Concretos autoadensáveis com incorporação de resíduos de

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3º Congresso Ibéroamericano sobre betão auto-compactável 
Avanços e opórtunidades 
Madrid, 3 e 4 de Dezembro de 2012 
161 
 
 
 
Concretos autoadensáveis com incorporação de resíduos de 
britagem de rochas: desempenho no estado fresco 
 
E. Bacarji 
Escola de engenharia civil da UFG - Praça Universitária s/n. Setor Universitário. CEP 
74605-220 - Goiânia - Goiás – Brasil.edgarbacarji@hotmail.com. 
 
R.D. Toledo Filho 
Departamento de Engenharia Civil, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 
P.O. Box 68506, CEP 21941-972, Rio de Janeiro – RJ, Brasil. toledo@coc.ufrj.br 
 
RESUMO 
 
Na indústria brasileira de britagem, para a geração de 1t de brita, são geradas 0,3t de 
areia artificial e 0,03t de materiais finos residuais. A areia artificial já é utilizada na 
fabricação de diversos artefatos. Os materiais finos constituem-se num problema ainda a 
ser solucionado. O presente estudo avalia o desempenho destes materiais em Concretos 
Auto Adensáveis (CAA) no estado fresco. Foram estudadas seis famílias com dois tipos 
litológicos de agregados: Granito e Micaxisto; como referências, foram produzidas duas 
famílias com areia natural de rio. Duas famílias estudadas tiveram substituição parcial de 
5% do cimento (em massa) pela sílica ativa. O método de dosagem utilizado foi o de 
Tutikian (2004). Por consequência, cada família de concreto apresentou uma estrutura 
granular distinta e tem por base semelhantes condições de trabalhabilidade. 
Caracterizados os materiais, procedeu-se a dosagem dos concretos, estabelecendo-se 
uma relação aglomerante:agregados totais secos de 1:3. As propriedades analisadas 
foram o teor de ar incorporado e a densidade dos concretos. Os ensaios realizados foram 
os estabelecidos pela norma brasileira ABNT NBR 15823 que prescreve os ensaios para 
verificação das propriedades do CAA. Os ensaios foram: Espalhamento e Tempo de 
Escoamento pelo Cone de Abrams, Anel J, Teste da Coluna de segregação, Funil V e 
Caixa L. Verificou-se que estes materiais provenientes da britagem têm potencial para 
utilização em concretos auto adensáveis; quanto ao tipo litológico, o Granito apresentou 
melhor desempenho. A substituição parcial do cimento pela sílica ativa mostrou-se 
benéfica, promovendo uma melhor coesão, reduzindo a segregação. A utilização dos 
materiais aqui estudados coopera para preservação ambiental, posto que permite a 
destinação adequada para os resíduos que permanecem estocados nos pátios das 
empresas de britagem. 
 
PALAVRAS-CHAVE: Concretos autoadensáveis. Resíduos britagem. Sustentabilidade. 
 
 
1.- INTRODUÇÃO 
 
A sustentabilidade na construção civil e a preservação ambiental são as principais razões 
da busca por materiais alternativos de baixo impacto ambiental. Vários tipos de 
Concretos auto adens. com incorporação de resíduos: desempenho estado fresco 
 162 
materiais têm sido testados como agregados na confecção de concretos e argamassas: 
Vidros reciclados [1], agregados reciclados de concreto [2], [3], [4], [5], resíduos de 
espuma de poliuretano rígido[6], resíduos de cerâmica [7], areias artificiais [8], [9], [10], 
dentre outros. O uso de materiais finos como fíleres provenientes da britagem de rochas 
em concretos autoadensáveis (CAA) também tem sido pesquisado [11], [12]. Tais 
aplicações constituem-se numa estratégia importante para a redução da extração das 
areias de rio e para uma destinação adequada dos resíduos finos que permanecem nos 
pátios de muitas indústrias. Tal medida influencia em questões como a emissão de CO2, 
uso de energia, custos de transporte, preservação dos leitos dos rios, etc. 
 
