BIBLIOTECA EPIFÂNIO DÓRIA A ULTILIZAÇÃO DE BRISES PARA O CONTROLE DA ILUMINAÇÃO NATURAL

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BIBLIOTECA EPIFÂNIO DÓRIA: A UTILIZAÇÃO DE BRISES PARA O
CONTROLE DA ILUMINAÇÃO NATURAL
UNIVERSIDADE TIRADENTES
Arquitetura e Urbanismo
Discentes: Ana Clara Campos Rabelo
Brenda Aniceto Rodrigues
Orientador: Simone Alves Prado
RESUMO
A crise energética no mundo é evidente, com isso na arquitetura é pensado formas
de minimizar esses impactos no ambiente, além de tentar trazer conforto para os
seus usuários pensando na ventilação, iluminação e ganhos térmicos, utilizando
novas tecnologias e materiais empregados nas estruturas e composição dos
edifícios a fim de ter um melhor controle de calor e luz. No Brasil, principalmente no
nordeste por ter grande disponibilidade de luz natural, possibilita a criação de
projetos que tirem proveito dela, em contrapartida se luta contra o ganho térmico
quando há entrada excessiva de radiação solar, prejudicando no conforto térmico e
visual. Os elementos de proteção solar passam a ser vistos como possíveis
solucionadores contra a incidência solar direta na edificação. Em locais como
bibliotecas, onde a iluminação é importante para possibilitar a leitura confortável aos
usuários, além de conter toda uma preocupação com o acervo, os brises podem
agregar , controlando os altos contrastes e ofuscamento e evitando a incidência da
radiação dentro do edifício. Dentro desse contexto, este artigo busca averiguar a
funcionalidade dos brises verticais da Biblioteca Pública Epifânio Dória em Aracaju
-se. Para tal foi usado carta solar da região e feito máscaras de sombreamento
referente a cada fachada e sua angulação específica. Os resultados obtidos podem
mostrar se eles realmente são eficientes e a partir disso mostrar quais outras
estratégias poderiam ser feitas.
PALAVRAS-CHAVE:
Brise, biblioteca, iluminação.
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ABSTRACT
An energy crisis in the world is evident, so the architecture is designed to minimize
these effects on the environment, and try to provide comfort to its users who think
about ventilation, lighting and thermal temperatures. Using new technologies and
materials employed in building structures and composition, better heat and light
control is required. In Brazil, especially in the northeast due to the great availability of
natural light, it is possible to create projects that cause damage to it, in contrast, the
fight against thermal gain when excessive solar radiation occurs, impairing thermal
and visual comfort. The sun protection elements are now seen as possible solvers
against direct sunlight in the building. In places such as the library, where lighting is
important to allow comfortable reading for users, as well as containing a concern with
the collection, crises can add to, control high contrasts and glare and prevent
damage within the building. Within this context, this article seeks to facilitate the
vertical visualization of the Epifânio Doria Public Library in Aracaju-se. For this, a
solar chart of the region was used and sound masks were made for each facade and
its specific angulation. The selected results can show if they really are efficient and
from that show what other alternatives can be used.
KEYWORDS:
Brise, library, lighting.
INTRODUÇÃO
É notório a escassez dos recursos naturais em nosso planeta, e
consequentemente as preocupações ambientais e discussões sobre eficiência
energética nas edificações é bastante abordado. Com isso, novas propostas e
soluções estão sendo criadas a fim de resolver problemas como ventilação,
iluminação, ganho térmico, de maneira sustentável.
Segundo Lamberts et al (1997) a eficiência energética na arquitetura pode
ser entendida como um atributo inerente à edificação representante de seu potencial
em possibilitar conforto térmico, visual e acústico aos usuários com baixo consumo
de energia. Portanto, um edifício é mais eficiente energeticamente que outro quando
proporciona as mesmas condições ambientais com menor consumo de energia.
No início do século XX no Brasil os arquitetos desse período, de acordo com
Corbella (2003), que se deu início na década de trinta, que perdurou por
aproximadamente 20 anos, essa geração adotou os princípios do modernismo, que
tinham como visão a preocupação da concepção do projeto, com consciência do
meio ambiente. Porém com o avanço da tecnologia, os edifícios começaram a ser
2
equipados com métodos artificiais como o ar condicionado, a fim de garantir
condições interiores confortável para seus ocupantes.
