ANÁLISE DA ABSORÇÃO DE RESÍDUOS
INDUSTRIAIS POR CERÂMICAS VERMELHAS
Patrícia Genuncio Gomes, Isabela Cerqueira Cardoso, Melina Silva de Souza, Marina Rodrigues Brochado
(Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca- CEFET/RJ)
Resumo: As indústrias em geral produzem certo número de resíduos que nem sempre são reaproveitados ou têm um destino ecologicamente correto. Porém o aproveitamento dos resíduos sólidos como matéria prima básica em outros processos industriais destaca-se como um método importante para possíveis soluções sobre esta questão. Este trabalho apresenta uma análise da capacidade de absorção dos resíduos industriais pelas Cerâmicas brasileiras, de Cerâmica Vermelha, e de possíveis vantagens sobrevindas desta prática. Considerada a mudança de ação prevista na Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), Lei 12.305/2010, discutir novas técnicas de assimilação destes detritos torna-se indispensável. Adotando-se, por exemplo, um modelo de economia utilizando o Lodo ETA (Estações de Tratamento de Afluentes) como matéria prima, percebe-se que uma taxa de até 25% de lodo pode ser adicionada à produção, sem provocar prejuízos ou alterações na qualidade do produto final. Em um ano, isto poderia poupar o meio-ambiente de receber em média 6600 toneladas de Lodo. Observa-se assim também uma necessidade de indústria e órgãos governamentais unificarem esforços para a adesão de projetos ligados à reutilização de resíduos sólidos na cadeia de produção da cerâmica vermelha. A absorção destes detritos pela indústria ceramista mostra-se eficaz e traz benefícios tanto para o próprio setor industrial e governo, quanto para o meio-ambiente e a sociedade em geral.
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1. Introdução
A Gestão Ambiental, de uma maneira mais ampla, constitui-se de uma prática que visa ordenar as atividades humanas para que estas não agridam o meio ambiente. Analisando a forma de produção do homem, pode-se perceber que desde o início do período industrial, diversos tipos de resíduos são gerados e consequentemente necessitam de um lugar para descarte.
Atualmente, os resíduos industriais advêm das atividades de diversos setores da indústria, tais como: o automotivo, o metalúrgico, o químico, o petroquímico, o de papelaria, da indústria alimentícia, etc. Sendo assim, existem variados tipos de lixo industrial, como: lodos, cinzas, óleos, resíduos alcalinos ou ácidos, plásticos, papel, madeira, fibras, borracha, metal, escórias, vidros, cerâmicas. Nesta categoria, inclui-se grande quantidade de lixo tóxico. Para este tipo de lixo é necessário definir um método de tratamento especial, devido ao seu alto potencial de contaminação.
Nos últimos anos, a pesquisa sobre como realizar um aproveitamento destes resíduos vem se intensificando. Devido a crescente geração de tais resíduos sólidos e da falta de espaço para armazená-los, a reciclagem ganhou evidência e tem demonstrado que é um mercado altamente rentável.
Um dos ramos que está fortemente ligado à questão da reciclagem, é o da Construção Civil, através de indústrias Cimentíceas e Cerâmicas, por exemplo. Tendo em vista que estas se destacam na reciclagem de resíduos industriais e urbanos, em virtude de possuírem elevado volume de produção que possibilita o consumo de grandes quantidades de rejeitos.
As Cerâmicas são observadas como uma grande opção para a reciclagem destes resíduos, devido às características físico-químicas das matérias-primas cerâmicas e às particularidades do processamento cerâmico. Ademais, é uma das poucas áreas industriais que podem obter vantagens no seu processo produtivo com a incorporação de resíduos entre suas matérias-primas, a exemplo da economia de matérias-primas de elevada qualidade, cada dia mais escassas e caras, a diversificação da oferta de matérias-primas, e a redução do consumo de energia e, por conseguinte, redução de custos (Wender & Baldo, 1998).
