AGRÁRIAS
FZEA/USP
GRUPO DE PESQUISA
Prof. Dr. Pedro Henrique de Cerqueira Luz
AGRÁRIAS/FZEA/USP
Luz, Pedro Henrique 2005
PIRACICABA
– JUNHO 2005
1
PROGRAMA
„
„
„
1) Cenário atual do uso da vinhaça
2) Legislação: critérios e procedimentos
3) Sistemas de transporte e distribuição
„
„
„
„
„
Reservatório
Canal
Rede adutora: fixa x móvel
Caminhão
4) Métodos de aplicação
„
Aspersão
„
„
„
Carretel Enrolador
Barra Irrigadora
Pivô Rebocável
Luz, Pedro Henrique 2005
2
Luz, Pedro Henrique 2005
3
Cenário atual do uso da vinhaça
„
„
„
„
„
„
„
„
Setor sucroalcooleiro:
- grande produção de efluentes;
- experiência pioneira no uso dos efluentes;
- VINHAÇA:
- Concentração da vinhaça – evaporação
- Alimentação animal – massa seca
- Biodigestão
- Fertirrigação: nutrientes presentes; sem metais pesados;
baixo teor de sódio – Na; substituição da adubação com K
Luz, Pedro Henrique 2005
4
Processamento
Colheita
CA
NA
USINA
Canavial
Fertirrigação
Destilaria
Vinhaça
Bomba
Rede
Reservatório
Solo
ARMAZENAMENTO – TRANSPORTE - APLICAÇÃO
Luz, Pedro Henrique 2005
5
COMPOSIÇÃO VINHAÇA
PARÂMETRO
N
P2O5
K2O
CaO
MgO
SO4
M.O.
Fe
Cu
Zn
Mn
pH
kg/m3
kg/m3
kg/m3
kg/m3
kg/m3
kg/m3
kg/m3
ppm
ppm
ppm
ppm
ppm
SUDESTE
NORDESTE
TIPO DE MOSTO
TIPO DE MOSTO
CALDO
MISTO
MELAÇO CALDO
MISTO
MELAÇO
0,4
0,4
0,8
0,3
0,4
0,7
0,1
0,1
0,1
0,5
0,6
0,3
1,2
2,6
5,5
1,7
2,66
7,6
0,8
1,5
2,3
0,2
0,6
2,4
0,3
0,5
1
0,4
0,5
1,4
0,6
3,7
6,4
2
1,6
1,1
35
45
57
25
32
55
110
130
120
5
47
67
24
72
23
1
2
3
2
50
3
2
3
3
10
6
11
6
6
6
3,6
3,8
4,2
3,6
4
4,4
Boletim Planalsucar - 1981
Luz, Pedro Henrique 2005
6
Aplicação de vinhaça
Luz, Pedro Henrique 2005
7
IRRIGAÇÃO POR ASPERSÃO
Luz, Pedro Henrique 2005
8
IRRIGAÇÃO POR ASPERSÃO
Luz, Pedro Henrique 2005
9
Cenário atual do uso da vinhaça
„
Dados gerais do Setor Sucroalcooleiro
„ Safra 2003/2004
PARÂMETRO
Área Cultivada - ha
Produção de cana - t
Produtividade - t/ha
Produção de Álcool - m³
Produção de Vinhaça - m³
Teor K2O - kg/m³
Área Irrigada atual - ha
Equivalente t KCl (200 kgKCl/há)
Equivalente milhões U$
„
São Paulo
2.745.344
218.906.942
79,74
8.291.644
107.791.372
1,90
439.965
87993
24,6
REGIÃO
Centro Sul
Norte e Nordeste
4.156.771
1.121.567
299.049.686
59.145.054
71,94
52,73
12.030.575
1.561.748
156.397.475
20.302.724
1,80
2,40
568.718
84.595
113744
16919
31,8
4,7
Brasil
5.278.338
358.194.740
67,86
13.592.323
176.700.199
1,90
653.313
130663
36,6