Em grande parte do Brasil a necessidade do controle total do acesso da
radiação solar aos ambientes interiores é uma realidade diária (CUNHA, 2011),
localizado em uma região de clima tropical, consequentemente possuindo um dos
mais altos índices de radiação solar, sendo necessário pensar em estratégias para
quando se for construir de forma sustentável, de acordo com Corbella et al (2003) os
meios para combater esse ganho de calor: posicionamento da edificação; proteção
das coberturas da entrada do sol; dificultar a chegada do sol às superfícies do
edifício; minimizar a absorção do sol pelas superfícies externas e determinar a
orientação e o tamanho das aberturas para entender às necessidades de luz natural.
O conforto visual está relacionado com o ver bem, pois ter um bom nível de luz para
realizar determinada tarefa, é uma condição necessária. Por conta disso, existem
normas específicas para a realização de determinada atividade em diferentes
ambientes, porém existem outras variáveis, controlar a luz que entra para não
iluminar demais, criando ofuscamento, altos contrastes ou a entrada exagerada de
radiação solar direta, que poderá afetar o conforto visual, conforto térmico e
consequentemente cansaço visual.
Há vários elementos arquitetônicos utilizados para impedir a incidência
direta de radiação solar no interior dos edifícios como os brises-soleil. que é muito
utilizado em táticas que buscam maior aproveitamento da luz, filtrando ou até
mesmo mascarando a luz natural. De acordo com Maragno (2000, p. 15):
Os brises dividem-se em apenas três categorias - horizontais, verticais e
combinados -, podendo combinar-se gerando inúmeras outras
possibilidades. Por esse motivo, segundo eles, o método termina justamente
no momento da escolha correta dos brises entre outros tipos conhecidos ou,
na criação de novas variações, permitindo uma larga gama de alternativas
para a composição arquitetônica através de uma livre expressão criativa dos
projetistas.(MARAGNO, 2000 apud OLGYAY, 1957, p. 15).
Logo, este elemento no projeto reduz gastos energéticos gerando eficiência
na edificação, equilibra a distribuição da iluminação no ambiente interno. Existem
vários tipos de brises cada um apresenta características próprias e são utilizados de
acordo com a finalidade que se pretende obter.
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A Biblioteca Pública Epifânio Dória (BPED), situada em Aracaju - Sergipe, a
maior e mais antiga casa de leitura do estado, é um exemplo de edifício onde foram
usadas estratégias arquitetônicas para dificultar a incidência direta de raios solares
em suas faces e, uma delas foi a utilização de brises fixos na sua fachada,
usualmente se aplica essa espécie de brise em locais comerciais ou públicos por
receber constantemente a visita de pessoas e com isso evita a movimentação das
lâminas pelas mesmas.
A BIBLIOTECA EPIFÂNIO DÓRIA
Criada pela Lei 233, a Biblioteca Pública Epifânio Dória (BPED), foi fundada
em 16 de junho de 1848, num grande momento de efervescência cultural do Brasil
Império, que foi um fenômeno que movimentou determinado tipo de cultura,
incentivando, colocando valores e expressões em seu contexto. É um
acontecimento muito comum que agrega a mais variados recortes sociais. A partir
daí nasce a Biblioteca Provincial de Sergipe, somente inaugurada no ano de 1851
que ocupou inicialmente uma sala do Convento São Francisco pertencente ao
município de São Cristóvão - Se. (imagem 1)
Imagem 1 : Convento São Francisco, São Cristóvão.
Fonte: www.penaestrada.blog.br
No ano de 1855 houve a mudança da instituição para Aracaju, com essamodificação, a biblioteca passou a ser chamada de Biblioteca Pública do Estado, na
década de 1890 a mesma já havia ocupado o Edifício do Palácio do Governo
(imagem 2), anos após viu-se a precisão de transferi-la mais uma vez para o antigo
prédio do Atheneu Sergipense. A instituição passou a ser chamada Biblioteca
Pública Epifânio Dória, somente em 30 de dezembro de 1970 em homenagem ao
4
http://www.penaestrada.blog.br
documentarista, jornalista e pesquisador Epifânio da Fonseca Dória de Menezes,
que dirigiu a biblioteca durante 1914 a 1943. Ela funcionou durante bastante tempo
em vários locais até obter um local próprio. Segundo a agência de Sergipe notícias a
BPED é uma das unidades culturais que faz parte da Secretaria de Estado da
Cultura, cujo objetivo é “preservar a memória e a tradição do Estado, fomentar as
ações culturais dos segmentos da sociedade e fornecer condições para o livre
desenvolvimento das ações culturais” em Sergipe.
