Universidade Federal do Rio de Janeiro
COPPE/MBE
Gestão de resíduos e
reciclagem
(aula 3)
Élen Beatriz Pacheco, DSc
IMA/UFRJ
Elen Vasques
Pacheco
1
Sumário







Reciclagem de metal
Reciclagem de vidro
Compostagem
Polímeros – algumas definições
Reciclagem de papel
Formas de reciclagem de plástico
Reciclagem química de plástico e borracha
Elen Vasques
Pacheco
2
Preço do material reciclável
(p=prensado, l=limpo;, www.cempre.org.br, 2006)
Material
Preço (R$/ton)
Papelão
200, PL
0
0
,
L
Elen Vasques
Pacheco
3
Metal


Classificação:

Ferrosos - ferro e aço

não-ferrosos - alumínio, cobre, chumbo, níquel, zinco e
ligas
Tipos de lata:

Folha-de-flandres


Aço revestido com estanho - Ex.: latas de conservas
alimentícias;

Aço revestido com cromo (Cromadas). Ex.: latas de óleo;

Aço não-revestido Ex.: latas de tinta;
Elen Vasques
Alumínio: Ex.: latas
de cerveja.
Pacheco
4
OBTENÇÃO
DE METAL


Processo primário:

metal é obtido através da redução do minério ao estado
metálico.

Utiliza-se altas temperaturas e elevado consumo de energia;
Processo secundário:

metal é obtido da fusão do metal já usado (sucata).

Consumo de energia é menor que a do primário.

Metais secundários podem ser tão bons quanto os primários
para a maioria das aplicações.

Condutividade elétrica e resistência à corrosão são afetadas
por diminutos teores de impurezas metálicas ou inclusões
não-metálicas.Elen Vasques
Pacheco
5
Comparação do consumo de
energia para a obtenção de metais
primários e secundários
Metal
Energiaempregadana
obtençãodeumatonelada
metal primário
KW
h/t
metal secundário
KW
h/t
Alumínio
17.600
Cobre
Energiapoupadanareciclagem
KW
h/t
%
750
16.850
95
2.426
310
2.116
87
Zinco
4.000
300
3.700
92
Estanho
2.377
360
2.027
85
Chumbo
3.954
450
3.504
88
Níquel
23.000
600
22.400
97
Magnésio
18.000
1.830
16.170
90
Elen Vasques
Pacheco
6
Latas de alumínio


Para cada tonelada de alumínio reciclado,
aproximadamente 4 toneladas de minério
bauxita deixam de ser consumidos.
As latas de alumínio surgiram no mercado
Norte Americano em 1963.

Com os avanços tecnológicos com 1 kg de
alumínio reciclado produzia-se

Década de 70-80 - 49 latas de 350 ml

Década 90 – 64 latas

Hoje – 73 Elen
latas Vasques
Pacheco
7
Etapas no processo de reciclagem
das latas de alumínio:
1. Coletadas
2. Amassadas

recolhidas e armazenadas por rede de sucateiros

outra parte: supermercados, escolas, empresas e entidades
filantrópicas.
3. Enfardadas
4. Encaminhadas à Indústria de fundição

nos fornos as latinhas são derretidas e transformadas em
lingotes
5. Repasse a indústria de autopeças
ou
5. Venda dos blocosElen
aos Vasques
fabricantes de lâminas.
Pacheco
8
Reciclagem de alumínio



O processo mais utilizado para a fusão de sucatas de
alumínio envolve o uso de fornos rotativos que
operam a temperaturas entre 700 a 800oC.
Para se obter um rendimento metálico elevado, são
usados fluxos salinos. Seu objetivo é criar uma
barreira protetora contra a oxidação superficial do
alumínio
Geralmente são usados cloreto de potássio (KCl)
(40%) e cloreto de sódio (NaCl) (60%) em
quantidades que variam de 10 a 40% da carga de
Elen Vasques
sucata
Pacheco
9
Reciclagem de alumínio


Uma mesma carga de sal é usada para
processar
2
a
3
corridas,
e
posteriormente é descartada
O subproduto salt cake é formado
principalmente por óxido de alumínio e
sal que é facilmente lixiviado pela água
Disposto
aterros industriais
Elen em
Vasques
Pacheco
10
Reciclagem de alumínio