Fontes: AGRIANUAL 2004; Rosenfeld (2003); Nunes et al. (2004)
Luz, Pedro Henrique 2005
10
Cenário atual do uso da vinhaça
REGIÃO/ESTADO
Araçatuba
Assis/Pres. Prudente
Jaú
Piracicaba
Ribeirão Preto
São José do Rio Preto
SÃO PAULO
CENTRO-SUL
NORDESTE/LESTE
BRASIL
„
Cana planta
m3/há
370,0
240,0
150,0
272,4
353,5
300,1
290,5
257,1
273,8
TCH
t/há
100,0
124,8
84,0
94,9
97,7
120,0
99,9
97,2
75,7
93,7
Cana soca
m3/há
355,0
205,0
150,0
294,8
225,0
270,0
270,0
252,9
247,6
250,3
TCH
t/há
69,7
85,7
64,2
77,3
75,5
85,9
75,4
75,1
62,7
72,2
Fontes: IDEA - Nunes et al. (2004)
Luz, Pedro Henrique 2005
11
Luz, Pedro Henrique 2005
12
2- LEGISLAÇÃO
CRITÉRIOS E PROCEDIMENTOS
„
NORMA TÉCNICA CETESB P4.231 – Jan/2005
„
A) ÁREAS FERTIRRIGADAS
„
B) ARMAZENAMENTO TRANSPORTE E
APLICAÇÃO
„
C) PLANO DE APLICAÇÃO
„
D) CARACTERIZAÇÃO DO SOLO
Luz, Pedro Henrique 2005
13
2- LEGISLAÇÃO: CRITÉRIOS E
PROCEDIMENTOS
ESPECIFICAÇÕES
„ - Fora do domínio das APPs e Reserva Legal;
„ - Afastada > 15m da faixa de domínio do rodovias
e ferrovias;
„ - Distanciar > 1000m de núcleos urbanos;
Luz, Pedro Henrique 2005
14
2- LEGISLAÇÃO: CRITÉRIOS E
PROCEDIMENTOS
ESPECIFICAÇÕES
„ - Distanciar > 50 m das APPs protegidas por
terraços de segurança
„ - Áreas com declividade > 15% práticas
conservacionistas: erosão, infiltração, contenção,
parcelamento da aplicação
Luz, Pedro Henrique 2005
15
- APPs e RESERVA LEGAL, CURSOS D`ÁGUA
- RESERVATÓRIOS, CANAIS MESTRES,
Luz, Pedro Henrique 2005
16
- INDICAR COM CORES AS ÁREAS FERTIRRIGADAS: INTERVALOS DE 150 m3/ha
2- LEGISLAÇÃO: CRITÉRIOS E
PROCEDIMENTOS
Luz, Pedro Henrique 2005
17
-RESPEITAR AS CONDIÇÕES DE LOCALIZAÇÃO
-DEVERÃO SER “IMPERMEABILIZADOS”
-PRAZO A SER DEFINIDO PARA OS
RESERVATÓRIOS
ATUAIS
Luz, Pedro Henrique 2005
18
-INSTALAÇÃO DE POÇOS DE MONITORAMENTO:
4 poços sendo 1 a montante e 3 a jusante
Norma NBR 13.895 “Construção de Poços de
Monitoramento e Amostragem”
- Análise semestral da água dos poços de monitoramento
NOTA: Os poços de monitoramento serão dispensados se:
Henrique 2005
InstalaçãoLuz,
dePedro
Sistema
de Drenagem de Líquidos19
„
„
„
„
OPÇÕES DE REVESTIMENTO
A) PEAD – Polietileno de Alta Densidade
B) MANTA ASFÁLTICA
C) VINILONA
Luz, Pedro Henrique 2005
20
A) PEAD – Polietileno de Alta Densidade
SISTEMA DE DRENAGEM:
LÍQUIDOS x GASES
ANCORAGEM DO PEAD
GARANTIA DAS EMENDAS
CUSTO: PEAD 2mm R$ 16,00 a 17,00/m2
Volume = 5000 m3 R$ 100.000,00
Luz, Pedro Henrique 2005
21