O tijolo é um material amplamente utilizado na construção civil. Este é um produto cerâmico e tradicionalmente fabricado com argila. Em sua essência, a função social deste simples produto é a geração de moradia ou edificações para o homem. Com o passar do tempo, normas foram desenvolvidas para assegurar que o tijolo seguisse determinados critérios que garantissem um desempenho satisfatório a função que lhe compete, ou seja, deve ter boas características de
3 estabilidade, estanqueidade, conforto térmico e acústico, segurança ao fogo, durabilidade e ter bom aspecto exterior, se tal for relevante.
Como observado, o tijolo de cerâmica tradicional utiliza como matéria prima um recurso natural não renovável finito, que é a argila. Sendo assim, nos últimos anos diversos países têm estudado maneiras de introduzir outras substâncias na produção dos tijolos, reduzindo o consumo da argila, entretanto mantendo a qualidade do produto final.
A reciclagem de resíduos industriais é uma possível solução para esta questão. Após o tratamento adequado, resíduos derivados do petróleo, advindos de Estações de Tratamento de Água (lodo), papel e celulose, entre outros, podem ser incorporados na produção de tijolos de cerâmica. Com isso, pode-se evitar o descarte de tais materiais do meio ambiente e reduzir o consumo da argila.
No Brasil, percebe-se que a cultura de reciclagem de resíduos ainda não é aderida por todas as empresas. Sendo assim, torna-se necessário que sejam promovidas políticas e incentivos para que isso ocorra.
Atualmente, um exemplo disso, é o projeto desenvolvido pela Associação Nacional da Indústria Cerâmica (ANICER), que em parceria com o SEBRAE (Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas), criou o programa “Cerâmica Sustentável é Mais Vida”. Este possui o objetivo de promover a sustentabilidade nas micro e pequenas empresas de cerâmica vermelha, por meio de um conjunto de ações para implantação da gestão empresarial, promoção da inovação tecnológica, eficiência energética e licenciamento ambiental que permita a incorporação e o tratamento de resíduos sólidos nos processos produtivos.
Através de programas como este, Cerâmicas brasileiras que ainda não tiveram contato com esta forma de produção - onde há inclusão de resíduos sólidos - podem aderir este processo. Consequentemente, o país contará com mais empresas que acolherão os resíduos gerados por outrem, reduzindo sua deposição no meio ambiente, e gerando produtos de alto valor social, que neste caso é o tijolo de cerâmica.
O presente estudo tem como objetivo analisar a capacidade de absorção dos resíduos industriais pelas Cerâmicas brasileiras e possíveis vantagens advindas desta prática. A investigação cientifica realizada neste trabalho apresenta limitações quanto à sua interpretação. Como citado, os resíduos industriais podem ser absorvidos por diversos tipos de indústrias do setor de construção civil. Contudo, este trabalho limitou-se a investigar somente o caso que envolve as Fábricas de Cerâmica Vermelha, tendo em vista efetuar um estudo mais pontual sobre este tema.
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2. Resíduos Industriais
Pensando na preservação ambiental e na viabilidade econômica, a cadeia produtiva da indústria da construção civil é destacada devido à demanda de grandes quantidades de materiais, sendo vista como um grande consumidor de resíduos sólidos industriais e urbanos, e com possível aplicação em vários setores da construção civil, como confecção de tijolos/blocos cerâmicos, argamassas para confecção de blocos, argamassas de revestimento, entre outros
(LUCAS, et al.,
2008). A CONAMA, Conselho Nacional do Meio Ambiente definiu em uma resolução todos os resíduos que podem ser reaproveitados pela indústria, incluindo a de construção civil.A seguir têm-se exemplos de indústrias e os respectivos tipos de resíduos gerados, que são reaproveitados de forma a substituir parcialmente ou totalmente a matéria-prima de alguns materiais utilizados na construção civil:
Refinarias de petróleo: coque e ceras de Petróleo;
Mineradoras: resíduos da mineração (sólidos ou da lavagem);
Têxteis: fibras de algodão e lamas da Estação de tratamento de efluentes (ETE) Agroindústrias: matérias orgânicas e detergentes;
Madeira-mobiliário-papel e papelão: fibras de madeira, lodos e soda cáustica; Químicas: lodo de Estação de tratamento de afluentes (ETA);
Fundições: areais de fundição quando se utilizam resinas; Curtumes: resíduos de peles curtidas com alto teor de cromo.