Novas tecnologias visando o não uso de sais
incluem o aquecimento dos fornos
recuperadores por:

Plasma
em atmosfera inerte
Trabalho desenvolvido pelo IPT/ABAL/USP

Fábrica a plasma – reciclagem de embalagens longa vida
Investimento: R$ 12 milhões
Elen Vasques
Pacheco
11
Reciclagem de aço



Aciaria elétrica – empresas que fundem
as sucatas de aço
20% do aço utilizado é produzido em
aciarias elétricas (fusão através de
eletricidade)
O material pode ser reciclado infinitas
vezes semElen
prejudicar
Vasques a qualidade
Pacheco
12
Reciclagem de aço

No convertedor

Entrada



Gusa líquido: 100 t (1.250oC)
Sucata: 25 t
Saída



Aço líquido: 115 t
Escória: 10 t
Elen Vasques
Obs. Os eletrodos através de descarga elétrica fazem a
Pacheco
13
fusão
Vidro

Material obtido pela fusão de compostos inorgânicos
(areia de jazida, barrilha, calcário e feldspato) a alta
temperatura;

Seu principal componente é a sílica (SiO2) que
apresenta alta temperatura de fusão;

A indústria vidreira abastece o mercado com linhas
de recipientes ligados a alimentos.


para embalagens de alimentos: potes, garrafas, garrafões,
copos
para utensílios domésticos: recipientes brancos ou coloridos;
utensílios para
mesa;
coloridos, brilhantes ou foscos; pyrex.
Elen
Vasques
Pacheco
14
Vidro reciclado

A reciclagem se dá sem perda de volume nem das
propriedades.

O recipiente reciclado apresenta as mesmas
propriedades do material produzido a partir de
matéria-prima virgem:

Impermeável.

Puro.

inerte (não deixa sabor nem gosto no conteúdo).

não sofre restrições de uso.

pode ser acondicionado
alimento, bebida e medicamento.
Elen Vasques
Pacheco
15
Podem ser reciclados

Garrafas de refrigerantes e cerveja nãoretornáveis.

Garrafas de sucos e águas.

Frascos de molhos e condimentos.

Garrafas de vinho e bebidas alcoólicas.

Potes de produtos alimentícios.

Frascos de remédios e perfumes.

Elen Vasques
Produtos dePacheco
limpeza.
16
Apresentam problemas
técnicos para reciclagem











Espelhos (contém prata);
Vidros de janela (vidro plano) e box de banheiro;
Vidros de automóveis;
Produtos de cerâmica e louças;
Potes de barro;
Cristal (contém chumbo);
Lâmpadas;
Formas e travessas de vidro temperado;
Utensílios de mesa de vidro temperado;
Tubos de televisão (contém lítio);
Elen Vasques
Ampolas de remédios.
Pacheco
17
Ex. Processo de reciclagem

Utiliza-se cerca de ¼ de matéria-prima
reciclada na forma de cacos:




1. Cacos são reduzidos.
2. Lavados e totalmente livres de impurezas.
3. Adicionados à mistura de matérias-primas.
- Os fornos operam de 800 oC (quando presente
cacos) a 1800 oC
4. Transformados em garrafas, potes e frascos
novos.
Elen Vasques
Pacheco
18
Reciclagem de vidro

A reciclagem se dá sem perda de volume
nem das propriedades

1 Kg de vidro pode ser transformado infinitas
vezes em 1 kg de vidro

O emprego de um terço de cacos na mistura
resulta em 20% de economia de energia

O caco necessita de menos calor do que os
minerais in natura para fundir;
Elen Vasques
Pacheco
19
Compostagem

Processo de estabilização biológica da
matéria orgânica pela ação controlada de
microorganismos
transformando-a
em
composto e húmus.

Técnica consagrada de tratamento de lixo
urbano.

A produção e utilização do composto permite
reconstituir e manter o ciclo da matéria
orgânica indispensável ecológico do solo.
Elen Vasques
Pacheco
20
Compostagem

Material compostado: restos de alimentos,
estercos, aparas de grama, folhas, galhos.

Procedimento:

A fração orgânica de lixo é disposta em um pátio
em pilhas.