B) MANTA ASFÁLTICA
SISTEMA DE DRENAGEM:
LÍQUIDOS x GASES
ANCORAGEM DA MANTA
GARANTIA DAS EMENDAS
CUSTO: MANTA R$ 9,00 a 10,00/m2
Luz, Pedro Henrique 2005
22
TRANSPORTE DA VINHAÇA
Luz, Pedro Henrique 2005
23
DISTRIBUIÇÃO DA VINHAÇA
FORMA DE DISTRIBUIÇÃO (%)
REGIÃO/ESTADO
Araçatuba
Assis/Pres. Prudente
Jaú
Piracicaba
Ribeirão Preto
São José do Rio Preto
SÃO PAULO
CENTRO-SUL
NORDESTE/LESTE
BRASIL
CANAIS
100,0
95,6
67,5
62,5
92,8
26,9
76,6
CAMINHÕES
0,0
4,1
32,5
37,5
7,2
73,1
23,4
80,9
100,0
82,5
19,1
0,0
17,5
Fonte: IDEA – NUNES et al. (2004)
Luz, Pedro Henrique 2005
24
CANAIS OU CONDUTOS LIVRES
TRANSPORTE DE VINHAÇA
CONSTRUÇÃO NO SOLO
FLUXO GRAVITACIONAL
BAIXO CUSTO - $
VINHAÇA: EFEITOS
CORROSÃO E ABRASÃO
SISTEMA VIÁRIO
PERDA DE ÁREA DE CANA
PERDAS POR INFILTRAÇÃO
ALTIMETRIA
Luz, Pedro Henrique 2005
25
CANAIS DE USO “PERMANENTE” PARA O TRANSPORTE
DA VINHAÇA:
-IMPERMEABILIZAÇÃO:
-PRAZO A SER DEFINIDO PARA OS EXISTENTES
-LIMPEZA DA VINHAÇA REMANESCENTE
Luz, Pedro Henrique 2005
26
A) PEAD – Polietileno de Alta Densidade
B) MANTA ASFÁLTICA
C) CONCRETO
Luz, Pedro Henrique 2005
27
-Queima da Cana
Carreadores ao lado canal
-Questões “ambientais”
-Limpeza - vinhaça remanescente
-ReparosLuz,ePedro
Manutenção
Henrique 2005
28
- Espessura = 1,0 a 2,0 mm
- Rolo de 6 x 100 m
-Menor quantidade de emendas
-Ancoragem na superfície
-Custo – PEAD 1,00mm = R$ 8,50/m2
Luz, Pedro Henrique 2005
29
- Rolo de 1,0 x 10,0 m
- Custo – R$ 9,30/m2
- Maior quantidade de emendas = 1250/km
- Ancoragem na superfície ou no talude do canal
- Problemas com elevadas temperaturas
- Baixa resistência a perfuração
- Facilidade de reparo
Luz, Pedro Henrique 2005
30
-Rigor no processo de “solda”
-Equipe treinada
-Verificação de “falhas nas emendas e furos ”
-Envelhecimento - reparos
Luz, Pedro Henrique 2005
31
Luz, Pedro Henrique 2005
32
- CONCRETO COM RESISTÊNCIA fck-11
- UTILIZA: Brita Nº 2 ou pó de pedra
- IMPERMEABILIZAÇÃO:
a) RR-2C – USADO EM PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA
b) ELASTRON
Luz, Pedro Henrique 2005
33
2,0 m
FORMAS DE 2,0 m DE COMPRIMENTO
JUNTA DE “DILATAÇÃO”
ESPESSURA DA PLACA = 4,0 cm
PERFIL TRANSVERSAL TRAPEZOIDAL
Luz, Pedro Henrique 2005
34
INDICADORES:
C
ONCRETO = 1,0 m3 para cerca de 10,0 m de canal
C
ANAL = dimensões
E
QUIPE = 18 a 20 pessoas 1,2 a 1,5 m
R
0,6 a 0,8 m
ENDIMENTO = 150 m de canal por dia
0,45 a 0,8 m
Luz, Pedro Henrique 2005
35
VIDA ÚTIL = ?