Imagem 2: Palácio do Governo
Fonte: Lucas Carvalho
Para a diretora da Biblioteca Pública, Juciene Maria Santos de Jesus, “A
Biblioteca é onde está guardada grande parte da história cultural de Sergipe. E
ainda, se trata de um prédio com uma arquitetura linda e histórica […]”.
A biblioteca foi projetada e construído em 1974 pelo engenheiro Geraldo
Magela, a BPED foi uma edificação tardia na qual podemos considerar como
Arquitetura Moderna Brasileira, construída toda em concreto armado, moldado in
loco. A maior parte das edificações representantes desse estilo são do período de
1950 e 1960 que tinham como característica a não possuir elementos de
ornamentação que não venham a ser detalhes construtivos necessários do próprio
edifício, todavia ela não deixa de ser tão importante quanto as demais. As próprias
estruturas, a definição de ornamento é atribuída às estruturas que são funcionais;
uma grande característica do brutalismo, movimento arquitetônico, envolvido nos
anos 50 derivados por arquitetos modernos. “A ideia de Brutalismo em arquitetura
5
está ligada à expressão dos materiais utilizados em seu estado natural. O que se
espera desta arquitetura é que, através de sua apreciação, seja possível identificar
os materiais que concretizam o projeto arquitetônico através da edificação”
(SANVITTO 2013, p. 2).
O edifício se localiza na Rua Vila Cristina no Bairro São José, próximo a
importantes avenidas da cidade, a Avenida Beira Mar e da Avenida Anízio Azevedo
(imagens 3 e 4). Estão inseridos em uma espécie de circunferência, sendo assim
quase que totalmente circundados por avenidas e ruas. Contudo o terreno possui
muitas árvores de porte médio e grande fazendo, com que no nível do observador as
edificações fiquem mais camufladas além de agirem como um bloqueador de sol
natural.
Imagem 3: Mapa de situação da edificação da Biblioteca Epifânio Dória.
Fonte: Google Earth,2019 .
Imagem 4: planta de situação.
6
Fonte: dos autores, 2019.
De acordo com Sandra Silva, secretária da biblioteca, atualmente a
instituição recebe um reduzido número de pessoas, em média de 300 a 400 por
mês. A maioria dos visitantes e usuários são dos bairros próximos e arredores.
Depois das reformas que o local sofreu, o pequeno anexo que era destinado
a literatura infantil foi transferido para um sala na estrutura principal, que recebe
diariamente a visita de excursões escolares, porém o resto da edificação não é tão
explorado pela população em geral. Sua estrutura física principal, além de abrigar o
acervo da biblioteca ainda conta com sede do Conselho de Cultura do estado, da
Subsecretaria de Patrimônio Histórico e Cultural (Subpac) e a Galeria de Arte J.
Inácio que possui duas salas de exposição.
A atividade mais importante desenvolvida em uma biblioteca é a leitura, seus
principais usuários são os estudantes e os funcionários, que dependem da presença
da luz. Num edifício como esse, é difícil usar apenas a iluminação natural para suprir
as necessidades dos leitores, em função das suas condições visuais muito variáveis
devido a faixa etária e da diversidade do material consultado (imagem 5). A
presença da iluminação artificial é inevitável para complementar a luz natural e
viabilizar o funcionamento noturno do edifício. Nesse tipo de edificação a luz natural
e artificial deve ter uma relação estreita e complementar, objetivando a criação de
ambientes agradáveis, confortáveis e econômicos no ponto de vista energético
(PINTO, 2008).
7
Imagem 5: salão central do BPED, uso de luz artificial.
Fonte: dos autores, 2019.
