O USO DO AGREGADO ORIUNDO DA RECICLAGEM
DO RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO EM
MISTURAS ASFÁLTICAS
Victor Manuel de Queiroz Lourenço
Erinaldo Hilário Cavalcante
O USO DO AGREGADO ORIUNDO DA RECICLAGEM DO RESÍDUO DE
CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO EM MISTURAS ASFÁLTICAS
Victor Manuel de Queiroz Lourenço
Erinaldo Hilário Cavalcante
Universidade Federal de Sergipe
RESUMO
O uso de materiais não convencionais, como argila calcinada, borracha de pneu e RCD, é discutido em diversos
estudos no Brasil enquanto alternativa benéfica para a construção civil e em especial na área pavimentação, capaz
de consumir em suas obras diversos tipos de materiais, em grandes quantidades. A não restrição aos materiais
convencionais é importante, no atual contexto, tanto pelas questões ambientais, representando um padrão de
desenvolvimento menos impactante, quanto pela possibilidade de aumentar investimentos na área e minimizar os
sérios problemas da malha rodoviária nacional.
Nesse contexto, o uso de Agregado Reciclado de Resíduo Sólido oriundo da construção civil em pavimentação
vem sendo discutido na atualidade como alternativa de gerenciamento devido às inúmeras consequências negativas
decorrentes do atual aumento na produção de resíduos e seu acúmulo inadequado. Sabe-se que a construção civil
é a principal responsável por essa superprodução, bem como pelo esgotamento dos aterros e espaços permitidos
para a sua deposição.
Assim, este estudo consiste em caracterizar o agregado de RCD, que compõem a pesquisa em andamento do
presente autor, como parte integrante dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Geotecnia e
Pavimentação, que tem por objetivo verificar a viabilidade técnica do agregado proveniente da reciclagem do
resíduo da construção e demolição em substituição ao agregado convencionalmente utilizado em misturas
asfálticas usinadas à quente (CAUQ), com vistas a aplicação em camadas de rolamento.
A partir da caracterização realizada, constatou-se que o agregado em estudo possui potencial para ser utilizado em
misturas asfálticas, pois dentre os principais índices encontrados em estudos laboratoriais, grande parte, além de
apresentar propriedades físicas e mecânicas satisfatórias, comparados aos de materiais convencionalmente
utilizados, condizem com algum parâmetro pré-estabelecido, como os da NBR 15115 (2004).
PALAVRAS CHAVE: resíduo sólido, construção civil, reciclagem, pavimentação, misturas asfálticas.
ABSTRACT
The use of unconventional materials – as calcined clay, tire rubber and construction and demolition waste (CDW)
– has been discussed in several studies in Brazil as beneficial alternative for the civil construction and in especial
for the key area of paving, which is able to consume several kinds of materials, and in large quantities. The non
restriction on conventional materials is important, in the current context, both for the environmental issues,
representing a development standard less impactful, as the possibility of increasing investments in the key area
and minimizes the serious problems of the national highway network.
In this context, the use of Recycled Aggregate of Solid Waste arising from the construction in paving is being
discussed today as an alternative management because of the many negative consequences of the current increase
in waste production and their inadequate accumulation. It is known that the construction is mainly responsible for
this overproduction, as well as the depletion of landfill and allowed for the deposition spaces.
Thus, this study is to characterize the aggregate of RCD, which make up the ongoing research of this author, as
part of the requirements for obtaining a Master's Degree in Geotechnical Engineering and Paving, which aims to
determine the technical feasibility of the aggregate from the recycling of construction and demolition waste to
replace the conventionally used aggregate in hot mix asphalt concrete (HMAC), in order to implementing layered
rolling.
From the characterization performed, it was found that the aggregate under study has the potential to be used in
asphalt mixtures, because among the major indexes found in laboratory studies, largely, besides having satisfactory
physical and mechanical properties compared to conventional materials used, meets some predetermined
parameter such as the NBR 15115 (2004).
KEY WORDS: solid waste, civil construction, recycling, paving, mix asphalt.