São feitos revolvimentos periódicos para aeração
necessária para o bom desenvolvimento do
processo de decomposição biológica

O processoElen
dura
de 4 a 6 meses
Vasques
Pacheco
21
Vantagens da compostagem


Redução de cerca de 50% do lixo
destinado ao aterro
Aproveitamento agrícola da matéria
orgânica

Reciclagem de nutrientes para o solo

Eliminação
de patogênicos
Elen Vasques
Pacheco
22
Vantagens da compostagem

Os compostos orgânicos (pobres em
macronutrientes - N, P e K): fornecem às
plantas diversos micronutrientes.

O seu efeito mais
estruturação do solo:

reduz a erosão

> a aeração



notável
é na bio-
> a retenção de água
> a penetração
das raízes
Elen Vasques
Pacheco
23
> a vida dos
microorganismos do solo
Exigências para um bom
processo de compostagem


A pilha deve possuir resíduos orgânicos, umidade e
oxigênio em proporções adequadas
Principais fatores que afetam a velocidade de
degradação da matéria orgânica:

Umidade ( 50%)

Oxigênio

A relação C/N presente no material a ser degradado deve
estar em torno de 25 a 30 partes de carbono para uma parte
de nitrogênio

Temperatura (40 a 50oC).
Elen Vasques
Pacheco
24
Relação C/N
Materiais
C/N
Bagaçodelaranja
18/1
Cascadearroz
39/1
Cavacodemadeiraouserragem
100a600/1
Estercodegado
18/1
Estercodegalinha
10/1
Estercodeporco
5a7/1
Gramadejardim
36/1
Palhademilho
110/1
Papel
Elen Vasques
Pacheco
Fonte: Cadernodereciclagem, 6, Cemp
re, 1997
150a200/1
Restos deverduras
15/1
25
Processo de compostagem

A temperatura no interior da pilha é 40 a 60oC
quando
a
atividade
dos
microorganismos
decompositores é máxima (fase termófila; quando
ocorre eliminação de micróbios patogênicos).

O composto está pronto para uso quando a
temperatura no interior da pilha retorna a valores
próximos ao da temperatura ambiente.

Os microorganismos necessitam de uma mistura de
matéria rica em carbono, ou seja, rica em energia
(palhas e folhas) e um pouco de material rico em
nitrogênio (estercos).
Elen Vasques
Pacheco
26
Compostagem

Formas de obtenção do composto:

uso de composteira (pequenos quintais)

compostagem em pilhas (geração de
grandes volumes)

minhocário
Elen Vasques
Pacheco
27
Processo de reciclagem Composteira


Composteiras abertas

menor custo

são caixas abertas
Fechadas

mais caras

feitas de plástico, metal ou madeira
Elen Vasques
devem permitir
circulação de ar
Pacheco
28

Processo de reciclagem Em Pilhas

Compostagem em pilhas é o processo encontrado
nas Usinas de Triagem e Compostagem, que
consistem de esteira de catação manual, peneira e/ou
moinho e pátio de cura lenta.

O revolvimento é feito semanalmente (mínimo) e a
cura do composto se processa após cerca de 6
meses (processo natural).

Processo acelerado - A aeração pode ser forçada por
tubulações perfuradas, sobre as quais se colocam as
pilhas de lixo. A aeração forçada pode ser usada em
Elen Vasques
reatores, dentro dos quais são colocados os resíduos
Pacheco
29
Processo de reciclagem Minhocário

Forma de produzir excelente fertilizante
orgânico com auxílio de minhocas
(vermelha da Califórnia - Eisenia
foetida) através do processo chamado
vermicompostagem.
Elen Vasques
Pacheco
30
Cuidados na compostagem

Não deve ser adicionado ao material a ser
compostado:

Madeira tratada com pesticidas contra cupim ou
envernizadas

Vidro

Metal

Óleo

Tinta

Couro

Plástico

Papel
Elen Vasques
Pacheco
31
Resíduos domiciliares
potencialmente perigosos
Tipo
Material parapintura
Produtos
Tintas, solventes, pigmentos, vernizes
Produtos para jardinagem e Pesticidas, inseticidas, repelentes, herbicidas
animais
Produtos paramotores
Óleos lubrificantes,
transmissão, baterias
Outros itens
pilhas, frascos
fluorescentes
de
fluídos
aerossóis,
Fonte: Manual deGerenciamentoIntegrado, Cempre, 1995
Elen Vasques
Pacheco
de
32
freio
e
lâmpadas
Obtenção do papel

Papel - composto basicamente por fibras
celulósicas (madeira: Eucalipto e Pinus);

As empresas produtoras de celulose
possuem seus próprios reflorestamentos.