BRISES SOLEIS
Os brises é uma tipologia de proteção solar concebido por Le corbusier em
meados do século XX. Ele é um elemento arquitetônico composto por placas
externas com a finalidade de impedir que os raios solares atinjam diretamente as
superfícies, visando proteger principalmente as transparentes.
Na Biblioteca o detalhe que chama mais atenção é a utilização dos
brise-soleils, ele é colocado de diferentes formas a depender da fachada que ele
está sendo utilizado.” Nota-se a importância do posicionamento do brise-soleil em
relação ao alinhamento da fachada e das características dos materiais que
compõem os mesmos” (SILVA,2007 p. 27). Nas fachadas Leste, Sul e Oeste os
brises aparecem como elementos verticais e somente nas janelas do pavimento
térreo possuem uma estrutura horizontal (imagem 6) que caracterizam todo o
edifício em si, essa estrutura também é construída de concreto armado. Elas
protegem da seguinte forma: os brises verticais são placas fixadas perpendicular ao
plano horizontal, sendo mais adequados para as fachadas onde maior parte da
incidência solar se afasta da perpendicular a mesma. Os brises horizontais são
placas cujos eixos estão paralelos à fachada a ser protegida e também ao plano
horizontal, protegendo principalmente dos ângulos solares mais alto. Já os mistos
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associam os elementos dos dois tipos anteriores, apresentando-se como os mais
indicados, visto que, os elementos constituintes se complementam eficientemente.
(BITTENCOURT, 2000).
Imagem 6: Biblioteca Pública Epifânio Dória.
Fonte: dos autores, 2019.
O EDIFÍCIO
A BPED é composta por um anexo e um edifício principal possuindo dois
andares. Contém uma área construída de 2017,82 m² (imagem 7), o projeto possui
um salão central com pé direito duplo, onde se distribui ao seu redor as salas, dando
acesso às fachadas. Grande parte do interior das salas é constituída por grandes
esquadrias de vidro (imagem 8) permitindo que toda luz chegue até o centro da
edificação, fazendo com que durante a parte do dia não seja necessário a utilização
de luz artificial em determinados ambientes, consequentemente há uma redução
quanto a utilização de energia.
Imagem 7: planta baixa, pav. térreo.
9
Fonte: dos autores, 2019.
Imagem 8: Fechamento em esquadria de vidro.
Fonte: dos autores, 2019.
Para tal estudo foi feito uma pesquisa de carta solar, foram utilizadas
análises de horário de radiação emitida pelo sol e as máscaras de sombreamento a
fim saber os azimutes, os horários de incidência total, parcial e nula, além de visita
em campo, com aplicação de questionário.
Os objetos de análise são as fachadas leste e sul, as mesmas foram
escolhidas por possuírem grandes aberturas, com janelas de 1.77 m de largura,
2.40 m de altura e 0.95 m de peitoril e nas janelas da fachada sul do segundo
pavimento (imagem 9) as mesmas possuem 1.85 m de largura, 2.05 m de altura e
1.10 m de peitoril, nelas foram inseridas elementos de proteção solar, os brises
10
verticais e horizontais feitos de concreto armado, respectivamente, contém a base
de 2,94 m, o topo de 0,62 m e a altura de 7,14 m estando em 90º em relação à
fachada e 0,95 m de altura e 1,77 m de largura, a fim de medir a eficiência dos
ambientes atingidos pelo sol como os acervos, salas de leitura, auditório, biblioteca
infantil, a sala da secretaria geral e da assessoria da legislação.
Imagem 9: Corte da fachada sul.
Fonte: dos autores, 2019.
ANÁLISEDA EFICIÊNCIA DOS BRISES
Para projetar uma proteção solar adequada, deve ser levado em
consideração a abertura e a orientação específica, para entender qual a
11
necessidade de sombreamento ou de insolação no ambiente (LAMBERT et al,
2014). Para a fachada leste há insolação durante todo o ano do nascer ao meio dia,
há necessidade de sombreamento das 09:00h às 12:00h em todos os meses do
ano. porém, como pode ser observado na máscara de sombreamento das janelas do
pavimento térreo (imagem 10) durante o solstício de verão essa proteção total vai se
dá aproximadamente das 09:50h às 12:00h, nos equinócios das 11:00h às 12:00h e
no solstício de inverno das 08:30h às 12:00h. já nas janelas do primeiro pavimento
terá proteção total no solstício de inverno das 10:40h às 12:00h, parcial no solstício
de verão das 10:40h às 12:00 (imagem 11) e nos equinócios das 11:00 as 12:00.