O Brasil é um dos mais importantes países emergentes do mundo. Em função do rápido 
desenvolvimento econômico observado, gera-se uma grande quantidade de resíduos. No 
ramo da construção civil há uma grande variedade de materiais residuais com potencial 
de utilização (Bacarji et al. [13]). Segundo os autores, em 2010 foram geradas mais de 5 
milhões de toneladas de resíduos finos provenientes da produção de brita. A continuar 
no mesmo ritmo de crescimento, a espectativa é da geração de mais de 20 milhões de 
toneladas destes resíduos por ano em 2020, e de mais de 290 milhões de toneladas de 
areia artificial, também subproduto da britagem das rochas, no mesmo ano. Isto significa 
que, se não se encontrar uma aplicação tecnicamente viável para estes materiais, o Brasil 
terá sérios problemas ambientais com este setor num futuro próximo. 
 
O presente trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho dos materiais residuais 
citados no parágrafo anterior nas propriedades do CAA no estado fresco. Para tanto, 
foram utilizados agregados e finos provenientes de rochas granítica e de micaxisto; 
como concretos de referências, para avaliar o desempenho das areias artificiais, foram 
produzidos dois tipos de concretos com areia natural de rio: um com finos e agregados 
graúdos de granito e outro com agregados graúdos e finos de micaxisto. Avaliou-se 
ainda o efeito da substituição de 5% do cimento utilizado nos concretos com areias 
artificiais por sílica ativa. 
 
2.-MATERIAIS E MÉTODOS 
 
2.1.- Materiais 
O cimento utilizado foi o CP-V-ARI. Trata-se de um cimento de alta resistência inicial, 
cujo uso é muito frequente nas indústrias de pré-moldados no Brasil. Seguem-se suas 
principais características: finura Blaine de 515,7 m2/kg, densidade de 3110 kg/m3, 
resistência média à compressão de 24,49; 32,15; 36,75 e 43,64 MPa aos 1, 3, 7 e 28 dias, 
respectivamente, para uma relação água/aglomerante (w/aglom) = 0,48. A sílica ativa 
apresentou densidade de 2.280kg/m3. Os materiais finos, subprodutos da britagem, 
foram o fino de granito, com densidade de 2.735 kg/m3 e o fino de micaxisto, com 
densidade de 2.840kg/m3. As curvas granulométricas do cimento, da sílica ativa e dos 
finos estão apresentadas na Fig. 1. 
 
No quadro 1 são apresentados os diâmetros d10, d50, d90, que são os diâmetros abaixo dos 
quais se encontram 10%, 50% e 90% dos volumes analisados. 
 
E. Bacarji, R.D. Toledo Filho 
163 
 
Figura 1. Curvas granulométricas dos aglomerantes e finos 
 
Quadro 1. Diâmetros d10, d50, d90 dos aglomerantes e finos 
 
Os três tipos de areias utilizadas foram: areia quartzosa de rio com densidade de 2.620 
kg/m3, Módulo de Finura (MF) de 1,94 e Diâmetro Máximo (Dmax) de 2,36mm. Areia 
artificial de granito com densidade de 2.650 kg/m3, MF de 3,16 Dmáx.de 4,75 mm, areia 
artificial de micaxisto com densidade de 2.750 kg/m3, MF de 2,88 e Dmáx. de 6,3 mm. Os 
agregados graúdos apresentaram as seguintes propriedades: Agregado de granito: 
densidade de 2.630 kg/m3, Dmax = 12.5 mm, e MF de 5.63; agregado de micaxisto: 
densidade de 2.750 kg/m3, Dmax = 12.5 mm, e MF de 6,17. 
 
As curvas granulométricas das areias, dos agregados e os limites estabelecidos pela 
Norma brasileira NBR 7211 [16] estão representadas na fig. 2. 
 
Foi utilizado um dispersante do tipo Poliacrilato, com teor de sólidos de 31,2 %, massa 
específica de 1.073 kg/m³ e pH 6,2. 
 
2.2. -Métodos 
Para a obtenção dos CAA seguiu-se a metodologia proposta por Tutikian [14] que, por 
sua vez, tem como ponto de partida os Concretos Convencionais (CC) obtidos segundo a 
metodologia proposta por Helene [15]. 
 
