Cartografia na Engenharia Civil

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CENTRO UNIVERSITÁRIO PARA O DESENVOLVIMENTO DO ALTO VALE DO ITAJAÍ – UNIDAVI
CRISTOFER YURI PEIXE MACHADO
GEMIR BELTODI JÚNIOR
CARTOGRAFIA
RIO DO SUL
11/2018
CRISTOFER YURI PEIXE MACHADO
GEMIR BELTODI JÚNIOR
CARTOGRAFIA
Trabalho Acadêmico a ser apresentado ao curso de Área das Ciências Naturais, de Computação e das Engenharias do Centro Universitário para o Desenvolvimento do Alto Vale do Itajaí, como condição parcial para a aprovação na disciplina de Topografia II
Prof. Orientador: Alcir Jose Testoni
RIO DO SUL
11/2018
RESUMO
O trabalho apresenta uma abordagem da cartografia em sua forma objetiva, relacionada à história e sua aplicação relacionada a engenharia civil, como ferramenta de compreensão do espaço, das relações sociais e da paisagem desde os primórdios da Terra. Está estruturado a partir de breve consideração sobre o início da cartografia e as relações de poder ao decorrer do século para em seguida, tratar da importância atual da cartografia na construção civil. 
Figura 1: Mapa Esquimó Asteca dos Súmerios, esculpido à aproximadamente 2.500 anos a.C..	6
Figura 2: Mapa de Çatal Höyük na Turquia, a aproximadamente 6.200 anos a.C..	6
Figura 3: Mapa nativo das ilhas Marshall, sem noção de data específica	6
Figura 4: Possível mapa desenhado no período neolítico	7
Figura 5: Mapa de Ga-Sur que representa o rio Eufrates, tem aproximadamente 7 cm.	8
Figura 6: Reestruturação do mapa de Erastónes datado em 194 a.C., onde ilustra como os gregos viam a Terra.	8
Figura 7: Mapa das estradas Romanas	9
Figura 8: Mapa Mundi de Ptolomeu	8
Figura 9: Mapa Religioso	9
Figura 10 Atlas datado durante o período da Idade Média	9
Figura 11: O mar mediterrâneo (Atlas de Cresques, 1375)	10
Figura 12 Mapa Mundi de Juan de la Cosa	10
Figura 13: Mapa da Europa representando curvas de nível	10
Figura 14: Uma imagem que ilustra mapas facilmente encontrados no dia a dia	11
Figura 15: Mapa do Brasil	12
Figura 16: Carta Militar de Portugal	12
Figura 17: Levantamento topográfico Planialtimétrico	13
INTRODUÇÃO
A cartografia é a arte de conceber, de levantar, de redigir e de divulgar mapas. Um mapa é a representação geométrica plana e simplificada, do todo ou de uma parte de alguma superfície, sobre uma relação de conveniente geométrica chamada escala.
Podemos dizer que a cartografia surgiu por volta do ano de 6.200 a.C. quando foi confeccionado pelos Turcos, dando origem aos primeiros mapas. A evolução da cartografia começou na Grécia Antiga. Os gregos foram responsáveis por construir um grande patrimônio cartográfico graças a criação de conceitos como esfericidade da Terra, noções de pólos, equador e trópicos, e o conhecimento adquirido sobre sistemas de projeção, longitude e latitude e o traçado dos primeiros paralelos e meridianos. 
A utilização da cartografia na engenharia civil se aplica principalmente sobre a precisão da área a ser trabalhada, sendo fundamental para que se possa pensar no projeto, além de possibilitar aperfeiçoamento na precisão de questões urbanísticas e facilitar a formação ou remanejamento de vias.
O QUE É CARTOGRAFIA
De acordo com João Soukup “Cartografia é a arte e a ciência de elaborar mapas, é a arte porque para sua perfeita execução necessita satisfazer as exigências de um conjunto de preceitos como: saber escolher e aproveitar-se dos dados numéricos e literários geográficos, possuir um senso instruído e uma habilidade experimentada no desenho minuciosos e arranjo de símbolos, letreiros, etc. A Cartografia é a ciência porque exige uma constante ocupação metódica com a intervenção e o aperfeiçoamento das projeções cartográficas e com o estudo e a organização dos métodos gráficos da mais compreensível representação dos elementos do conteúdo como também na parte dos processos de impressão”. Portanto, a Cartografia apoia-se em estudos e operações científicas, artísticas e técnicas, baseadas nos resultados de observações, objetivando a elaboração e preparação de cartas e mapas.