1
1. INTRODUÇÃO
O uso de materiais não convencionais em obras de engenharia representa, no atual contexto de
desenvolvimento mundial, um importante objeto de estudo. São inúmeras as pesquisas que
descrevem experiências com materiais como fibra de bambu, borracha de pneu, resíduos da
construção e demolição (RCD), dentre outros. Esses trabalhos têm relevância não só pela
possibilidade de gerenciamento sustentável de resíduos, como também pela capacidade de
melhoria na qualidade das obras e na captação de investimentos na área.
Segundo Motta et al (2005), a construção civil é responsável por produzir mais de 50% de todo
o resíduo sólido urbano gerado e, dessa forma, torna-se uma das principais responsáveis pelo
acúmulo de resíduos em cidades de grande e médio porte, causando um problema crônico que
envolve questões de ordem ambiental, social e financeira, sobretudo porque grande parte desse
material é disposta rotineiramente de forma irregular e, mesmo quando o descarte é feito de
forma adequada em aterros sanitários ou áreas permitidas contribui, de forma determinante,
para o esgotamento dos mesmos.
No âmbito nacional, diversos estudos discutem a restrição das obras apenas aos agregados
convencionalmente empregados e desenvolvem análises empíricas que sustentam a
possibilidade do uso do RCD, quando reciclado. Na área de pavimentação, temos resultados
muito interessantes nesse sentido, pois ela aceita diversos tipos de materiais e em grandes
volumes.
Nesse contexto, a utilização do RCD pode representar desde a substituição dos materiais
convencionalmente aplicados, apresentando redução de custos na construção e manutenção dos
pavimentos, até uma alternativa para os problemas advindos da escassez de tais materiais em
algumas regiões do país.
Assim, diante dos numerosos trabalhos acerca do tema e da relevância de tal alternativa no
contexto brasileiro (mais especificamente na indústria da construção civil na cidade de
Aracaju), mostra-se necessária a avaliação do agregado de RCD produzido no Estado, a fim de
demonstrar a viabilidade do processo e incentivar a sua utilização.
2. OBJETIVO GERAL
O presente trabalho apresenta as características do agregado de RCD obtidas em pesquisa em
andamento como parte integrante dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Geotecnia
e Pavimentação e que tem como objetivo geral verificar a viabilidade técnica do agregado
proveniente da reciclagem do resíduo da construção e demolição em substituição ao agregado
convencionalmente utilizado em misturas asfálticas usinadas a quente, com vistas à aplicação
em camadas de rolamento.
3. QUESTÃO AMBIENTAL
A legislação brasileira pertinente à gestão de resíduos sólidos vem sendo paulatinamente
modificada e ampliada nos últimos anos, objetivando a redução de seus aspectos negativos,
sobretudo no tocante aos impactos ambientais. Nesse contexto, a resolução do Conselho
Nacional do Meio Ambiente CONAMA 307/2002 pode ser considerada um marco do setor
construtivo em prol do meio ambiente. Nela são estabelecidos critérios, diretrizes e
2
procedimentos para a gestão dos resíduos da construção civil, objetivando a efetiva redução dos
impactos ambientais gerados pelos resíduos no setor.
Tal resolução estabelece, ainda, que Municípios e o Distrito Federal devem elaborar “Plano
Integrado de Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil”, que auxiliará na gestão de tais
resíduos, devendo conter, dentre outras coisas, a proibição da disposição dos resíduos de
construção em áreas não licenciadas, o incentivo à reinserção dos resíduos reutilizáveis ou
reciclados no ciclo produtivo e o fomento a ações de orientação, fiscalização e controle dos
agentes envolvidos.
Em 2 de agosto de 2010 foi aprovada a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) que
estabelece, dentre outras coisas, a erradicação, a longo prazo, dos lixões, a criação de projetos
ambientais por empresas e municípios e, ainda, a responsabilização de recolhimento dos
resíduos por quem os gerou, utilizando a lógica dos 3 R’s - Redução, Reutilização e Reciclagem
desse passivo ambiental.
Dentre os geradores de resíduos obrigados à elaboração de plano de gerenciamento, de acordo
com normas estabelecidas pelos órgãos do Sisnama (Sistema Nacional do Meio Ambiente),
estão os relacionados a serviços de saneamento básico, resíduos industriais, resíduos de serviços
de saúde, estabelecimentos comerciais e de prestação de serviços que geram resíduos perigosos
e as empresas de construção civil, pois estas, em virtude do crescimento vertiginoso do setor e
da quantidade de material gerado, contribuem de forma significativa para o acúmulo danoso de
resíduos em médias e grandes cidades.