2.1. A Indústria Cerâmica
A indústria cerâmica possui destaque na reciclagem de resíduos industriais e urbanos, devido ao grande volume de produção, viabilizando o consumo de elevadas quantidades de rejeitos. Além disso, as características físico-químicas das matérias-primas cerâmicas e as particularidades do processamento cerâmico fazem da indústria cerâmica uma ótima opção para reciclagem de resíduos sólidos (Menezes et al., 2002). O uso destes resíduos traz diversas vantagens, como economia de matéria-prima não renovável, obtenção de produtos com forte apelo
5 ambiental, redução do consumo de energia entre outros.
Até o estabelecimento da política de gestão de resíduos na cadeia da indústria da construção civil eram adicionadas pequenas quantidades de resíduos às massas cerâmicas (em torno de 10 a 20%). Entretanto, estas aplicações eram insuficientes para absorção das elevadas quantidades de rejeito, sendo estudadas ao longo dos anos formulações compostas com alto teor de resíduos (> 50%), possibilitando o trabalho com formulações feitas exclusivamente de resíduos (ANICER, 2009). Assim, torna-se fundamental ressaltar que os resíduos classificados como redutores de plasticidade não atuam apenas na redução da plasticidade da massa cerâmica. Também figuram como formadores de fase vítrea que, em diversas aplicações, é um fator de influência no sucesso do uso desses resíduos na produção de tijolos, revestimentos e produtos de baixa absorção de água (grande valor agregado), mostrando que durante a fase vítrea podem atuar tanto no preenchimento dos poros, como sendo matriz vítrea ligante de grãos cristalinos.
Para chegarem ao índice de absorção máximo de resíduos a serem utilizados na indústria de cerâmica, foram compilados, dependendo de cada resíduo, os principais parâmetros tecnológicos (massa específica aparente pós-queima, retração linear, força de ruptura, absorção de água e resistência à compressão), e ambientais (solubilização, lixiviação e radioatividade (Coelho, 2009). Alguns deles, não só são alternativas de matérias primas, mas também formas de reutilização e descarte de matérias inertes, como incorporação de resíduo óleo proveniente do setor petrolífero em cerâmica argilosa e de resíduos sólidos galvânicos em massas de cerâmica vermelha.
Os resíduos redutores de plasticidade são materiais friáveis que, quando são adicionados à massa cerâmica, diminuem sua plasticidade; sendo geralmente provenientes da indústria de minério. As quantidades de resíduos sólidos redutores de plasticidade que podem ser incorporados às matrizes cerâmicas podem variar entre 10% e 60% da massa cerâmica total, e mesmo assim apresentam possibilidades de provocar ligeiras mudanças nas propriedades mecânicas, retração e absorção de água (Coelho, 2009). O quadro abaixo apresenta os resíduos com característica de plasticidade mais utilizados e suas referentes porcentagens de absorção do resíduo na massa cerâmica sem prejudicar a qualidade exigida pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).
6 Resíduo com característica de plasticidade Absorção do resíduo na massa cerâmica (%)
Pó de Basalto 10 a 30 Pó de Granito 20 a 50 Lama de Charmota 20 a 60 Pó de cimento 10 a 30 Dolomita 10 Pó de Rocha 10 a 100 Chamota Refratária 10 a 50
(Varela, Marcio Luiz; 2007)
Os resíduos fundentes produzem redução na temperatura de maturação da cerâmica, diminuindo o consumo energético, principalmente devido às novas características da massa cerâmica (Coelho, 2009). Esses resíduos são em geral provenientes da lama de esmaltação das cerâmicas e dos rejeitos da indústria mecânica e metalúrgica e têm uma composição sílico-aluminosa com quantidade diferentes de metais pesados, alcalinos e alcalinos terrosos.
É fundamental ressaltar a capacidade de inertização de metais pesados por parte dos materiais cerâmicos (Corbucci, 2014). Tecnologias na área da transformação de resíduos em aglomerados cimentícios, em vidros ou vitrocerâmicos (vidro que, após fusão, sofre um processo de cristalização parcial) têm adquirido, a cada dia, mais importância econômica. A seguir, tem-se o quadro 2, que apresenta os resíduos fundentes mais utilizados na incorporação da massa cerâmica e suas respectivas capacidades de absorção na produção cerâmica.