O processo da extração da celulose consiste
na separação da lignina da madeira. A
seguir é feita a pasta celulósica, que pode
ser de:

Fibra curta Elen Vasques
dependem do tipo de madeira usada
Fibra longaPacheco
33

Obtenção do papel
Tipo de
fibra
Árvore de Produção
origem
no Brasil
Curta
(1 a 2 mm)
Folhosas:
Eucalipto, Bétula,
Faia, Álamo
(árvores duras –
mais celulose)
5 milhões de
toneladas (1998)
Coníferas:
Pinheiros,
Araucárias, Pinus
(árvores moles –
ricas em resina)
1,2 milhões de
toneladas (1998)
Longa
(2 a 5 mm)
Propriedades
baixa
resistência ao
rasgo

opacidade,
maciez e
suavidade

grande
resistência ao
rasgo

Longa/curta
Elen Vasques
Pacheco
34
Utilização
papéis para
imprimir,
escrever e
para fins
sanitários
Papéis kraft
(cimento)
Papéis de
impressa
(jornais);
papelão
ondulado
Constituição das árvores
substâncias
extraíveis
(oléos
aromáticos e
carboidratos)
20%
celulose
50%
lignina
30%
Elen Vasques
Pacheco
35
Papel
Tipo
Definição
Gramatura
(g/m2)
Papel
lâmina ou folha de fibras
cruzadas, geralmentevegetais
Cartolina
cartãoleveoufino
120/150a
200/250
Papelão
folha de papel de elevada
gramatura eespessura
apartir de
200/250
até120a130
Espessura()
até150
folha
flexível
150a300 folharígida
mais de
300
Fonte: J. Envangelista, Tecnologia deAlimentos - Embalagens.
Elen Vasques
Pacheco
Rigidez
36
folha rígida
Classificação do papel de acordo com sua
utilização
(segundo Associação Brasileira de Celulose e Papel – Bracelpa)







Imprensa
Imprimir
Escrever
Embalagem
Cartões e cartolinas
Fins sanitários
Fins especiais
Elen Vasques
Pacheco
kraft
ondulado
outros
37
Reciclagem de papel

Todos são recicláveis com exceção das
categorias



Fins sanitários
Fins especiais
representam 12% do consumo brasileiro
de papel (1998)
Papelão ondulado – material comum para a
reciclagem

Composição:

Parte externa - fibras melhores;

Parte interior - fibras de qualidade inferior;

Elen Vasques
Miolo - fibras de pior qualidade (corrugadeira)
Pacheco
38
Mercado fornecedor de aparas
Fonte geradora de
resíduo
Catador
Sucateiro/
aparista
Fábrica de papel
Elen Vasques
Pacheco
39
Papéis que não podem ser
reciclados


Vegetal ou glassine – são papéis cujas fibras são fundidas uma às
outras. Portanto, não são desfibriladas facilmente
Carbono – são feitos de papéis altamente refinados e
impermeabilizantes, contendo revestimento de graxo-carbono,
material resistente a dispersão, tornando-se uma fonte de manchas

Celofane – papel de celulose regenerada

Betuminado, parafinado ou com gordura – deve-se eliminar papéis
gordurosos ou parafinados, pois não misturam na massa

Papéis sanitários, guardanapos – aqueles contaminados com material
orgânico

Fotografias

Elen Vasques
Fitas e etiquetas adesivas
Pacheco
40
Impurezas
Materiais que devem ser removidos para a
utilização das aparas







Terra
Clipes
Adesivos
Plásticos
Pedras
Arame
Elen Vasques
Cordas
Pacheco
41
Etapas para reciclagem de papel
Aparas
Desagregação - Hidrapulper
Limpeza e depuração da massa obtida
Pasta celulósica de
fibras secundárias
Destintamento e alvejamento (opcional)
Refinação da massa
Adição ou não de fibras virgens
Elen Vasques
Pacheco
Formação e secagem da folha de papel
42
Destino das aparas no Brasil