É interessante a seguinte observação feita por Harley (1991, p. 7) acerca dessa visão eurocêntrica da Cartografia. “Partindo da convicção de que cada sociedade tem ou teve sua própria forma de perceber e de produzir imagens espaciais, chegamos a essa simples definição de mapa: ‘representação gráfica que facilita a compreensão espacial de objetos, conceitos, condições, processos e fatos do mundo humano’. O motivo de uma definição tão ampla é facultar sua aplicação a todas as culturas de todos os tempos, e não apenas às da era moderna.
"Desde sempre, o homem registra o espaço onde vive. Trata-se de uma necessidade social", explica Marcello Martinelli, professor de Cartografia Estratégica no Departamento de Geografia da Universidade de São Paulo (USP).
No senso comum podemos afirmar que a Cartografia é a ciência que representa graficamente uma área geográfica ou uma superfície plana. É o estudo que atua na concepção, a produção, divulgação, representação e todo o processo dos mapas. 
HISTÓRIA DA CARTOGRAFIA
Conhecer e representar a Terra foram os primeiros objetivos da cartografia. Ainda hoje é a sua maior preocupação. Os homens sempre procuraram conservar a memória dos lugares e dos caminhos úteis às suas ocupações. Aprenderam a gravar os seus detalhes em placas de argila, madeira ou metal, ou a desenhá-los nos tecidos, nos papiros e nos pergaminhos. Assim, aparecem no Egito, na Assíria, na Fenícia, na Suméria e na China o princípio de esboço cartográfico.
 Mas para aumentar a precisão podemos afirmar que há registros que por volta do ano de 2.500 a.C., um mapa confeccionado pelos Sumérios, utilizando uma placa de barro cozido com inscrições em caracteres cuneiformes (escrita suméria), representaram o lado setentrional da região mesopotâmica, é considerado o início da cartografia.Figura 1: Mapa Esquimó Asteca dos Súmerios, esculpido à aproximadamente 2.500 anos a.C..
Mas existem discussão muito grande sobre a primeira obra cartográfica, e em 1963 James Mellaart em Ankara, na Turquia encontrou um mapa comprovadamente mais antigo. Durante uma escavação realizada na localidade de Çatal Höyük, encontrou em escala grande, um mapa de origem há cerca de 6.200 a.C. segundo estudos. O mapa é, na verdade, a planta de uma cidade e representa um total de 80 edificações. Ainda assim, acredita-se que o mapa de Çatal Höyük pode não ser o começo da história da Cartografia. Outro importante testemunho da Cartografia primitiva foi descoberto nas Ilhas Marshall, um arquipélago formado por cerca de 29 atóis e 5 ilhas localizado no Oceano Pacífico. Trata-se de uma forma bastante peculiar de representação “cartográfica” elaborada com o uso de um entrelaçado feito das fibras de uma planta, provavelmente o bambu, que é uma planta típica de região tropical. Nessas representações, também chamadas de estacas de demarcação, as ilhas eram representadas por conchas do mar e as curvaturas das fibras indicavam as direções das ondas em determinadas épocas do ano. Evidentemente, considerar representação cartográfica um recurso dessa natureza requer muito boa vontade. No entanto, o contexto em que os exemplares foram encontrados indica que esta era a finalidade.Figura 2: Mapa nativo das ilhas Marshall, sem noção de data específica
Figura 3: Mapa de Çatal Höyük na Turquia, a aproximadamente 6.200 anos a.C..
Por motivos de impressão e desconhecimento de artefatos históricos, é possível assegurar que alguns povos antigos representam o espaço e, para isso, fizeram uso dos recursos de que cartográficos, com materiais como: a argila, o papiro, as peles de animais ou as inscrições rupestres.
Ao passar dos anos os comerciantes e os militares logo compreenderam o interesse de tais documentos para os seus deslocamentos. Os guias dos navegadores gregos e fenícios eram catálogos de topônimos, de portos e de ancoradouros acrescidos das descrições necessárias e sua identificação.Já os imperadores romanos fizeram traçar, para o uso de seus exércitos, itinerários a partir de estradas e dos relatos de viajantes. Infelizmente parte dos documentos se perdeu e outros são conhecidos apenas por relatos.