Quadro 2 – Resíduos Fundentes mais utilizados
Resíduo fundente a ser incorporado na massa cerâmica Absorção do resíduo na massa cerâmica (%) Resíduos gerados pela indústria do Aço 20
Lama de Esmaltação 50
Hidróxidos de Metal 2 a 20
Resíduos Cerâmicos 80
(Durazzo, M., 2002)
Os resíduos combustíveis são provenientes de processos industriais que possuem teor elevado de substâncias orgânicas e assim, alto poder calorífico (Tallini Junior, 2008). São incluídos nessa classificação os resíduos das estações de tratamento de rejeitos urbanos, resíduos da exploração de carvão, resíduos da indústria têxtil e de curtume, resíduos derivados da extração e refino do petróleo e da indústria do papel e madeira (ANICER, 2014).
7 em suas características de processamento (Tallini Junior, 2008). Um exemplo disso é a utilização de resíduos provenientes do refino do petróleo durante a confecção de peças cerâmicas, atuando principalmente como lubrificantes, plastificantes e redutores do consumo de energia, com a finalidade de obtenção de produtos com isolamento acústico e térmico, proveniente da porosidade gerada pela volatilização do material. O quadro 3 apresenta os resíduos combustíveis mais utilizados atualmente na incorporação da massa cerâmica e suas referentes capacidades de absorção na produção cerâmica.
Quadro 3 - Resíduos Combustíveis mais utilizados na incorporação da massa cerâmica Resíduo combustível Absorção do resíduo na massa cerâmica (%) Proveniente da Indústria de Papel 1 a 50
Lama com sulfato de bário 0 a 15
Lama de Esgoto 20 a 40 Lodo orgânico 13 a 26 Casca de Arroz 6 a 10 Cinza de carvão 5 a 10 Turfa 0 a 9 (Menezes, R.; 2002)
2.2. Indústria Cimentícia
Como no caso da indústria de cerâmica, os resíduos pesquisados na indústria cimentícia também foram avaliados segundos os parâmetros mostrados anteriormente, revelando assim, a capacidade de absorção de cada resíduo como matéria prima para a indústria.
Um caso relevante de resíduo estudado é a EVA (Espuma Vinílica Acetinada), utilizado na produção de blocos de concreto. Aqueles que tiveram a incorporação deste resíduo apresentaram algumas vantagens em relação aos convencionais fabricados com concreto puro, como menor peso por m2; maior uniformidade, leveza de dimensões maiores que as convencionais; excelente capacidade de aderência à argamassa de reboco e outros tipos de acabamento, permitindo uma economia nos acabamentos; e ainda menor custo de transporte, devido à relação peso/volume do produto (Lucas et al., 2008). De acordo com o estudo, foi possível obter uma solução viável economicamente para um problema ambiental, trazendo benefícios para a sociedade, por meio da redução do volume de resíduos enviados para aterros e geração de novos empregos.
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3. Absorção de Resíduos pela Indústria Cerâmica
As Cerâmicas são observadas como uma grande opção para a reciclagem destes resíduos, devido às características físico-químicas das matérias-primas cerâmicas e às particularidades do processamento cerâmico. A incorporação de resíduos entre suas matérias-primas, a exemplo da economia de matérias-primas de elevada qualidade, cada dia mais escassas e caras, a diversificação da oferta de matérias-primas, e a redução de custos (Wender & Baldo, 1998).
3.1 Procedimento Metodológico do Trabalho
O Presente trabalho utiliza-se de uma metodologia denominada exploratória, de natureza descritiva qualitativa, pois segundo Vergara, 2004, a investigação é realizada em área na qual há pouco conhecimento acumulado e sistematizado, como é o caso do presente trabalho. Desenvolve-se, portanto, um estudo baseado em um estudo de caso específico da indústria da cerâmica vermelha que faz parte da cadeia da indústria da construção civil. Esta técnica mais precisa e aconselhável para o seu desenvolvimento, pois permite o aprofundamento e o detalhamento de uma determinada situação. No caso específico deste trabalho é realizado um levantamento do referencial teórico pertinente ao estudo, e procura-se entender de que forma a implementação de introdução de inovações no processo de mistura da argila, através da absorção de resíduos industriais a massa de argila, pode influenciar na redução de impactos ambientais.