4. A QUESTÃO DA MALHA RODOVIÁRIA NACIONAL
Segundo dados do Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada IPEA (2011), com exceção do
transporte do minério de ferro realizado em ferrovias, as rodovias respondem por mais de 70%
das cargas nacionais. Se compararmos esse percentual ao de outros países de mesma dimensão
continental, temos um forte indicativo da dependência do Brasil a tal modal de transporte.
Especialmente no setor agrícola, que tradicionalmente utiliza a via rodoviária tanto para o
recebimento de insumos quanto para o escoamento de produção para os mercados interno e
externo, observa-se a necessidade de extensão e melhoria da qualidade da malha rodoviária
pavimentada no país.
Apesar de o Brasil ser um país predominantemente rodoviário e de ter uma das maiores malhas
rodoviárias do mundo, segundo dados da Confederação Nacional de Transporte (CNT, 2012),
o Brasil apresenta apenas cerca de 14% da extensão total de sua malha rodoviária pavimentada,
com 214.414 km pavimentados, enquanto 1.366.578 km ainda não são pavimentados.
Além disso, recente pesquisa realizada pela CNT (2012) avaliou as condições das rodovias no
país, analisando 95.707 km, abrangendo toda a malha rodoviária federal pavimentada, os
principais trechos de rodovias estaduais pavimentadas e rodovias concedidas. Os resultados
mostraram que 54% da extensão total apresenta pavimento em estado de uso satisfatório (ótimo
e bom) e 46% em estado deficiente (regular, ruim e péssimo).
Da mesma maneira, o IPEA (2011) realizou um mapeamento das obras rodoviárias brasileiras,
composto por um amplo levantamento das obras identificadas como necessárias por órgãos
competentes, confrontando tais necessidades com as projeções de investimentos apresentadas
3
no Programa de Aceleração do Crescimento (PAC). Os dados obtidos sugerem a enorme
deficiência do Brasil nesse âmbito e que as propostas do principal programa de investimentos
públicos da atualidade ainda são insuficientes para suprir toda a demanda existente.
Além disso, em algumas regiões cujas constituições geológicas são desprovidas de formações
rochosas, as condições se agravam devido à ausência de material convencional suficiente para
construção e manutenção de pavimentos, diminuindo, por conseguinte, os incentivos para
investimento. No Brasil, os casos mais críticos de escassez de jazidas de rochas estão
localizados em municípios dos estados do Acre, Amazonas e Pará (Cabral, 2011).
5. O RESÍDUO DA CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO
Em virtude do significativo percentual de resíduos da construção civil em áreas urbanas, da
responsabilidade de seus geradores por tais resíduos e da necessidade de benefícios de ordem
social, econômica e ambiental decorrentes da gestão integrada desses resíduos, eles são
classificados, de acordo com a Resolução 307/2002 do CONAMA, da seguinte forma:
I - Classe A - são os resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados, tais como:
a) de construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras obras de
infraestrutura, inclusive solos provenientes de terraplanagem;
b) de construção, demolição, reformas e reparos de edificações: componentes cerâmicos
(tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento etc.), argamassa e concreto;
c) de processo de fabricação e/ou demolição de peças pré-moldadas em concreto (blocos,
tubos, meios-fios etc.) produzidas nos canteiros de obras;
II - Classe B - são os resíduos recicláveis para outras destinações, tais como: plásticos,
papel/papelão, metais, vidros, madeiras e outros;
III - Classe C - são os resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou
aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem/recuperação, tais como
os produtos oriundos do gesso;
IV - Classe D - são os resíduos perigosos oriundos do processo de construção, tais como:
tintas, solventes, óleos e outros, ou aqueles contaminados oriundos de demolições, reformas
e reparos de clínicas radiológicas, instalações industriais e outros.
