações
CP I e CP I S - Cimento Portland Comum
Não tem nenhuma particularidade especial. 
Pode ter de 1 a 5% de escória, pozolana ou filler.
CP II - E, Z ou F - Cimento Portland Composto - (E-
escória; P-pozolana e F-filler)
Aplicações correntes. 
Com escória - E (6-34%); P (0%) e F (0-10%)
Com pozolana - E (0%); P (6-14%) e F (0-10%)
Com filler - E (0%); P (0%) e F (0-10%)
S
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Tipos de Cimento Portland e Aplicações
CP III - Cimento Portland de Alto Forno
Empregado em meios sulfatados (mar e
industrias) devido ao pouco hidróxido de cálcio.
Também em concreto massa devido a menor
retração.
menor possibilidade de ataque de sulfatos. – C3A
Tem - E (35 -70% ); P (0%) e F (0-5%)
S
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Tipos de Cimento Portland e Aplicações
CP IV - Cimento Portland Pozolânico
Concretos sujeitos a lixiviação de águas
agressivas porque é mais impermeável. Concreto
massa. Inicialmente menos resistente. Após 90
dias mais resistente. Poucas reações à baixa
temperatura. < teor de clinquer – ideal p/
combater fissuras
Tem - E (0%); Z (5-50%) e F (0-5 %)
S
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Tipos de Cimento Portland e Aplicações
CP V-ARI - Cimento Portland de Alta Resistência Inicial
e e CP V-ARI-RS - Cimento Portland de Alta Resistência
Inicial Resistente a Sulfatos
Resistência mecânica elevada no início: 
1 dia igual a 3 dias;
3 dias igual a 7 dias; 
7 dias igual 28 dias. 
Utilização em pré moldados e elevado calor de
hidratação.
Tem - E (0%); P (0%) e F (0-5 %) – alto teor de 
clinquer > C3S.
S
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Classe de Resistência
A classe de resistência diz respeito à resistência
à compressão em uma argamassa de cimento e areia
bem graduada, logo as designações 25, 32 e 40
usadas para os cimentos são as resistências ,
respectivamente, 25 MPa, 32 MPa, e 40 MPa
determinadas segundo as recomendações do ensaio
da ABNT.
S
6.AGLOMERANTES HIDRÁULICOS -
CIMENTO PORTLAND
Outros Tipos de Cimentos
Cimento aluminoso,
Cimento pozolânico,
Cimentos brancos ou coloridos,
Cimento natural (romano),
Cimento de escória.
S
7.CONSIDERAÇÕES FINAIS
Ao final desta aula o aluno deve ser capaz de:
definir aglomerantes;
compreender a diferença entre aglomerantes aéreos
e hidráulicos;
conhecer as reações químicas envolvidas na
produção e no endurecimento dos aglomerantes
aéreos e hidráulicos, bem como seus processos de
produção;
conhecer os aglomerantes disponíveis no mercado e
saber aplicá-los convenientemente de acordo com os
usos a que se destinam.
S
FINALIZANDO...
cometendo erros.
O único modo de evitar os erros é 
adquirindo experiência; 
mas a única maneira de 
adquirir experiência é 
8.REFERÊNCIAS
GIAMUSSO, S. E. Manual do concreto. 1. ed. São Paulo: Pini, 1992. 161 p. 
ISBN 85-7266-006-2.
NEVILLE, A. M. Propriedades do concreto. Tradução de Salvador E. 
Giamusso. 2. ed. rev. Atual. São Paulo: Pini, 1997. 828 p. ISBN 85-7266-
068-2
PETRUCCI, E. G. R. Concreto de cimento Portland. 8. ed. atualizada e rev. por 
Vladimir Antonio Paulon.-Porto Alegre – Rio de Janeiro: Globo, 1981. 307 p.
BAUER, L. A. F. Materiais de construção 1. 4. ed. Rio de Janeiro: CTC, 1994. 
435 p. ISBN 85-216-0869-1.
MEHTA, K. M. Concreto: estrutura propriedades e materiais. 1. ed. São 
Paulo: Pini, 1994. 573 p. ISBN 85-7266-040-2.
GUEDES, M. F. Caderno de encargos. 4. ed. Revista, ampliada e atualizada. 
São Paulo: Pini, 2004. 736 p. ISBN 85-7266-150-6.
S
8.REFERÊNCIAS
Material didático de apoio:
CINCOTTO, M. A. Características da cal para argamassas. Construção S.
Paulo, 2220 – Encarte Técnico IPT/ Pini IPT 14 – Setembro 27/90. p. 31 a
34.
CINCOTTO, M. A.; AGOPYAN, V.; FLORINDO, M. C. O. Gesso como material de 
construção – composição química (1ª parte). In: SÃO PAULO, Instituto de 
Pesquisas Tecnológicas. Divisão de Edificações. Tecnologia de Edificações 
São Paulo, 1998. p.53-56.
CINCOTTO, M. A.; AGOPYAN, V.; FLORINDO, M. C. O. Gesso como material de 
construção – composição química (2ª parte). In: SÃO PAULO, Instituto de 
Pesquisas Tecnológicas. Divisão de Edificações. Tecnologia de Edificações 
São Paulo, 1998. p.57-60.
Material disponível em: http://pcc2340.pcc.usp.br/transparências.htm
S