Atualmente, o projeto “Cerâmica Sustentável é Mais Vida”, desenvolvido pela Associação Nacional da Indústria Cerâmica (ANICER), e o SEBRAE (Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas), tem o objetivo de promover a sustentabilidade nas micro e pequenas empresas de cerâmica vermelha, por meio de um conjunto de ações para implantação da gestão empresarial, promoção da inovação tecnológica, eficiência energética e licenciamento ambiental que permita a incorporação e o tratamento de resíduos sólidos nos processos produtivos. Este trabalho tem como objetivo analisar a capacidade de absorção dos resíduos industriais pelas Cerâmicas brasileiras e possíveis vantagens advindas desta prática.
3.2 A Argila – Matéria Prima da Indústria de Cerâmica Vermelha
O tijolo é um material amplamente utilizado na construção civil. Este é um produto cerâmico e tradicionalmente fabricado com argila. Em sua essência, a função social deste simples produto é a geração de moradia ou edificações para o homem. O tijolo de cerâmica de cerâmica
9 vermelha tradicional utiliza como matéria prima um recurso natural não renovável finito, que é a argila. Sendo assim, nos últimos anos diversos países têm estudado maneiras de introduzir outras substâncias na produção dos tijolos, reduzindo o consumo da argila, entretanto mantendo a qualidade do produto final. A reciclagem de resíduos industriais é uma possível solução para esta questão. Após o tratamento adequado, resíduos derivados do petróleo, advindos de Estações de Tratamento de Água (lodo), papel e celulose, entre outros, podem ser incorporados na produção de tijolos de cerâmica. Com isso, pode-se evitar o descarte de tais materiais do meio ambiente e reduzir o consumo da argila.
A indústria de cerâmica vermelha caracteriza-se como empresa que atendem a mercados locais e regionais, pois a sua localização depende da disponibilidade reserva de argila, matéria prima para produção da argila. Na figura 1, pode se observar o local de existência dos produtores de matéria prima, e consequentemente onde se encontram os principais pólos de fabricação de cerâmica vermelha. Ademais, o Brasil é um país que dispõe de grandes reservas de argilas para consumo. O Anuário Mineral Brasileiro de 2006 indica que as reservas podem apresentar medidas da ordem de 3,7 bilhões de toneladas.
No Anexo 1 observa-se uma projeção para o consumo de argila em três cenários. Cuja intenção é demonstrar que por volta do ano de 2020, os investimentos necessários para fazer frente à reposição de reservas situam-se na faixa de R$ 21 a R$ 44,4 bilhões. Ou seja, como se trata de um recurso finito, em algum momento ou o Setor Público ou o Privado, terá de arcar com a reposição do mesmo (Coelho, 2009).
No Brasil, há controvérsias com relação ao número de Cerâmicas existentes em todo o país. De acordo com os dados oficiais disponibilizados pela ANICER, apontou-se que o mercado contava com cerca de 6903 empresas entre cerâmicas e olarias, sendo responsável por mais de 293mil empregos diretos, 900mil indiretos e gerando um faturamento anual de R$ 18 bilhões (4,8% do faturamento da indústria da construção civil (ANICER, 2008).
10 Figura 1- Regiões produtoras de minerais industriais cerâmicos (Argila)
Fonte: Reproduzido de TANNO, 2000, op. cit.
Por outro lado, a ABC (Associação Brasileira de Cerâmica) contabilizou, especificamente para a cerâmica vermelha, a existência de aproximadamente 11.000 empresas de pequeno porte distribuídas pelo País, empregando cerca de 300 mil pessoas e gerando um faturamento da ordem de R$ 2,8 bilhões (SEBRAE, 2008). A respeito destes dados conflitantes, a realidade é que grandes partes das empresas são de micro, pequeno e médio portes, e ainda utilizam processos tradicionais de produção.
