1 2 3
Aproveitamento do Lixo e Dejetos Para a Produção do
4
Biofertilizante
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
1. Resumo do Projecto O aumento do número de habitantes no planeta, e o aumento de números de fábricas devido à evoluçao tecnológica fazem com que grandes quantidades de resíduos sólidos são gerados diariamente, e estes na maioria das vezes depositados pela população em locais inadequados a céu abeto, resultando assim em grandes quantidades de altos depósitos de lixos acumulados nas ruas das nossas cidades, tornando assim uma tarefa difícil para as administrações no que tange na colecta e destinação desses resíduos. Os altos depósitos de lixo alteram a qualidade de vida das populações, causando doenças às mesmas através dos maus odores, alteram a qualidade do ar, do solo e da água, modificam o meio biótico, antrópico, físico e químico. Este projecto apresenta um estudo e uma possível solução para esses problemas. Com o estudo do aproveitamento dos resíduos sólidos urbanos para a produção do biofertilizante, o resultado deste processo assegurou um composto de melhor qualidade, o biofertilizante. A análise da avaliação das suas propiedades no princípio e no fim no processo mostrou uma grande alternativa para a destinação destes resíduos, evitando assim a sua destinação desnecessária aos aterros sanitários. O aproveitamento dos resíduos para a produção do biofertilizante para além de utilizar a matéria orgânica como fonte de adubaçao reintroduziria a matéria orgânica ao solo.
27 28 29 2
1
2. Introdução
2 3
Os resíduos sólidos são gerados pela população diariamente, em locais
4
inadequados, em grandes quantidades e com composições que dependem do
5
tamanho da população e também pela situação económica de cada municipio. Pela
6
observaçao in loco, nota-se que em angola, cerca 70% da constitução desses
7
resíduos é de origem orgânica, e dentro do princípio do desenvolvimento
8
sustentável, vale a pena utilizar esses residuos para a produção do biofertilizante.
9 10
Uma vez que com a crise dos preços baixos do petróleo, o país passou a
11
focar-se mais na área da agricultura para a diversificação da económia, para
12
diminuir custos com a importação de fertilizantes, que na sua maioria são
13
fertilizantes químicos, a utilização dos resíduos sólidos para a produção do
14
biofertilizante a partir do lixo e dejetos, serviria como uma grande alternativa, e de
15
grande viabilidade, simples e eficiente de uso para o nosso país.
16 17
A produção do biofertlizante através de resíduos sólidos urbanos pode
18
possibilitar vários benefícios, tanto estratégicos, sócio-económico e ambiental. Do
19
ponto de vista estratégico serviria como fonte alternativa de disposição desses
20
resíduos. Do ponto de vista sócio económico contribuiria no desenvolvimentodo do
21
comércio e da agricultura e do ponto de vista ambiental para além de contribuir com
22
a situação sanitária do país, reduziria os impactos dos gases de efeito estufa
23
causados pela má disposição desses resíduos, um dos maiores responsáveis pelo
24
aquecimento global.
25 26 27 28 29 30 31 32 3
1
Ao utlizar a matéria orgânica como fonte principal de fertilizante, faria com que
2
as plantas crescessem mais fortes e as mesmas seriam mais resistentes e o ciclo
3
biológico natural do solo restauraria e as pragas e infestações diminuiriam
4
significativamente. Espera-se que com a produção do biofertilizante a partir dos
5
resíduos sólidos urbanos o produto final atenda todas as especificações exigidas,
6
isto é, matéria orgânica, humidade, nitrogénio, ph, etc.
7 8
A utilização destes resíduos para a produção do biofertilizante mostra-se
9
como uma das alternativas ambientalmente segura e economicamente viável, e
10
apresenta notavelmente grandes reducões de volumes desses resíduos que são
11
descartados inadequadamente a céu aberto na natureza causando grandes
12
impactos negativos ao meio ambiente.