Fibras recicladas - utilizadas nos
segmentos de embalagem e sanitários,
cujo custo de recuperação é mais baixo
(exige somente as operações de
desagregação e limpeza)

Recicla-se até 3 vezes a apara
até Vasques
a perda da fibra
Elen
Pacheco
43
Destino das aparas no Brasil:
Fins sanitários
18%
Imprimir
2%
Embalagem
80%
Elen Vasques
Pacheco
44
Taxa de recuperação de papéis
por tipo de geração (1998)
Fonte: Associação Brasileira de Celulose e Papel, Bracelpa
* não inclui papéis para fins sanitários e papéis especiais
Tipo de papel
Consumo
aparente
(mil t)*
Elen Vasques
Pacheco
45
Taxa de
recuperação
e
c
(%)
u
p
e
r
a
ç
ã
o
(
m
i
l
t
)
HDPE e LDPE

HDPE - poli(etileno de alta densidade)
(High Density polyethylene)

LDPE - poli(etileno de baixa densidade)
(Low Density polyehtylene)
(CH2 - CH2)n
Elen Vasques
Pacheco
46
PP

Polipropileno (polypropylene)
(CH2 - CH)n
CH3
Elen Vasques
Pacheco
47
PET - Poli(tereftalato de etileno)
(poly(ethylene terephthalate))
HO
O
O
C
C
+HO
OH
OH
Ác ido te re ftá lic o
O
O
HO C
C
Etile no glic ol
O
O
H + H2O
n
PET
Elen Vasques
Pacheco
48
PVC

Poli(cloreto de vinila)
poly(vinyl chloride)
(CH2 - CH)n
Cl
Elen Vasques
Pacheco
49
PS
(CH2 - CH)n
Elen Vasques
Pacheco
50
Classificação dos polímeros

Fusibilidade


Termoplásticos – fundem por aquecimento
e solidificam por resfriamento
Termorrígidos – quando aquecidos,
assumem estrutura tridimensional com
ligações cruzadas; insolúveis e infusíveis
Elen Vasques
Pacheco
51
Recuperação de plástico e
borracha

Definição quanto ao processo



Mecânica – envolvidos processos
mecânicos
Química - transforma os resíduos
poliméricos em monômeros ou oligômeros
Energética - incineração com recuperação
de energia
Elen Vasques
Pacheco
52
Madeira plástica
> quantidade de contaminantes na
separação
mais caro sua recuperação

Etapas intermediárias





mão de obra
tempo
energia
produtos químicos
Elenespeciais
Vasques
equipamentos
Pacheco
53
Madeira plástica
Recuperação de plásticos misturados
Madeira plástica
(substituição da madeira)
Elen Vasques
Pacheco
54
IMAWOOD

Pode ser serrado, aparafusado, pregado e
aplainado

Resistente ao ataque de insetos

Pode ser utilizado em:

Tábuas, blocos

Formas para concreto

Moirões para cerca em estradas, áreas rurais

Bancos de jardim

Rodapés, portais, parapeitos de janela

Deck marinho
Elen Vasques

Pacheco
55
Blocos para
separação de trânsito, meios-fios
Cronograma da Resolução
Conama 258/99 e 301/03


Dispõe sobre a coleta e a destinação final de
pneus inservíveis
01/01/2002 - para cada 4 pneus novos
fabricados ou importados no País, as
empresas deverão dar destinação final a 1
pneu inutilizável

2003 - proporção de 2 para 1

2004 - 1 para 1

Elen Vasques
2005 - 4 para
5.
Pacheco
56
Destinos - no Brasil

Reutilização - brinquedos, protetor de rodovias

Reciclagem

mecânica - pneu adicionado ao asfalto (carga)

química


recauchutagem (aumenta a vida do pneu em 40%)

regeneração - quebra de ligações
energética – combustível

co-processamento em cimenteiras
Elen Vasques
Pacheco
57
Composição asfáltica


Incorporação da borracha (em pedaços ou em
pó) no asfalto empregado na pavimentação de
rodovias.
Principais características:




maior custo
pode dobrar a vida útil das estradas - confere ao
pavimento maiores propriedades de elasticidade
frente a mudanças de temperatura
reduz o ruído
veículos que passam por ele
Elendos
Vasques
Pacheco
58
reduz o armazenamento
de pneus velhos.
Reciclagem química da borracha