Em sua metodologia de dosagem, Helene [15] estabelece três relações 
aglomerante:agregados totais secos (aglom:agreg): uma relação rica em cimento, 
geralmente 1:3; uma relação pobre em cimento, geralmente 1:6, e uma relação 
intermediária, geralmente 1:4,5. Para se alcançar o objetivo do presente trabalho, bastou 
a adoção de uma relação aglom:agreg. No caso, optou-se pela relação 1:3 para a 
obtenção de concretos com resistências mais elevadas, geralmente superiores a 40MPa, a 
0 
10 
20 
30 
40 
50 
60 
70 
80 
90 
100 
0,05 0,5 5 50 500 
 (%
) p
as
sa
 
Diâmetro (µm) 
Cimento 
F. Micaxisto 
F. Granito 
Sílica Ativa 
Diâmetros Diâmetros (µm) 
S. Ativa Cimento Micaxisto Granito 
d (10) 0,28 1,92 9,88 13,06 
d (50) 0,42 11,66 51,29 80,92 
d (90) 3,1538,04 133,28 291,09 
Concretos auto adens. com incorporação de resíduos: desempenho estado fresco 
 164 
depender dos materiais utilizados. De forma sucinta, uma vez adotada a relação 
aglom:agreg, a metodologia proposta por Helene [15] consiste em se proceder a 
substituição parcial do agregado graúdo por agregado miúdo, em incrementos de 5%, até 
a obtenção de um concreto com boas condições de trabalhabilidade. 
 
 
Figura 2. Curvas granulométricas dos agregados 
 
Estas condições são verificadas de forma experimental, por meio do teste de abatimento 
do tronco de cone (Slumptest). No presente estudo adotou-se um abatimento de 80 ± 
20mm e uma relação água/aglomerante (w/aglom) inicial de 0,45 para todos os concretos 
analisados. Feito tal procedimento, obteve-se o teor ideal de argamassa, targ, dado pela 
Eq. (1): 
 
𝑡𝑎𝑟𝑔 =
𝑎
𝑎 + 𝑎𝑔𝑙𝑜𝑚
𝑥100 (1) 
Sendo a a massa de agregado miúdo; 
 
Os concretos convencionais foram identificados conforme a Tab. 2. 
 
Quadro 2. Identificação dos CC 
Identificação Agreg. graúdo Agreg. miúdo Sílica ativa(%) 
C-REF1 Micaxisto Areia de rio - 
C-MX Micaxisto Micaxisto - 
C-MX5 Micaxisto Micaxisto 5 
C-REF2 Granito Areia de rio - 
C-GN Granito Granito 
C-GN5 Granito Granito 5 
Assim, obtiveram-se os traços unitários dos CC dados na Tab.3. 
 
 
0 
20 
40 
60 
80 
100 
0 1,5 3 4,5 6 7,5 9 10,5 12 
(%
) P
as
sa
 
Diâmetro (mm) 
areia Micaxisto 
areia granito 
areia natural 
Lim. ótimo Inf. NBR 7211 
Lim. ótimo sup. NBR 7211 
Lim. util.Inf. NBR 7211 
Lim. util. Sup. NBR 7211 
brita Granito 
 Lim. Sup. brita NBR 7211 
Lim. Inf. Brita NBR 7211 
Brita Micaxisto 
E. Bacarji, R.D. Toledo Filho 
165 
Quadro 3. Traços dos CC 
Concretos Traços 
(aglom:a:b*) 
targ 
(%) 
w/aglom Slump (mm) 
C-REF 1 1:1,16:1,84 54 0,45 80 
C-MX 1:1,24:1,76 56 0,49 60 
C-MX 5 1:1,24:1,76 56 0,54 70 
C-REF 2 1:1,00:2,00 50 0,45 80 
C-GN 1:1,08:1.92 52 0,49 65 
C-GN5 1:1,08:1,92 52 0,53 60 
* b=agregado graúdo. 
 
 
Na metodologia proposta por Tutikian [14], a partir dos traços obtidos segundo a 
metodologia de Helene [15], procede-se a substituição parcial dos agregados miúdos 
pelos finos até a obtenção do CAA com as propriedades desejadas, uma vez fixado o teor 
de aditivo superplastificante; a verificação preliminar destas propriedades é feita de 
forma visual procedendo-se ao ensaio de espalhamento do concreto. Posteriormente, 
quando da realização dos demais ensaios, como a do funil V e da Coluna de segregação, 
procedem-se novos ajustes, caso necessários. 
 