Dessa forma, segundo o CONAMA 307/2002 os resíduos da classe A são passíveis de
reciclagem como agregados reciclados e podem ser representados por materiais granulares
provenientes do beneficiamento de resíduos de construção com características técnicas
compatíveis para aplicação em obras de engenharia, a exemplo da aplicação na pavimentação,
proposta nesta pesquisa.
Com base nisso, vislumbra-se a possibilidade de utilização de tal alternativa em Aracaju, por
meio de uma análise da composição média dos RCD contida no trabalho de Daltro Filho (2006),
onde se constata que 73,44 % dos componentes do RCD são passiveis de reciclagem para obras
de engenharia.
4
Diante da grande quantidade de estudos sobre tal temática, a ABNT de São Paulo elaborou,
com a contribuição do Sinduscon-SP, da Escola Politécnica de São Paulo, de empresas privadas
e das administrações municipais de São Paulo e Santos, as NBR 15116 (2004) e 15115 (2004),
sendo esta última pioneira na definição de critérios e procedimentos para o uso de RCD em
camadas de pavimentação, cujos principais aspectos são os seguintes:







Estabelece a NBR 9895 (1987), ou seja, o Índice de Suporte Califórnia (ISC) como
parâmetro para análise da dureza do material. Assim, o índice de aceite do material está
ligado à resistência dos grãos e não à sua natureza;
Caso o ISC seja maior do que 12%, o material é aceito para reforço de subleito; caso o
ISC chegue a 20%, o material pode ser usado como sub-base e, para base, o ISC deve
ser superior a 60%;
A dimensão característica do maior grão foi definida como de 63,5mm;
Porcentagem de grãos de forma lamelar: deve ser menor que 30%;
A espessura mínima de cada camada seja de base, sub-base ou reforço de subleito não
pode ser maior do que 10 cm;
O comportamento do agregado deve ser bem graduado, como o similar natural e não há
qualquer restrição quanto à composição, podendo ser concreto, cerâmicas, pedras,
sempre resíduos sólidos da construção civil Classe “A”, evitando-se os compostos das
Classes “B, C e D”, materiais estes que a norma denomina de materiais indesejáveis;
O teor máximo permitido de materiais indesejáveis é de 3% em massa para grupos
distintos e/ou 2% em massa para materiais de mesmo grupo.
A NBR 15116 (2004), por sua vez, classifica o agregado em dois tipos:


Agregado de resíduo de concreto (ARC): “É o agregado reciclado obtido do
beneficiamento de resíduo pertencente à classe A, composto na sua fração graúda, de
no mínimo 90% em massa de fragmentos à base de cimento Portland e rochas”;
Agregado de resíduo misto (ARM): “É o agregado reciclado obtido do beneficiamento
de resíduo de classe A, composto na sua fração graúda com menos de 90% em massa
de fragmentos à base de cimento Portland e rochas”.
6. MATERIAIS
O material utilizado nessa pesquisa, o agregado de RCD, foi coletado em uma obra de
infraestrutura localizada no bairro Novo Horizonte no município de Nossa Senhora do Socorro
– SE, executada pela empresa Torre Empreendimentos Rural e Construção Ltda., a mesma
responsável pela reciclagem do RCD. A coleta foi feita conforme as indicações da DNER-PRO
120/27 que norteia acerca da coleta de amostras de agregados, e em um único dia a partir da
retirada de três montes de granulometrias distintas, denominados de agregado graúdo,
intermediário e fino, tendo sido coletado três sacos de 50kg de cada monte.
O transporte foi realizado por veículo particular e as amostras conduzidas ao Laboratório de
Geotecnia e Pavimentação (GEOPAV) do Departamento de Engenharia Civil da Universidade
Federal de Sergipe, onde foi realizado a caracterização do agregado e serão realizadas as demais
atividades laboratoriais.
5
Figura 1 – O agregado de RCD e as três granulometrias distintas no local da coleta.
6.1 Amostragem
Com auxílio da NBR NM 27:2001 – “Agregados - Redução da amostra de campo para ensaios
de laboratório”, parte das amostras foi reduzida às quantidades necessárias para realização de
cada ensaio previsto e outra parte separada em porções iguais de aproximadamente 10 kg.