13 14
2.1 Objectivo Geral
15 16
. O objectivo do trabalho é mostrar que é possível produzir o biofertilizante a
17
apatir dos resíduos sólidos, e serem aplicados na agricultura, de modo a minimizar
18
os impactos negativos ambientais na disposição não dequada desses residuos
19 20
2.2 Objetivos Específicos
21 22
Determinar todos os monitoramentos (pH, temperatura, nitrogénio, humidade
23
etc.) no controlo de todo proceso para que o biofertilizante seja um producto de boa
24
qualidade e atender todas a s especificações exigidas
25 26 27 28 29 30 31
4
1 2
Demonstrar que é possivel utilizar o biofertilizante a partir dos resíduos sólidos na agricultura.
3 4 5
Demonstrar os benéficios que este projecto trará ao nosso país e à sociedade em geral.
6 7
2.3 Abrangência
8 9 10
Este trabalho limita-se apenas na produção do biofertilizantes a partir de resíduos sólidos e avaliar suas características.
11 12
2.4 Metodologia Utilizada
13 14
Variáveis
15 16
Variável Independente
17 18
Matéria orgânica, pH, temperatura, nitrogénio, humidade.
19 20
Variável Dependente
21 22
Biofertilizante.
23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 5
1
Procedimentos Metodológicos
2 3
Tipo de pesquisa
4 5
Quanto aos objectivos
6 7
Quanto aos objectivos, a pesquisa desenvolvida, é a exploratória.
8 9
Quanto aos procedimentos técnicos
10 11
Quanto aos procedimentos técnicos, a pesquisa foi experimental.
12 13
Métodos
14 15
Métodos de abordagem
16 17
Usei o método de abordagem Hipotético-dedutivo.
18 19
Método de procedimento
20 21
O procedimento utilizado nesta pesquisa foi o experimental.
22 23
Técnicas para a colecta de dados
24 25
Para a colecta de dados, utilizei a recolha de amostras.
26 27 28 29 30 31 32 6
1
Análise e interpretação de dados
2 3
Para esta pesquisa, usei o modelo cientifíco na área das engenharias para
4
analisar e interpretar os dados. Deste modo, partindo da necessidade de produzir
5
biofertilizante a partir dos residuos sólidos urbanos e dar uma melhor destinação a
6
estes resíduos que são postos pela população em locais nao apropiados, alterando
7
a qualidade de vida das mesmas, usei isto como problema e foram definidas metas
8
para a sua resolução e a análise no laboratório permitirá saber se a hipótese deste
9
estudo é cientificamente correcta.
10
Tabela 1- Cronograma das Actividades
11
Colunas1 Actividades Elaboração do projecto Enviar para qualificação Ampliar busca de dados Iniciar desenvolvimento Correção ortográfia e gramatical Finalizar formatação Enviar para correção Atender as solicitações Enviar definitivamente
Colunas1 Coluna2 Colunas3 Colunas4 Colunas5
Ago X
Set
Cronograma de trabalho/ano Out Nov Dez X X X X X X X
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 7
Tabela 2- Orçamento do projecto
1
MATERIAL Deslocaçao diária ao laborátorio Montagem das leiras Pendrive Total
CUSTO (Kzs ) 8.000.00 1.500.00 3.000.00 12.500.00
2 3
3. Fundamentação Teórica
4 5
São notáveis grandes quantidades de altos depósitos de lixos acumulados nas
6
ruas da nossa cidade de Luanda, o que preocupa os orgãos governamentais na
7
destinação dos mesmos. Estes resíduos são gerados pela população diariamente, a
8
maioria das vezes em locais não adequados a céu aberto, poluindo e alterando
9
assim o meio ambiente.
10
11 12
Figura 1- Lixo na cidade de Luanda
13 14
Quando os resíduos sólidos são dispostos a céu aberto é posivel notar a
15
presença de vários animais, e insectos que habitam nestas quantidades de altos
16
depósitos de lixos, e dentre estes temos primeiramente as moscas que podem
17
abrigar os agentes transmissores de coléra, os mosquitos que são transmissores de
8
1
febre amarela e malária, as baratas que abrigam os agentes da poliomielite, ainda
2
temos os ratos que são os principais causadores de várias doenças.