EVOLUÇÃO DA CARTOGRAFIA
A medida que o conhecimento humano foi avançando, a cartografia também evolui com o reflexo do homem conhecer as dimensionamento terrestre. Os mapas da pré-história eram feitos de argila, hoje todos podem ser digitais. 
Com a evolução dos conhecimentos ao passar dos anos os comerciantes e os militares logo compreenderam o interesse de tais documentos para os seus deslocamentos. Basicamente os mapas eram complexos e de difícil compreensão, os Gregos são responsáveis pela primeira evolução na precisão de mapas, eles começaram a utilizar a geometria na cartografia aumentando a precisão deles. Já na idade média os mapas passaram a representar os interesses da igreja. Durante a idade média a terra era plana e acabava em um abismo. Já no período das grandes navegações os mapas se preocupavam em ilustrar rotas marítimas e os continentes que eram descobertos. E atualmente os mapas são feitos através de satélite, muito mais precisos e rápidos de serem feitos.
CARTOGRAFIA NO PERÍODO NEOLÍTICO
Nessa época os mapas eram feitos de madeira, esculpidos ou pintados, ou desenhados sobre a pele de animais. Suas funções incluíam conhecer as áreas dominadas e as possibilidades de ampliação das fronteiras, demarcar territórios de caça e representar a visão de mundo que esses povos tinham. Figura 4: Possível mapa desenhado no período neolítico
CARTOGRAFIA NA IDADE DOS METAIS
Mais do que uma ferramenta de orientação e localização, os mapas se transformaram num recurso importante para a expansão das civilizações, e o seu desenvolvimento foi colocado a serviço do poder. Eles foram fundamentais para a evolução da agricultura. Os povos que viveram essa época são os Egípcios e os Babilônios.
 No Egito Antigo as técnicas cartográficas tinham finalidades primordial na agricultura, registrando nos papiros os limites das terras inundadas periodicamente pelo rio Nilo durante as épocas de cheias. Já na Mesopotâmia e na Babilônia, existem mapas que representam o rio Eufrates, com pontos cardeais. Os mesopotâmicos e os babilônios ainda desenhavam os mapas em placas de barro cozido que cabe na palma da mão, sendo provavelmente direcionado para a agricultura da época.Figura 5: Mapa de Ga-Sur que representa o rio Eufrates, tem aproximadamente 7 cm.
CARTOGRAFIA NA IDADE ANTIGA
Segundo Isa Adonias e Bruno Furrer:
“Aos gregos devem-se a concepção da esfericidade da Terra, as noções de pólos, equador e trópicos, o conhecimento da obliqüidade da eclíptica, a idealização dos primitivos sistemas de projeção, a introdução das longitudes e latitudes, e o traçado dos primeiros paralelos e meridianos”.
Os gregos formam os maiores cartógrafos da Antiguidade. Entre os séculos VII e III a.C, os gregos buscaram compreender os fenômenos naturais elaborando uma cosmografia, influenciada pela filosofia A cartografia só tomou caráter científico com eles. Eles que definiram as linhas do equador, trópicos, círculos polares e meridianos. Essa foi a época que a Cartografia mais cresceu. 
Erastóstenes de Cirene (276 a 196 a.C.) mediu a circunferência da Terra e cometeu um erro de 12,5%, erro pequeno para o possível pouco conhecimento que se tinha nessa época. Podemos também destacar as contribuições de Claudius Ptolomeu, que intensificou o trabalho como cartógrafo. Sua obra Geografia foi reconhecida como o primeiro Atlas Mundial.Figura 6: Mapa Mundi de Ptolomeu
Figura 7: Reestruturação do mapa de Erastónes datado em 194 a.C., onde ilustra como os gregos viam a Terra.