7. MÉTODOS
7.1 Agregados
O agregado utilizado é proveniente da reciclagem do resíduo da construção e demolição oriundo
do estado de Sergipe. Sua caracterização foi realizada à luz das especificações na tabela 1.
Tabela 1 - Ensaio de caracterização do agregado/Norma.
ENSAIO DE
CARACTERIZAÇÃO
NORMA
Absorção e Massa específica
NBR 6458/1984
Abrasão "Los Angeles"
NBR NM 51:2001
Adesividade ao ligante
ABNT NBR 12583:1992
Análise granulométrica
ABNT NBR 7181:1984
Durabilidade
DNER-ME 089-94
Índice de forma
ABNT NBR 7809:2006
8. RESULTADOS OBTIDOS E DISCUSSÕES
8.1 Granulometria
A faixa granulométrica adotada nessa pesquisa para compor as misturas asfálticas é a C do
DNIT. Com o intuito de enquadrar a granulometria do agregado de RCD nesta faixa, adotou-se
um traço, em massa, de 15% de agregado graúdo, 33% de agregado intermediário e 52% de
6
agregado fino. A Figura 2 apresenta os limites da Faixa C bem como a curva granulométrica
do agregado em estudo.
Figura 2 –Curva granulométrica dos agregados de RCD.
Observa-se que não houve a necessidade da adição de um outro material para enquadrar o
agregado na faixa escolhida, possibilitando a análise de misturas contendo 100% de agregado
de RCD em substituição ao agregado convencionalmente utilizado.
Na metodologia Superpave, a curva granulométrica do agregado deve ser de tal forma que passe
pelos pontos de controle, que são pontos mestres (limites). Estes limites estão localizados no
tamanho nominal máximo, no tamanho de 2,36 mm (peneira n° 8) e no tamanho de 0,075mm
(peneira nº 200). Há, também, a zona restrita, que situa-se em torno da linha de densidade
máxima entre as peneiras de 2,36mm ou 4,75mm e a peneira de 0,3mm e representa a região
onde granulometria da mistura não deve passar. A figura 3 apresenta a curva granulométrica do
agregado de RCD na especificação Superpave.
7
Figura 3 – Limites SUPERPAVE para granulometria de tamanho máximo de 19mm, e a curva
granulométrica do agregado de RCD
Observa-se que a granulometria do agregado não passa pela zona restrita, porém apresenta um
percentual de material passante, pela peneira de malha com diâmetro de 19mm, superior ao
limite de 90%.
8.2 Composição
Por ser um material proveniente do entulho gerado em obras de diversos tipos, faz-se necessária
uma análise para determinar o que compõe tal agregado. Além disso, a NBR 15116 classifica
o agregado em dois tipos, a depender da sua composição, o agregado de resíduo de concreto
(ARC) e o agregado de resíduo misto (ARM).
O agregado de resíduo de concreto é aquele composto na sua fração graúda, de no mínimo 90%
em massa de fragmentos à base de cimento Portland e rochas. Já o agregado de resíduo misto é
aquele composto na sua fração graúda com menos de 90% em massa de fragmentos à base de
cimento Portland e rochas.
Para facilitar a classificação do agregado, a partir da sua composição, a mesma norma considera
quatro grupos distintos:
a) Grupo 1: fragmentos que apresentam pasta de cimento endurecida em mais de 50% do
volume;
b) Grupo 2: fragmentos constituídos por rocha em mais de 50% do volume;
c) Grupo 3: fragmentos de cerâmica branca ou vermelha, com superfície não polida, em
mais de 50% do volume;
d) Grupo 4: fragmentos de materiais não minerais
8
Após análise visual, conforme a NBR 15116 (2004), da amostra utilizada para o ensaio,
verificou-se que:
a)
b)
c)
d)
Grupo 1: 48,07%
Grupo 2: 27,03%
Grupo 3: 24,41%
Grupo 4: 0,49%
Com base neste resultado o agregado do presente estudo é classificado como ARM, já que
G1+G2 < 90%.
A NBR 15116 (2004) ainda especifica que a porcentagem de materiais não minerais de
características distintas (grupo 4) não deve ser superior a 3%. Verifica-se que o agregado
analisado possui valor inferior ao estipulado por norma: 0,49 < 3%.