3 4
Processo de Transformação do Lixo em Bioertilizante
5 6
O processo de transformação do lixo em fertilizante inicia-se primeiramente
7
com a recolha selectiva dos resíduos, isto é, apenas matérias de origem orgânica
8
(animais e vegetais) fazem parte do processo, consequentemente, estas matérias
9
são levadas na triagem onde, resíduos de maiores dimensões são triturados, depois
10
homegeinados, isto é, misturados, para sofrerem o processo de fermentação,
11
maturação, correspondendo assim todo o processo global.
12 13
O processo de transformação dos resíduos sólidos e dejectos em fertilizante
14
normalmente ocorre em duas etapas: a primeira corresponde à digestão, que
15
geralmente ocorre durante 20 a 30 dias, nesta fase dá-se o processo de
16
fermentação e os resíduos orgânicos tornam-se bioestabilizados devido a
17
decomposição que os mesmos sofrem no processo anaeróbio, a segunda etapa, a
18
maturação, que geralmente ocorre durante os 30 a 60 dias, esta fase é mais longa
19
do que a primeira, e nesta fase os resíduos orgânicos apresentam alto grau de
20
fermentação. Na temperatura ambiente no inicio do processo, apenas encontram-se
21
organismos mesofílicos, isto se deve pelo facto dos mesmos não poderem
22
sobreviver a temperaturas acima de 25 a 45ºC.
23 24 25
Passando algum tempo, normalmente três semanas, já é possivel notar a presença de microrganismos termofilicos, sendo estes responsáveis pelo aumento
26 27 28 29 9
1
da acidez. A 65ºC hemicelulose e proteínas são decompostas por microrganismos
2
que aparecem a esta temperatura, quando esta se eleva aproximadamente aos
3
65ºC, todos os microrganismos patogénicos existente nos resíduos orgânico são
4
destruídos.
5 6
À medida que os dias vão passando, os microrganismos responsáveis pela
7
decomposição da matéria orgânica vão se esgotando, a intensidade das reacções
8
químicas vai diminuindo, a temperatura vai se tornando mais baixa, o pH vai
9
baixando, aproximando-se assim os últimos dias. Nesta última fase do processo,
10
nota-se também que o material orgânico apresentará uma cor escura em relação ao
11
composto inicial, o cheiro será diferente também com relação ao inicial, sendo este
12
no princípio de odor desagradável, agora com cheiro de terra, e obviamente a
13
redução do volume, que este diminuíra cerca de metade do seu volume original.
14 15
Decomposição da Matéria Orgânica
16 17
A matéria orgânica provém através de restos de animais e plantas. Durante o
18
processo, a decomposição dos residuos orgânicos é feita pela predominância dos
19
microrganismos que vão surgindo durante o processo, sendo estes responsáveis por
20
toda decomposição da matéria orgânica.
21 22
A predominância destes microrganismos apenas dá-se nas primeiras três
23
semanas, depois vai diminuindo à medida que a temperatura baixar até se
24
aproximar a temperatura ambiente. Devido à morte dos microrganismos, são
25
geradas células microbianas por causa da enorme quantidade de substâncias
26 27 28 10
1
formadas, que também sáo atacadas por outros microrganismos havendo assim
2
uma reciclagem até o final do processo
3 4
Utilização do Composto como Biofertilizante
5 6
É bem verdade que devido à falta de estudos, que consequentemente leva a
7
falta de informação sobre a utilização de resíduos sólidos orgânicos para a produção
8
do biofertilizante, que poderia ser utilizado no nosso país, para além de reduzir os
9
grandes altos depósitos de lixos, restabeleceria as condições ecológicas locais e
10
reduziria os milhões que são gastos na exportação de fertilizantes, e não só geraria
11
informação para a população de que as mesmas pudessem ser utilizadas nos
12
jardins de casa, nas plantações de frutas e legumes.
13 14
Por na sua composição existir matéria orgânica, o biofertilizante aplicados ao
15
solo, reintroduzem a matéria orgânica de volta ao solo, aumentado assim a
16
capacidade de reter água e ar ao mesmo ao contrário dos fertilizantes quimicos.