Podemos concluir que as janelas do pavimento térreo recebem menos radiação em
comparação com o primeiro pavimento. É neste lado que se encontra a biblioteca
infantil e os setores da secretaria no térreo e os acervos no primeiro pavimento
(imagens 12 e 13).
Imagem 10: Máscara de sombra, fachada leste, Imagem 11: Máscara de sombra,
pav. Térreo. fachada leste, primeiro pav.
Fonte: dos autores, 2019. Fonte : dos autores, 2019.
Imagem 12: planta baixa, térreo.
12
Fonte: dos autores, 2019.
Imagem 13: planta baixa, primeiro pavimento.
Fonte: dos autores, 2019.
Na fachada sul há insolação no solstício de verão durante o dia inteiro e nos
equinócios somente no fim da tarde. Nas janelas do pavimento térreo tem
sombreamento total durante o nascer ao poente, e nos equinócios das 16:30h ao
poente (imagem 14). Já nas janelas do pavimento superior há proteção total no
solstício de verão das 06:00h às 09:35h e das 14:30 ao poente, sendo parcial das
09:35h às 11:15h e 12:30h às 14:30h e nos equinócios das 17:00h ao poente
(imagem 15). Portanto as janelas do pavimento superior recebe uma maior
quantidade de radiação solar, porém deve-se levar em conta a vegetação que
dificulta a entrada do sol, além de contribuir com a temperatura. Nessa fachada é
onde se encontra no térreo o auditório, cozinha e refeitório; no primeiro pavimento os
acervos e as salas de pesquisa e leitura (imagens 16 e 17).
13
Imagem 14: Máscara de sombra, fachada leste, Imagem 15: Máscara de sombra, fachada
pav. térreo. leste, primeiro pavimento.
Fonte: dos autores, 2019. Fonte: dos autores, 2019.
Imagem 16: planta baixa, térreo, fachada sul, Imagem 17: planta baixa, primeiro pav.
pav. térreo. fachada sul.
Fonte: dos autores 2019 Fonte: dos autores 2019
A fachada sudeste, que fica no segundo pavimento, tem incidência solar nos
equinócios do nascer as 12:00h e no solstício de verão durante todo o dia. Com as
proteções, durante o verão: total de 8:30h às 9:35h e da 14:30h ao poente e parcial
das 9:35 às 11:15h e das 12:30 às 14:30h . Durante os equinócios têm proteção total
14
das 17:00h ao poente (imagem 18). Nessa fachada se encontra as salas de leitura e
acervo diverso.
Imagem 18: Máscara de sobra, do segundo Imagem 19: Planta baixa, do segundo
pavimento, fachada sudeste. pavimento, fachada sudeste.
Fonte: dos autores 2019.
Fonte: dos autores 2019.
A primeira análise feita foi os azimutes das fachadas e posteriormente foram
colocadas na carta solar e por fim feito as máscaras de sombra, o resultado obtido
foi que os brises são mais eficazes no pavimento térreo em todas as fachadas
principalmente no sul, durante o solstício de verão quando as temperaturas são mais
altas. Diante dos resultados, pode-se notar que no 1º pavimento é onde tem maior
entrada de radiação solar, por conta de ter somente brises verticais, diferentemente
15
do térreo que possui combinados. Uma alternativa de melhoria seria a implantação
de um brise horizontal, que melhoraria e controlaria melhor essa entrada de luz.
Além disso, de acordo com os questionários aplicados no local, constatou-se
que 100% dos usuários afirmaram que os brises diminuem a incidência solar e 70%
afirmaram diminuição do calor no ambiente e os outros 30% negaram.
Gráfico 1: percentual referente a diminuição de calor causado pelos brides .
Fonte: dos autores, 2019.