Mas também foi nessa época que utilizaram a cartografia com cenário militar, as primeiras concepções cartográficas gregas datam do Período da Idade das Trevas grega, que vai de 1100 a.C. a 750 a.C., aproximadamente, que contam a história da Guerra de Tróia, entre gregos e troianos, e do retorno de Ulisses (Odisseu), à Ítaca, de Homero, do século VIII a.C.. Segundo Maurício Obregon, “As narrativas de Homero sobre as viagens de Ulisses situam-se entre os maiores épicos da Antiguidade, mas não são mera ficção. Essas viagens mapeiam os dois mais importantes mares dos tempos antigos e nos ajudam a compreender como os gregos viam o mundo.”Figura 8: Mapa das estradas Romanas
Os romanos também viveram essa época, e herdaram o conhecimento dos gregos, que tinham uma política de globalizar seu ensino, mas os romanos não trouxeram novidades no campo. Os romanos aplicavam seus mapas para implantação e manutenção do sistema de estradas no gigantesco território romano.
CARTOGRAFIA NA IDADE MÉDIA
A queda do Império Romano e a invasão dos árabes significou a dissolução do patrimônio cultural da antiguidade clássica, que determinou um atraso geral dos conhecimentos cosmográficos. A cartografia viveu um período de pouco desenvolvimento no início da Idade Média por conta da influência da igreja católica. Determinações religiosas fizeram com que o conhecimento científico empregado nos mapas fosse substituído por símbolos e representações cristãs.Figura 9: Mapa Religioso
Entre os séculos IV ao XV, a cartografia terrestre se desenvolveu como suplemento ilustrativo de textos litúrgicos, livros sagrados e trabalhos com objetivos histórico-geográficos. Foi nesse momento que o homem passou a utilizar mapas-múndi circulares, os mapas regionais e os itinerários. Com o tempo, a cartografia passou a ser produzida de forma independente, com o aparecimento dos primeiros mapas as avulsos, como os mapas-múndi Ebstorf, Hereford e o de fra Mauro, e as próprias Cartas Portulanas.Figura 10 Atlas datado durante o período da Idade Média
CARTOGRAFIA NA IDADE MODERNA
A revolução da cartografia inicia-se século XV com o advento da agulha magnética, que contribuiu para a exploração dos mares, e intensificou o comercio para Leste, e com o surgimento da impressão, houve um aumento da produção cartográfica, trocando os manuscritos pelos mapas impressos.Figura 11: O mar mediterrâneo (Atlas de Cresques, 1375)
Aparecem ainda as cartas portulanas de modelo português, as chamadas cartas marear, que tem um aspecto cartográfico científico, por influência do progresso renascentista. No século XVI ocorre um aumento na produção cartográfica, com os trabalhos de cartógrafos portugueses, espanhóis e italianos, como Fernão Vaz Dourado, Juan de la Cosa, Toscanelli, Cantino, Pedro Nunes entre outros. E em 1.500, Juan de la Cosa faz um mapa mundi, no qual apresenta todas as terras descobertas pelos portugueses e espanhóis até a data. Nessa mesma época a cartografia Holandesa aparece sucedendo a cartografia mediterrânea, com Mercator, que criou uma projeção cilíndrica, na qual os meridianos e paralelos eram representados por segmentos de retas perpendiculares entre si. Figura 12 Mapa Mundi de Juan de la Cosa
Com a utilização de novos instrumentos: os sextantes, teodolitos, cronômetros, nas observações necessárias ao levantamento, há uma determinação precisa dos elementos da superfície da Terra.
A simbologia cartográfica ficou mais objetiva com a idealização da representação altimétrica por meio de curvas de nível, destacando o trabalho de César François Casini e de seu pai Jacques Cassini, como exemplo do progresso cartográfico, “Carte Geometrique de la France”, elaborado em 182 folhas em escala de 1:86400 que só foi concluído 45 anos depois, em 1789, na revolução francesa. Eles cobriram a França com uma rede de mais de 2000 triângulos.Figura 13: Mapa da Europa representando curvas de nível
CARTOGRAFIA NA IDADE COMTEMPORÂNEA
O desenvolvimento dos serviços geográficos nacionais é caracterizado no século XIX por quase todos os países da Europa já com levantamentos topográficos. Além disso, a demanda de mercado marítima obrigou as potências a efetuarem levantamentos costeiros em todas as partes do mundo. 