Finalizada a metodologia de dosagem dos CAA obteve-se o teor de substituição de 
finos, tsub dado pela eq.(2): 
 
𝑡𝑠𝑢𝑏 =
𝑓
𝑓 + 𝑎
𝑥100 (2) 
 
Sendo f a massa de finos utilizada. 
 
Os dados relativos aos traços dos CAA produzidos são dados na Tab. 4. 
 
Determinados os traços unitários, o consumo de cimento, C, por m3 de concreto pode ser 
obtido pela eq. (3). 
 
𝐶 =
γ𝑐𝑜𝑛
𝑎𝑔𝑙𝑜𝑚 + 𝑓 + 𝑎 + 𝑏 + 𝑤/𝑎𝑔𝑙𝑜𝑚
 (3) 
 
Onde γcon é a densidade do concreto no estado fresco. 
 
 
Para a produção dos concretos utilizou-se uma betoneira com capacidade de 80 litros, 
colocando-se os materiais na seguinte ordem: Agregado graúdo e agregado miúdo e 
mistura por 3 min.; adição de 50% da água de amassamento e mistura por 3min.; 
acréscimo dos finos de granito ou micaxisto e aglomerantes com mistura de 3min.; 
acréscimo da água restante; mistura por 3min. e acréscimo do aditivo superplastificante 
com mistura de 12min. 
 
No presente trabalho, haja vista a variedade de finos utilizados (cimento, sílica ativa e os 
resíduos), não se procedeu ao ensaio para a determinação do ponto de saturação do 
Concretos auto adens. com incorporação de resíduos: desempenho estado fresco 
 166 
superplastificante e o seu correspondente teor; antes, visando à adoção de uma relação 
w/aglom baixa e, por consequência, boas propriedades mecânicas, adotou-se um teor 
inicial de superplastificante de 1,5% em relação à massa de cimento. 
Quadro 4. Traços dos CAA 
Concretos Traços 
(aglom:f:a:b) 
tsub 
(%) 
SPPF. 
(%) 
w/aglom S. Ativa 
(%) 
REF1 1:0,38:0,78:1,84 33 1,50 0,36 - 
MX 1:0,74:0,50*:1,76 60 1,50 0,50 - 
MX5 1:0,54:0,70:1,76 44 1,80 0,50 5 
REF2 1:0,34:0,66:2,00 34 1,50 0,38 - 
GN 1:0,53:0,55:1,92 49 1,50 0,45 - 
GN5i 1:0,51:0,57:1,92 47 1,80 0,45 5 
*80% A. rio; 20% A. Micax. 
 
3.- RESULTADOS E DISCUSSÕES. 
 
3.1.- Quanto à caracterização dos materiais. 
Quanto à granulometria dos aglomerantes e materiais finos (Fig.1 e Tab.1), observa-se 
que o fino de micaxisto apresentou granulometria um pouco inferior à do granito e que 
ambos têm granulometria superior à do cimento. Quanto aos agregados miúdos, verifica-
se que nenhum deles se enquadrou dentro dos limites ótimos especificados pela NBR 
7211 [16]; todavia, todos se enquadraram dentro dos limites utilizáveis. Da mesma 
figura, verifica-se que os agregados graúdos não se enquadraram dentro dos limites da 
NBR 7211 [16] para agregados até 12.5mm; a brita de granito ficou acima do limite 
inferior (muito fina) até o diâmetro aproximado de 5mm; a partir do diâmetro de 6,3mm 
apresentou-se dentro dos limites; já a brita de micaxisto apresentou comportamento 
oposto, ficando dentro dos limites até o diâmetro aproximado de 5mm e saindo destes 
limites a partir do diâmetro de 6,3mm. 
 
3.2.- Quanto à dosagem dos concretos 
Observou-se da Tab. 3 que os CC obtidos com a areia de rio apresentaram menor teor 
ideal de argamassa (54% dentre os concretos com agregados graúdos de micaxisto e 
50% dentre os concretos com agregados graúdos de granito). A demanda de água 
também foi menor para estes concretos (w/aglom=0,45) e a trabalhabilidade, medida 
pelo slumptest, foi melhor (80 mm para os dois concretos). Tais fatos podem ser 
explicados pela distribuição granulométrica da areia de rio, mais fina que as demais 
areias e pela sua forma mais arredondada. Os concretos com a substituição parcial de 5% 
de cimento por sílica ativa (C-MX 5 e C-GN5) demandaram uma maior relação w/aglom 
afim de manterem condições semelhantes de trabalhabilidade; isso deveu-se à 
granulometria bem inferior da sílica ativa (fig. 1) e sua elevada área superficial. 
 