CANAL DE CONCRETO COM 7 ANOS
Luz, Pedro Henrique 2005
36
COMPARAÇÕES
VARIÁVEL
Operacionalidade de construção
Qualidade da mão de obra
Necessidade de mão de obra
Manejo de recalque do canal
Limpeza – safra
Necessidade de manutenção
Perda de área de cana-de-açúcar
Custo total – R$/m linear *
TIPO DE REVESTIMENTO
CONCRETO
PEAD
MANTA
ASFÁLTICA
alta
média
baixa
média
média
elevada
baixa
média
alta
simples
complicada complicada
fácil
mediana
difícil
baixa
média
alta
menor
maior
maior
46,50
43,84
55,10
*Fonte: USJ – março 2005
Luz, Pedro Henrique 2005
37
ALTERNATIVAS AO CANAL
„
REDE “GRAVIDADE” - TUBULAÇÃO
„
FASE DE “DESENVOLVIMENTO” DE TUBOS:
„
„
„
„
„
„
ADEQUAÇÃO DE DIÂMETROS – MAIORES
MATERIAIS DE BAIXO CUSTO
OPERAÇÃO COM BAIXA PRESSÃO
COMPORTAMENTO DE “CONDUTOS LIVRES”
SEÇÃO PARCIAL – “CANAIS SEMI CIRCULARES”
REDE “ENTERRADA” – MENOR PERDA DE ÁREA
Luz, Pedro Henrique 2005
38
ALTERNATIVAS AO CANAL
TRANSPORTE VIA “CAMINHÃO”
- ÁREAS “DISPERSAS”
- FLEXIBILIDADE “IMEDIATA”
- NOVAS ÁREAS – RÁPIDA EXPANSÃO
- APLICAÇÃO NO INÍCIO DE SAFRA
-LIMITAÇÃO DE CUSTO:
INVESTIMENTO
DISTÂNCIA ECONÔMICA
- SISTEMA VIÁRIO - ADEQUADO
- VINHAÇA “ALTO TEOR DE K”
- PERÍODOS DE CHUVA
Luz, Pedro Henrique 2005
39
ALTERNATIVAS AO CANAL
„
REDE ADUTORA – CONDUTOS FORÇADOS
„
A) FIXA
„
ENTERRADAS
„
CASA DE BOMBAS – RECALQUE FIXO
„
INVESTIMENTO - CUSTO FIXO “ALTO”/ÁREA
„
TUBULAÇÃO: RESISTENTE PARA USO COM VINHAÇA
„
RPVC, INOX, ALUMÍNIO, SAC-41 TRATADO, PEAD/PP, ETC.
Luz, Pedro Henrique 2005
40
ALTERNATIVAS AO CANAL
„
REDE ADUTORA – CONDUTOS FORÇADOS
„
B) “MÓVEL”
„
OPERAÇÃO SIMULTÂNEA COM:
„
„
„
„
„
CONJUNTO MOTOBOMBA DESLOCÁVEL
EQUIPAMENTO DE APLICAÇÃO – CARRETEL ENROLADOR
MONTAGEM DA REDE – FRENTE DE APLICAÇÃO
INVESTIMENTO - CUSTO FIXO “DILUÍDO/ > ÁREA”
TUBULAÇÃO: ALUMÍNIO:
„
„
LEVE – TRANSPORTE
PN ELEVADA = 170mca
Luz, Pedro Henrique 2005
41
„
REDE ADUTORA – CONDUTOS FORÇADOS
„
B) “MÓVEL”
- Não pereniza a rede hidráulica;
- Evita a abertura de valeta e enterrio dos tubos;
- Otimiza a utilização dos tubos (opera a safra toda);
- Pode acionar conjunto de 2 (dois) carretéis enroladores;
- Redução na quantidade de canais
Luz, Pedro Henrique 2005
42
APLICAÇÃO DA VINHAÇA
„
CARACTERIZAÇÃO DA VINHAÇA
„
CARACTERIZAÇÃO DO SOLO
„
DOSAGEM
„
PLANO DE APLICAÇÃO
Luz, Pedro Henrique 2005
43
APLICAÇÃO DA VINHAÇA
NO MÍNIMO 2 (DUAS) AMOSTRAGENS POR SAFRA
PARÂMETROS:
pH; resíduo não filtrável total; dureza;