A história da Cartografia no século XX está profundamentevinculada ao desenvolvimento científico e técnico das áreas do saber ligadas ao Estado, especialmente à geopolítica. As duas guerras mundiais e os seus desdobramentos geopolíticos, como a Guerra Fria e a corrida espacial, acabaram “favorecendo” ou incrementando as pesquisas destinadas ao mapeamento sistemático de todo o planeta, com o uso de tecnologias como a aerofotogrametria, as imagens de satélite e radar, o computador e todos os avanços a ele vinculados, como Internet e os Sistemas de Informação Geográfica.Figura 14: Uma imagem que ilustra mapas facilmente encontrados no dia a dia
CARTOGRAFIA NO BRASIL
A origem da Cartografia brasileira, como não poderia deixar de ser, tem uma estreita relação com Portugal. Já no primeiro momento da presença portuguesa no Brasil quando era feita a primeira exploração do território brasileiro. Do período colonial, muito pouco foi descoberto e preservado. Sabe-se que já em 1500 o Brasil era representado no mapa mundi de Juan de la Cosa, e que em 1519 um trabalho de Lopo Homem, Pedro Reinel e Jorge Reinel, denominado Terra Brasilis, trazia uma representação do desmatamento para retirada do Pau-brasil, sendo este, certamente, o nosso primeiro mapa temático.
No período imperial, com a presença da coroa portuguesa em terras brasileiras, era natural que alguns recursos, sobretudo para o aparelhamento do Estado brasileiro, fossem introduzidos. Em 1810, foi criada uma Escola de Formação de Engenheiros Geógrafos Militares e em 1825 foi criada a Comissão do Império do Brasil, com a missão de organizar oficialmente a Cartografia no país. Em 1830, surgem os primeiros trabalhos da Cartografia Náutica, mas, entre 1852 e 1857, foram implementadas as atividades das Companhias Hidrográficas da Marinha do Brasil, sendo institucionalizada em 1876 a Repartição Hidrográfica, embrião da atual Diretoria de Hidrografia e Navegação. Ainda nesse período, foi criada a Comissão Geográfica e Geológica de São Paulo, que dá início às operações de triangulação.
No período republicano, vários fatos contribuíram para o progresso da Cartografia no Brasil. Dentre eles destacam-se a Elaboração da Carta Geral do República pelo Estado- Maior do Exército em 1896. Sete anos depois, é criada a Comissão da Carta Geral do Brasil em Porto Alegre com a missão de organizar a Cartografia Sistemática terrestre. Outro fato importante neste período foi a vinda da Missão Cartográfica Austríaca ao Brasil em 1920, com a finalidade de organizar o Serviço Geográfico de Exército, sendo responsável pela introdução de técnicas fotogramétricas, de desenho e de impressão off-set de mapas. Em 1927, o Serviço Geográfico do Exército compra equipamentos para tomada de fotografias aéreas e para restituição, um passo importante para o desenvolvimento da Cartografia brasileira. Em 1938, foi criado o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), resultado da fusão do Instituto Nacional de Estatística com o Instituto Nacional de Geografia. Entre as primeiras ações do novo organismo está o projeto de determinação das coordenadas de cidades e vilas com a utilização da radiotelegrafia e a campanhas dos mapas municipais.
Vale salientar que é a partir dos anos setenta que ocorrem os mais importantes avanços na Cartografia mundial, apoiados, sobretudo, na introdução do que mais tarde chamaríamos de Geotecnologias. Em 1972, foi criado o Projeto Radam - Radar da Amazônia – com o uso de sensores radargramétricos aerotransportados. É lançado nesse mesmo ano o primeiro satélite da série ERTS-A pela Nasa. Em 1973, foi lançada a estação orbital Skylab e os Estados Unidos realizam os primeiros estudos para a criação do sistema GPS. Em São José dos Campos/SP, é realizado um Simpósio sobre Utilização de Imagens do Satélite ERTS.