Na obtenção dos CAA foi observado que o teor de substituição de finos foi menor para 
os concretos com areia de rio (33% dentre os concretos com agregados graúdos de 
micaxisto e 34% dentre os concretos com agregados graúdos de granito, conforme Tab. 
4). À semelhança dos CC, estes concretos também demandaram uma menor relação 
w/aglom. Quanto ao teor de SPPF, demandaram as quantidades estabelecidas no início 
da análise, 1,5%. Os concretos MX e GN, para este mesmo teor de SPPF, demandaram 
uma maior relação w/aglom (0,50 e 0,45, respectivamente). Os concretos MX5 e GN5, 
E. Bacarji, R.D. Toledo Filho 
167 
para manterem as mesmas condições de trabalhabilidade e mesma relação w/aglom dos 
concretos MX e GN, necessitaram de um maior teor de SPPF (1,8%). Observa-se ainda 
que, para o concreto MX, não foi possível a substituição total da areia de rio; nas 
diversas tentativas de obtenção deste concreto com a areia de micaxisto, percebeu-se 
uma grande segregação. A quantidade máxima de substituição foi de 20%. Todavia, ao 
se substituir 5% de cimento por sílica ativa (MX5), conseguiu-se a substituição total da 
areia de rio pela areia de micaxisto. 
 
3.3.- Quanto às propriedades no estado fresco 
A Quadro 5 apresenta os resultados dos ensaios realizados no estado fresco, bem como 
as resistências médias aos 28 dias, fc28. Estas resistências são aqui apresentadas para dar 
uma noção da ordem de grandeza destas variáveis, mas não são aqui discutidas. 
 
A Figura 3 ilustra os aspectos dos espalhamentos e Anel J dos concretos em estudo. 
 
A Norma NBR 15823-1 [17] estabelece os seguintes limites: Espalhamento a um 
mínimo de 550 mm e a um máximo de 850 mm;Segregação a um máximo de 20%, 
tempo de fluxo do funil V a um máximo de 25 s; a relação entre as Alturas h2/h1 da caixa 
L a um mínimo de 0,80e a diferença entre o espalhamento sem o anel j e o 
espalhamento com o anel a um máximo de 50mm; Pela análise dos resultados verifica-se 
que todos os concretos satisfizeram a normalização quanto aos ensaios de espalhamento 
(Esp.), segregação (Segr.) e Coluna (h2/h1). Os concretos MX5 e GN5 tiveram 
segregação nula. Segundo a mesma norma, os concretos com t500 acima de 2s podem ser 
aplicados nos casos gerais, onde não há concentrações de armaduras. Gomes e Barros 
[18] apresentam o limite superior de 7s. Os concretos REF1, MX, MX5 E GN5 não 
satisfizeram às condições do Funil V e os concretos MX, MX5 e GN5 não satisfizeram a 
condição do Anel J, indicando baixa capacidade de atravessar obstáculos. Poderiam ser 
feitos ajustes na dosagem; todavia, como há determinadas aplicações em que estas 
variáveis não são exigidas, como em placas ou painéis de pequena extensão, preferiu-se 
não se proceder tais ajustes. Pode-se inferir de Alencar [19] que valores altos do Funil V 
e Anel J podem ocorrer como particularidade do Método de Tutikian [14], que não faz a 
correção do teor de argamassa e consequente redução dos agregados graúdos. 
 
O consumo de materiais por m3 de concreto para cada mistura está apresentado na Tab.6. 
 