Falando um pouco sobre iluminação natural e artificial, 50% afirmaram que é
utilizado luz artificial, além de que 80% afirmou que a luz natural é suficiente para
fazer a atividade que necessita, entretanto 40% afirmaram que a entrada da luz
natural incomoda em algum horário do dia, principalmente durante a tarde.
Gráfico 2 : percentual referente a utilização de luz artificial no ambiente..
Fonte: dos autores, 2019.
Gráfico 3: percentual referente se a luz natural na edificação é suficiente.
16
Fonte: dos autores, 2019.
Gráfico 4: percentual referente a entrada de luz excessiva no ambiente.
Fonte: dos autores, 2019.
Tabela 1: Incidência solar fachada leste, pavimento térreo.
TOTAL PARCIAL NULA
VERÃO 9:50 às
12:00
Depois da linha do horizonte às
9:50
EQUINÓCIO 11:00 às
12:00
Depois da linha do horizonte às
11:00
INVERNO 8:30 ás
12:00
Depois da linha do horizonte.
Fonte: dos autores 2019.
Tabela 2: Incidência solar fachada leste, 1° andar.
TOTAL PARCIAL NULA
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VERÃO 10:40 às 12:00 Nascer às 10:40
EQUINÓCIO 11:00 às 12:00 Nascer às 11:00
INVERNO 10:40 às 12:00 Nascer às 8:40
Fonte: dos autores 2019.
Tabela 3: Incidência solar fachada sul, pavimento térreo.
TOTAL PARCIAL NULA
VERÃO Do nascer ao
poente
EQUINÓCIO 16:30 ao poente
INVERNO
Fonte: dos autores 2019.
Tabela 4: Incidência solar fachada sul, 1° andar.
TOTAL PARCIAL NULA
VERÃO 6:00 às 9:35 /
14:30 ao poente
9:35 às 11:15 /
12:30 a 14:30
11:15 às 12:30
EQUINÓCIO 17:00 ao poente
INVERNO
Fonte: dos autores 2019.
Tabela 5: Incidência solar fachada sul, 2° andar.
TOTAL PARCIAL NULA
VERÃO Nascer as 8:30/
15:20 ao poente
8:30 às 10:00 /
13:00 a 15:20
10:00 as 13:00
EQUINÓCIO Nascer às 8:50
INVERNO
Fonte: dos autores 2019.
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
O presente artigo procurou verificar a eficiência dos elementos de controle
solar no edifício da Biblioteca Pública Epifânio dória. Através da metodologia,
baseada na análise de carta solar e máscara de sombreamento, buscou- se
resultados que venham a contribuir para discussões de projeto com uso de
protetores em edifícios públicos, principalmente na região nordeste, onde tem
grande incide solar. Nesses espaços, a luz natural é de suma importância, pois é um
forte condicionante ambiental na busca por locais mais humanizados e eficientes
energeticamente, por isso o uso adequado de brises proporcionando a passagem de
luz natural.
A iluminação natural no local evita o uso da iluminação artificial excessiva,
porém deve-se considerar as cargas térmicas que também são inseridas no
ambiente, sendo imprescindível a aplicação de elementos de controle eficientes.
Com isso a luz natural é filtrada, redirecionada e difundida, proporcionando a
iluminação necessária de forma mais homogênea, reduzindo as cargas térmicas e
consequentemente o consumo com climatização.
Para isso deve ser considerado para o projeto dos brises as características do
edifício, como a orientação das fachadas, localização, tamanho e tipos de aberturas,
usos dos espaços e o seu entorno.
Diante dos resultados, destaca-se o cuidado que se deve ter para projetar
esses elementos, visto que se inseridos de forma inadequada, podem permitir ou
bloquear a passagem de luz natural em excesso. No caso estudado a BPED
apresentou problemas de insolação no primeiro pavimento, nos horários em que o
sol está mais alto a proteção se dá de maior forma parcial, contudo se mostraram
bastante eficiente. Como maneira de melhorar essa proteção foi proposto a inserção
de uma brise horizontal na extremidade da janela, conectado nos verticais já
existentes, fazendo com que seja capaz de proteger quando o sol estiver em uma
altura maior, consequentemente aumento sua proteção total, em diferentes horáriosdo dia e estações do ano, como abordado no desenvolvimento do trabalho.
19
REFERÊNCIAS
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