3.3 Absorção de Resíduos
As indústrias de Cerâmica vermelha demonstram a tendência de absorver os resíduos industriais que são gerados pelos diversos setores de produção como: resíduos da exploração de carvão, resíduos da indústria têxtil e de curtume, resíduos derivados da extração e refino do petróleo e da indústria do papel como descrito no item 2.1, quadros 2,3 e 4. O permitirá que o estoque de matéria prima proveniente das reservas de argila seja prolongado.
11 Para que isso ocorra, é necessário que haja investimento em novas tecnologias e divulgação mais clara e precisa dos resultados obtidos, com a inserção de resíduos na produção de materiais cerâmicos. Até o presente momento, diversos artigos apontam quantidades que podem ser introduzidas, no entanto, nenhum deles chega a um consenso, devido às características inerentes aos tipos de resíduos.
De acordo com informações da ANICER (2008), as fábricas brasileiras utilizam em média 7,8 milhões de toneladas de argila por mês para produção de blocos ou tijolos de cerâmica. Um exemplo de economia de matéria prima está no uso do Lodo ETA (Estações de Tratamento de Afluentes), que pode ser adicionado à produção em uma taxa de 25%, sem provocar prejuízos ou alterações na qualidade do produto final.
Calculando-se uma porcentagem de 25% de resíduo, ter-se-ia uma nova proporção onde aproximadamente 5,85milhões de toneladas seriam de argila e 1,95milhões de toneladas de Lodo ETA. Em um ano, o meio ambiente seria poupado de receber em média 23,4milhões de toneladas de Lodo.
4. Considerações Finais
A questão do reaproveitamento de resíduos mostra-se relevante não somente sob o ponto de vista ecológico de preservação das reservas de argila e da questão da sustentabilidade, como também no âmbito político e socioeconômico. A publicação da Lei Nº 12.305/2010 que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) trouxe à tona novos desafios, exigindo de Estados e Municípios maior expressividade no tratamento dos resíduos sólidos urbanos e industriais. Repensar o destino que é dado aos detritos da indústria mostra-se assim uma necessidade cada vez mais urgente.
A apreciação dos estudos supracitados reforça e valida a opinião de que é viável a utilização da cadeia de produção da indústria de cerâmica vermelha como mecanismo de absorção de uma vasta gama de resíduos gerados pelo setor industrial. Dar continuidade às pesquisas na área, aprofundando-as, mostra-se cada vez mais necessário, no intuito de iniciar projetos de implantação de processos produtivos visando a absorção de detritos sólidos em cerâmicas e olarias. A investigação cientifica realizada neste trabalho apresenta limitações, pois os resíduos industriais podem ser absorvidos por diversos tipos de indústrias da cadeia da construção civil, e limitou-se a investigar somente o caso que envolve as Fábricas de Cerâmica Vermelha.
12 Necessário é ressaltar que grande parte da indústria de cerâmica vermelha no Brasil é formada por empresas de pequeno e médio porte. Sendo assim, programas como o “Cerâmica Sustentável é Mais Vida”, da parceria entre SEBRAE e ANICER, desempenham um papel fundamental na criação de ações ligadas à Nova Política de Resíduos Sólidos, tendo em vista seu compromisso com a consolidação de atividades sustentáveis e apoio à qualificação dos produtos cerâmicos nos Programas Setoriais da Qualidade (PSQ), pertencentes ao Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade no Habitat – PBQP-H, do Governo Federal.
Observa-se assim também uma necessidade dos órgãos governamentais de cobrar uma postura de responsabilidade compartilhada, onde a responsabilidade sobre os detritos torna-se também de seus geradores. Incentivar a adesão de projetos ligados à produção ceramista nos Planos de Gerenciamento de Resíduos Sólidos cobrados dos municípios pela PNRS contribuiria diretamente para a redução de resíduos sólidos no meio-ambiente. Com uma maior conscientização da indústria e impulso governamental, a absorção destes detritos pela indústria de cerâmica vermelha poderá mostra-se eficaz e trazer benefícios tanto para o próprio setor industrial e governo, quanto para o meio-ambiente e a sociedade em geral.
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Referências
Bibliográficas
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ANEXOS :
15 (período 2012-2030)
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