Quadro 5. Resultados no estado fresco e fc28 
Concr
etos 
fc28 
MPa 
Esp. 
[mm] 
Segr. 
[%] 
h2/h1 t500 
[s] 
Funil 
V 
[s] 
Anel 
J 
[mm] 
Ar 
[%] 
Dens. 
[kg/m3] 
REF1 40,38 680 5,45 0,89 5,7 31 50 1,9 2.365 
MX 31,66 660 7,12 0,83 6,0 31 53 2,0 2.353 
MX5 32,96 680 0 0,83 6,5 36 60 2,0 2.371 
REF2 51,01 700 2,55 0,89 3,8 14 35 2,0 2.350 
GN 47,42 670 4,25 0,88 4,2 18 41 1,9 2.355 
GN5 55,53 670 0 0,85 5,8 30 54 1,9 2.347 
 
Concretos auto adens. com incorporação de resíduos: desempenho estado fresco 
 168 
 
 
Figura 3. Aspectos dos espalhamentos e do anel J dos CAA 
 
Quadro 6. Consumo de materiais por m3 concreto (kg/m3) 
Materiais REF1 MX MX5 REF2 GN GN5 
Cimento 542 523 501 537 529 501 
Síl. ativa - - 26 - - 26 
Finos 206 387 285 183 280 269 
Areia 423 262 369 354 291 300 
Brita 997 920 928 1.074 1.016 1012 
Água 195 262 264 204 238 237 
SPPF 8,1 7,8 9,5 8,1 7,9 9,5 
 
Da Quadro 6 podem-se observar pequenas variações no consumo de aglomerante entre 
os diversos concretos. A maior variação ocorreu no concreto MX em relação ao concreto 
REF1. Da eq.(3) pode-se inferir que, posto que a soma (𝑎𝑔𝑙𝑜𝑚 + 𝑓 + 𝑎 + 𝑏) é a mesma 
para todos os concretos, tal variação se deveu pelo fato de que o concreto MX 
apresentou a maior relação w/aglom e o concreto REF1 apresentou a menor relação. 
Sob a ótica da preservação ambiental, os concretos onde se utilizaram areias artificiais 
são preferíveis em relação aos concretos REF1 e REF2, uma vez que os primeiros 
consomem maiores quantidades da soma (areias e finos); já os últimos consomem maior 
quantidade de areia de rio e menor quantidade de finos. 
 
4.- CONCLUSÕES 
 
O presente trabalho avaliou o desempenho no estado fresco de CAA com a incorporação 
de resíduos de britagem de rochas. Foram estudados concretos com agregados e finos de 
origem granítica e de micaxisto. De forma geral, os materiais de ambas as rochas se 
mostraram adequados à produção dos CAA, sendo que os concretos onde se utilizou o 
granito obtiveram melhor desempenho. Os concretos com a areia artificial (MX, MX5, 
GN e GN5) apresentaram desempenho inferior quando comparado aos concretos de 
referência (REF1 e REF2). Tal fato pode ser atribuído às formas das areias artificiais, 
mais lamelares e angulosas, quando comparadas à areia de rio. Quanto aos finos, 
proporcionaram coesão suficiente, podendo ser utilizados na substituição parcial das 
E. Bacarji, R.D. Toledo Filho 
169 
areias. Quanto à capacidade de atravessar obstáculos, medida pelo ensaio do funil V, os 
concretos REF2 e GN apresentaram melhores resultados, satisfazendo à normalização 
brasileira. A substituição de 5% do cimento pela sílica ativa eliminou a segregação, 
reduziu a capacidade de atravessar obstáculos e demandou um maior consumo de aditivo 
superplastificante. Importante ainda ressaltar é o fato de que as areias artificiais e os 
finos estudados são resíduos ainda sem uma destinação adequada na construção civil 
brasileira; sua utilização na produção de CAA é tecnicamente viável e coopera com o 
desenvolvimento sustentável. 
 
AGRADECIMENTOS 
Os autores agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e 
Tecnológico(CNPq) pelo suporte financeiro e à Holcim Brasil pela doação do cimento. 
 
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http://www.scientific.net/KEM.517.547�
	E. Bacarji
	Escola de engenharia civil da UFG - Praça Universitária s/n. Setor Universitário. CEP 74605-220 - Goiânia - Goiás – Brasil.edgarbacarji@hotmail.com.
	R.D. Toledo Filho
	Departamento de Engenharia Civil, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, P.O. Box 68506, CEP 21941-972, Rio de Janeiro – RJ, Brasil. toledo@coc.ufrj.br