condutividade elétrica; nitrogênio Kjeldhal total;
sódio; cálcio; potássio; magnésio; sulfato; fosfato total;
DBO e DQO
Análise do Teor de K2O (kg/m3) da vinhaça semanalmente
Luz, Pedro Henrique 2005
44
APLICAÇÃO DA VINHAÇA
- AMOSTRA COMPOSTA
- 4 SUB-AMOSTRAS
- GLEBA HOMOGÊNEA < 100 há
- ESQUEMA DE COLETA GEO-REFERENCIADA
-PROFUNDIDADE – Camada de 0 a 80 cm
-PARÂMETROS – especificados na Norma
-LABORATÓRIO:
SELO DO PROGRAMA DE QUALIDADE
Luz, Pedro Henrique 2005
45
4
120°
120°
1
Ponto
geo-referenciado
120°
3
2
Luz, Pedro Henrique 2005
46
APLICAÇÃO DA VINHAÇA
[(0,05 x CTC – Ksolo) x 3744 + 185]
V = ─────────────────────
Kvinhaça
V = volume em m3 de vinhaça a ser aplicado por hectare;
CTC = Capacidade de Troca Catiônica, expressa em cmolc/dm3 a pH 7,0
Ksolo ou Ks = concentração de potássio – K+ no solo em cmolc/dm3
185 = quantidade em kg de K2O/há extraído pela cana-de-açúcar por corte;
Kvinhaça ou Kv = concentração de K+ na vinhaça, expressa em kg de K2O/m3
Luz, Pedro Henrique 2005
47
DOSAGEM DE VINHAÇA
„
„
„
„
„
„
CRITÉRIOS:
EQUILÍBRIO DE BASES NA CTC
K% = 5,0
CAPACIDADE DE EXTRAÇÃO DE
POTÁSSIO PELA CANA-DE-AÇÚCAR
185 kg K2O/há.ano
TEOR DE K2O DA VINHAÇA
Luz, Pedro Henrique 2005
48
SIMULAÇÃO
CTC
Ksolo
cmolc/dm3 cmolc/dm3
3,0
0,035
3,0
0,115
3,0
0,225
3,0
0,45
5,0
0,035
5,0
0,115
5,0
0,225
5,0
0,45
7,5
0,035
7,5
0,115
7,5
0,225
7,5
0,45
10,0
0,035
10,0
0,115
10,0
0,225
10,0
0,45
K% CTC
%
1,2
3,8
7,5
15,0
0,7
2,3
4,5
9,0
0,5
1,5
3,0
6,0
0,4
1,2
2,3
4,5
Kvinhaça
kg K2O/m3
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
Luz, Pedro Henrique 2005
Equação
m3/há
308
158
-48
-469
495
345
139
-282
729
579
373
-48
963
813
607
186
49
SIMULAÇÃO
CTC
Ksolo
cmolc/dm3 cmolc/dm3
3,0
0,035
3,0
0,115
3,0
0,225
3,0
0,45
5,0
0,035
5,0
0,115
5,0
0,225
5,0
0,45
7,5
0,035
7,5
0,115
7,5
0,225
7,5
0,45
10,0
0,035
10,0
0,115
10,0
0,225
10,0
0,45
K% CTC
%
1,2
3,8
7,5
15,0
0,7
2,3
4,5
9,0
0,5
1,5
3,0
6,0
0,4
1,2
2,3
4,5
Kvinhaça
kg K2O/m3
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
Luz, Pedro Henrique 2005
Equação
m3/há
205
105
-32
-313
330
230
93
-188
486
386
249
-32
642
542
405
124
50
SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO
DA VINHAÇA
REGIÃO/ESTADO
Araçatuba
Assis/Pres. Prudente
Jaú
Piracicaba
Ribeirão Preto
São José do Rio
Preto
SÃO PAULO
CENTRO-SUL
NORDESTE/LESTE
BRASIL
„
MODALIDADE DE DISTRIBUIÇÃO (%)
ASPERSÃO
CAMINHÃO
Montagem Direta Carretel Enrolador Na Lavoura Com Carretel
0,0
100,0
0,0