A borracha regenerada é utilizada em
produtos com menor exigência técnica,
como em tapetes e solados.
Elen Vasques
Pacheco
59
Reciclagem energética
PoderCalorífico
Material
MJ/kg
Pneu
40
Madeira
14
Elen Vasques
Pacheco
60
Pilhas e batérias

Pilha - transforma energia química em elétrica

O teor de mercúrio nas pilhas de zinco-carvão e
alcalinas - média de 0,01%


A função do mercúrio nas pilhas – revestir o eletrodo
de zinco e reduzir sua corrosão e aumentar sua
performance
Também pode ser encontrado nas pilhas: zinco,
chumbo e cádmio para evitar a corrosão
Elen Vasques
Pacheco
61
P
R
I
M
Á
R
I
A
S
SE
CUN
DÁ
RIAS
Tipos depilha
zincocarvão
alcalinademanganês
lítio
Código
L
C
Usocomun
propósitos gerais
propósitos gerais
relógios eequipamentos
fotográficos
óxidodemercúrio
N,M
óxidodeprata
S,P
zincoar
níquel cádmio
(recarregável; não
fabricadanoBrasil)
A,P
-
aparelhos auditivos e
equipamentos
fotográficos
relógios eletrônicos e
calculadoras
aparelhos auditivos
ferramentas
eletroportáteis semfioe
propósitos gerais
chumbo-ácido
(recarregável)
-
eletroportáteis,
brinquedos, etc.
Efeitos de metais pesados

Cádmio:



acumula principalmente nos rins, no fígado e nos
ossos
pode levar à disfunções renais e osteoporose
Mercúrio:



metal líquido a temperatura ambiente.
É facilmente absorvido pelas vias respiratórias
quando está sob a forma de vapor ou em poeira
em suspensão, também é absorvido pela pele.
Pode
prejudicar
o
cérebro,
o
fígado,o
desenvolvimento
de fetos, causar tremores,
Elen Vasques
distorçõesPacheco
da visão e da audição,63problemas de
Resolução Conama 257
(30/06/99)


Regulamenta a fabricação e o descarte de
pilhas e baterias
A fabricação, importação e comercialização de
pilhas tipo zinco-manganês e alcalina devem
atender a partir 01/01/2001 aos limites para:



0,010% em peso de Hg 0,015% em peso de
cádmio
0,015% em peso de Cd
0,200% em peso de Pb
Elen Vasques
Pacheco
64
Reciclagem de pilhas e
baterias

Processos:



Hidrometalúrgico – separação do metal por
extração/solubilização/reação
Pirometarlúrgico – separação do metal por calor
Normalmente baterias Ni-Cd são recuperadas
separadamente



Dificuldade de separação de Cd do Hg
e Ni do Fe
Cd é destilado a T=850-900oC e usado para
bateria
Ni é recuperado
por fusão (Ni e Fe para aço
Elen Vasques
inoxidável)Pacheco
65
Processos de reciclagem
Tecnologia
Atech
País
Elen Vasques
Pacheco
todas
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Reciclagem de lâmpadas
fluorescentes




Cada lâmpada fluorescente contém cerca de 15 miligramas
de mercúrio
Recicladora – faz a descontaminação e recuperação do
mercúrio contido nas lâmpadas, termômetros, resíduos de
processos industriais
É separado o soquete de alumínio, o vidro e o mercúrio (os
vapores são aspirados)
 Óxido de níquel – para indústrias de cerâmica, vidro e metal
duro
 Sulfato de níquel – para galvanoplastia
 Nitrato de níquel – tintas e indústria de fibra
 Carbonato de níquel – p/ indústria de tintas
Outros componentes: vidro de chumbo usado para suporte dos
EleneVasques
eletrodos, eletrodos
filamento de aço doce, revestimento de
Pacheco
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apatita enriquecida
com fósforo.
Reciclagem de outros


Fibra de coco
Materiais de entulho

É feito uma trituração para obter agregado



Materiais compostos de cimento, cal, areia e brita:
concretos, argamassas, blocos de concreto
Materiais cerâmicos: telhas, manilhas, tijolos e azulejos
Aplicação: elementos não-estruturais: blocos de
concreto de vedação, sub-base de vedação, guias
e sarjetas, argamassa de revestimento,
assentamento...
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BIBLIOGRAFIA
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