TIPOS DE CARTOGRAFIA
MAPAS
Os mapas são representações de uma determinada parte da superfície da terra ou área geográfica impressa ou desenhada em uma superfície plana. Os cartógrafos são os responsáveis por elaborar mapas, e para que isso seja possível, desenvolveram códigos e convenções objetivando criar padrões dos recursos, facilitando a interpretação ao redor do mundo. Os mapas usam símbolos que envolvem cores, linhas, hachuras e figuras, que ajudam na interpretação dos mapas, permitindo que sejam compreendidas as características da área de estudo retratada no mapa. Os símbolos usados pelos cartógrafos são denominados legendas.Figura 15: Mapa do Brasil
CARTAS
As cartas, por sua vez, são desenhos feitos a grande altura, mostrando os elementos de uma determinada região. Os elementos são representados por símbolos, e a escala de redução é bastante significativa, sendo entre 1:1000 até 1:100 milhões, sendo que 1 centímetro equivale a 1000 km e 100 milhões de km respectivamente. É claro que os mapas não são totalmente fiéis, considerando que a Terra tem superfície esférica, ao contrário do papel, que é plano, mas as interpretações e tecnologias usadas levam estes fatores em consideração. Figura 16: Carta Militar de Portugal
CLASSIFICAÇÃO DOS TIPOS DE CARTAS
CARTAS TOPOGRAFICAS
Cartas Topográficas são confeccionadas mediante um levantamento topográfico regular e que incluem os acidentes naturais e artificiais, permitindo a medida nas cartas, facilmente e com precisão, de distâncias, ângulos, a posição de pontos, entre outros.
CARTAS GEOGRÁFICAS
Quando construída em escala pequena, representando a superfície da Terra nos aspectos físicos e culturais, para fins ilustrativos, recebe a denominação de mapa, mais especificamente Carta Internacional ou Milionésimo.
CARTAS CADASTRAIS
Cartas Cadastrais e Plantas são aquelas, geralmente em escala grande usada para mostrar limites verdadeiros e usos das propriedades, simplifica na representação de detalhes naturais ou artificiais, quando julgados desnecessários.
CARTAS AERONÁUTICAS
São as que representam a superfície da Terra com sua cultura e relevo, de maneira a satisfazer, especificamente, as necessidades da navegação aérea.
CARTAS NÁUTICAS
São as que resultam dos levantamentos dos mares, rios e lagos navegáveis e que se destinam à orientação e segurança da navegação.
CARTAS ESPECIAIS OU TEMÁTICAS
São representações, na forma de carta, mapa ou planta, em qualquer escala, que expressam aspectos específicos. Têm-se as cartas geológicas, geomorfológicas, meteorológicas, pedológicas, de vegetação, dentre outras. 
PLANTAS
As plantas cartográficas são as representadas cartograficamente em escala muito grande, dessa forma possuem área pequena e detalhamento grande. Normalmente, são usadas para o mapeamento de casas, apartamentos, empreendimentos, hotéis, bairros, parques, entre outros lugares.Figura 17: Levantamento topográfico Planialtimétrico
ESCALA
A escala cartográfica é um importante elemento presente nos mapas, sendo utilizada para representar a relação de proporção entre a área real e a sua representação. É a escala que indica o quanto um determinado espaço geográfico foi reduzido para “caber” no local em que ele foi confeccionado em forma de material gráfico.
Sabemos que os mapas são reproduções reduzidas de uma determinada área. Mas essa redução não ocorre de forma aleatória, e sim de maneira proporcional, ou seja, resguardando uma relação entre as medidas originais e suas representações. A expressão numérica dessa proporção é a escala.
CARTOGRAFIA APLICADA A ENGENHARIA CIVIL
Antes de desenvolver qualquer projeto de construção civil, faz-se necessário conhecer o terreno, medir perímetros disponibilizado a execução da obra. Através do estudo do terreno, o engenheiro responsável pela obra consegue visualizar melhor as imperfeições e declives, identificando a se o projeto está determinado com as normas. O responsável pela construção também pode adequar seu projeto com a análise cartográfica, visando o clima da região, o tipo de rochas, e todo tipo de análises relacionados a construção civil.				
CONCLUSÃO
A necessidade de produzir imagens espaciais levou a humanidade a criar uma ciência que representa os elementos de um determinadolocal, com os elementos que o compõem criando a cartografia, que é a arte da ciência de elaborar mapas.					Na engenharia civil a cartografia representa atividade fundamental mapeando áreas para futuras construções, sendo essencial. Nas formulações urbanísticas a cartografia e o mapeamento têm destaque para viabilizar o melhor projeto além de identificar todos os declives, aclives, ângulos, clima, solos, entre outros.						Basicamente, a cartografia é essencial para o cotidiano, e com a evolução humana, essa ciência está predestinada a estar cada passo mais importante para o conhecimento humano. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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