8.3 Índice de forma
Segundo Bernucci et al (2008) as misturas asfálticas têm sua trabalhabilidade e resistência ao
cisalhamento influenciadas pela forma das partículas dos agregados, pois partículas irregulares
ou de forma angular tais como pedra britada, cascalhos e algumas areias de brita, tendem a
apresentar melhor intertravamento entre os grãos compactados, tanto maior quanto mais
cúbicas forem as partículas e mais afiladas forem suas arestas. Desta forma, a NBR 15116
estabelece que o índice de forma do agregado graúdo determinado a partir da NBR 7809, deve
ser inferior a 3.
O índice de forma obtido no presente estudo foi de 2,4, satisfazendo tal especificação.
8.4 Massa específica e massa específica aparente
Para a realização da dosagem, utilizando-se a metodologia Marshall, faz-se necessário o
conhecimento da massa específica do agregado. As Tabelas 2 e 3 apresentam os resultados dos
respectivos ensaios.
Tabela 2 – Massa Especifica real do agregado de RCD.
Massa Específica Real
(g/cm³)
Agregado
Agregado
Graúdo Intermediário
2,50
2,56
Tabela 3 – Massa Especifica aparente do agregado de RCD.
Massa Específica Aparente
(g/cm³)
Agregado
Graúdo
Agregado
Intermediário
2,06
2,03
9
8.5 Absorção
A absorção do agregado foi determinada com base na relação entre a sua massa medida após
24 horas imerso em água e a sua massa antes da imersão. Do mesmo modo, o agregado também
irá absorver ligante asfáltico durante a mistura e, assim, é fundamental conhecer tal propriedade
deste agregado. A Tabela 4 apresenta os resultados obtidos.
Tabela 4 – Absorção do agregado de RCD.
Absorção
(%)
Agregado
Graúdo
Agregado
Intermediário
8,69
10,07
Observa-se que os valores de absorção encontrados no presente estudo são elevados quando
comparados aos valores de uma brita convencional, porém similares aos de outros trabalhos
com agregado de RCD, como em Silva (2009) e Frota et al (2005). É importante considerar que
embora o agregado apresente uma absorção elevada, os ganhos – sobretudo ambientais – que
seu uso pode proporcionar, embora de difícil quantificação, são de importante consideração.
8.6 Abrasão Los Angeles
Com o intuito de garantir que o agregado utilizado possua resistência à abrasão suficiente para
tal finalidade, o DNIT estabelece que o resultado obtido no ensaio deva ser inferior a 50%. No
presente estudo o valor obtido foi 41,29%, que enquadra o agregado na especificação
rodoviária, como material adequado para uso em pavimentos.
8.7 Adesividade do agregado ao ligante asfáltico
A adesividade do agregado de RCD foi considerada satisfatória, realizada conforme a norma
ABNT NBR 12583:1992. A figura 3 ilustra o agregado no final do ensaio.
Figura 3 – Aspecto visual do agregado de RCD após o ensaio de adesividade ao ligante asfáltico.
10
9. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A partir da caracterização realizada, é possível constatar que o agregado em estudo possui
potencial para ser utilizado em misturas asfálticas, pois dentre os principais índices encontrados
em estudos laboratoriais, grande parte, além de apresentar propriedades físicas e mecânicas
satisfatórias, comparados aos de materiais convencionalmente utilizados, condizem com algum
parâmetro pré-estabelecido, como os da NBR 15115 (2004).
Até o presente momento não foram realizados os ensaios de Sanidade e Adesividade ao Ligante,
devido à dificuldade para se obter as soluções necessárias para o ensaio de sanidade, e por não
ter sido, até então, utilizado o ligante asfáltico. No entanto, os mesmos já se encontram em
desenvolvimento, e pretende-se apresentar tais resultados na versão definitiva deste trabalho,
bem como outros dados que podem ser obtidos neste período.
Em suma, espera-se com este trabalho que o agregado reciclado de RCD, produzido no estado
de Sergipe, seja de uso promissor na pavimentação, e que seja incentivado mesmo quando
analisadas as suas desvantagens, pois sua utilização é uma maneira de reduzir o impacto
ambiental que esta causa às cidades de grande e médio porte.
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