0,0
0,0
95,9
0,0
4,1
9,7
57,9
24,8
7,7
6,1
56,4
0,0
37,5
7,2
85,6
7,2
0,0
5,9
6,7
21,0
69,9
24,0
100,0
30,3
76,6
0,0
9,9
83,4
56,9
0,0
52,2
9,2
0,0
8,4
73,1
13,5
23,4
9,9
0,0
9,1
Fontes: IDEA - Nunes et al. (2004)
Luz, Pedro Henrique 2005
51
SISTEMAS DE APLICAÇÃO DE
VINHAÇA
„ MÉTODOS DE IRRRIGAÇÃO
„
A) SUPERFICIAL
„
„
SULCOS DE INFILTRAÇÃO
B) ASPERSÃO
„
„
„
„
MONTAGEM DIRETA
CARRETEL ENROLADOR COM CANHÃO
CARRETEL ENROLADOR COM “BARRA
IRRIGADORA”
PIVÔ REBOCÁVEL
Luz, Pedro Henrique 2005
52
CARRETEL ENROLADOR
„
„
„
„
„
„
FLEXIBILIDADE DE APLICAÇÃO
FACILIDADE DE MANEJO NO CAMPO
OPERA EM DIFERENTES RELEVOS
ULTRAPASSA OBSTÁCULOS – TERRAÇOS
ADEQUAÇÃO PARA APLICAÇÃO DE
EFLUENTES
DOSAGENS = AMPLA FAIXA (7 a 50 mm)
Luz, Pedro Henrique 2005
53
CARRETEL ENROLADOR
REQUERIMENTO DE PRESSÃO DE SERVIÇO
CONSUMO DE ENERGIA
SUJEITO A AÇÃO DO VENTO
EFICIÊNCIA DE APLICAÇÃO
UNIFORMIDADE
ADEQUAÇÃO PARA BAIXAS LÂMINAS – LEGISLAÇÃO
Luz, Pedro Henrique 2005
54
PIVÔ REBOCÁVEL
„
IRRIGA VÁRIAS ÁREAS POR SAFRA;
„
PIVÔS – 4 a 8 LANCES (2,5 a 16 ha)
„
LÂMINAS A PARTIR DE 6,5 mm
„
REDUÇÃO DOS CUSTOS FIXOS/ÁREA;
„
REDUÇÃO DO CUSTO DE MÃO DE OBRA
Luz, Pedro Henrique 2005
55
PIVÔ REBOCÁVEL
„
MAIOR EFICIÊNCIA DA IRRIGAÇÃO;
„
MENOS SUJEITO A AÇÃO DO VENTO
„
MENOR PRESSÃO – CONSUMO DE ENERGIA
„
SISTEMAS DE OPERAÇÃO NO CAMPO:
Luz, Pedro Henrique 2005
„
EM FAIXAS OU CÍRCULOS
56
PIVÔ REBOCÁVEL
„
REQUER SISTEMA VIÁRIO COMPATÍVEL
„
“LAY OUT” DOS TALHÕES ADEQUADO
„
RELEVO PLANO/SUAVEMENTE ONDULADO – 5 a 8%
„
SISTEMA DE REDES ADUTORAS/CANAIS
„
CONJUNTO MOTOBOMBA
Luz, Pedro Henrique 2005
57
“BARRA IRRIGADORA”
„
MENOR PRESSÃO DE SERVIÇO – 1,5 a 3,5 kgf/cm2)
„
MENOS SUJEITA AO VENTO
„
MAIOR UNIFORMIDADE E EFICIÊNCIA
Luz, Pedro Henrique 2005
58
“BARRA IRRIGADORA”
„
FAIXA DE 36 a 54 m
„
ALTURA DA BARRA REGULÁVEL
„
ASPERSORES COM REGULADORES DE PRESSÃO
„
Luz, Pedro Henrique 2005
FACILIDADE DE ADAPTAÇÃO
NO CARRETEL
59
“BARRA IRRIGADORA”
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RELEVO SUAVE – Dd < 4%
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REGULARIZAÇÃO DA SUPERFÍCIE
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DIFICULDADE EM CANA PLANTA
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HISTÓRICO – POUCOS DADOS
Luz, Pedro Henrique 2005
60
AGRÁRIAS/FZEA/USP – Pirassununga - SP
Luz, Pedro
2005 ou 9784.5913
Tel. 19 – 3565.4195
ou Henrique
3565.4036
E- mail – [email protected] ou [email protected]
61