17 18
4. Questões a abordar
19 20 21
Será possivel a produção do biofertilizante a partir de residuos sólidos para utilização na agricultura?
22 23
5. Soluções Propostas
24 25
A hipótese desta pesquisa é mostrar que será possivel reduzir o volume dos
26 27 28
11
1 2
resíduos sólidos orgânicos que são inadequadamente lançados ao meio ambiente, produzindo o biofertilizante através dos mesmos.
3 4
6. Aplicabilidade
5 6
Materias
7 8
Residuos Sólidos
9 10 11
Os residuos sólidos usados nesta pesquisa foram apenas de origem orgânica, isto é, restos de animais e plantas.
12 13
Leiras
14 15
As leiras utilizadas neste estudo foram três, e feitas de madeira.
16
17 18
Figura 2- Leira e alguns tipos de resíduos orgânicos usados no estudo.
19 20 21 22 12
1
Amostras para a Análise
2 3
Depois de todos os residuos orgânicos terem sido recolhidos, foram
4
distribuídos igualmente nas três leiras estudadas. Depois de montada, foram
5
recolhidas amostras diariamente e levadas ao laboratório cedido pela Universidade
6
Jean Piaget de Angola para o tratamento das mesmas monitorando assim, os dados
7
da temperatura, do pH, do nitrogénio total e a humidade.
8 9
Análise da Temperatura
10
11
Para a medição da temperatura foi utilizado o termómetro de mercúrio.
12
13
14
Figura 3- Termómetro utilizado no monitoramento da tempetarura.
15A
16
17 13
1 AnĂĄlise da Humidade
2 3
A hunidade foi possivel verificar apenas visualmente e pelo contacto.
4
Espremendo a amostra, se a mesma nao escorrer nenhum liquido entao poderia se
5
dizer que o processo ocorre de forma desejada.
6 7
8 9 10
Figura 4- Monitoramento da humidade Arejamento das Leiras
11 12 13
Foram realizadas reviragens para arejar as leiras, estas reviragens foram feitas uma vez, de dois em dois dias devido à compactação dos residuos.
14
14
1
Figura 5- Arejamento das leiras
2 3 4
Dados do pH
5 6
Para a medição do pH das amostras foi usado o pH- Indikatorstabchen.
7
8 9
Figura 6- Indicador de pH usado na medição do pH das amostras
10 11
Dados do Nitrogénio
12 13
Para a determinação do nitrogénio total de kjedahl, as amostras foram
14
analizadas no laboratório cedidos pela Universidade, utilizando os seguintes
15
equipamentos: Uma bureta de 25 ml, Erlenmyer de 250 ml, HCL0,05N, 15
1
equipamentos para destilação, catalisadores, ácidos sulfúrico concentrados, solução
2
ácida bórica, algumas misturas marcadoras como o alaranjado de metila.
3 4
Digestão da Amostra
5 6
Colocou-se 0,6 g de amostra na bureta, e 1,5 de catalisador, em seguida 5 ml
7
de ácido sulfúrico concentrado foram adicionados para evitar o contacto da amostra
8
com a parede da bureta seguidamente levados a estufa para a secagem,
9
programando assim até 230 ºC. Esperou-se cerca de 20 minutos até a retirada da
10
bureta na estufa, e em seguida colocou-se na água pra esfriar.
11 12
Depois de a bureta encontrar-se completamente fria, 5 ml de água oxigenada
13
foi colocado, e esperou-se dez minutos, notando a transparência do mesmo.
14
Completamente frios no final do processo, 40 ml de água destilada ainda foram
15
adicionados.
16 17
Destilação das Amostras
18 19
Em um erlenmmyer foram colocados 10 ml de ácido, e 6 gotas de alaranjados
20
de metila foram também adicionados. Iniciou-se a ebulição da amostra quando a
21
bureta com a amostra foi conectada no equipamento.
22 23
Com a diminuição de temperatura, lentamente o NaOH foi saindo, e quando
24
todo NaOH foi completamente retirado, a temperatura voltou a aumentar. Após o
25
aquecimento diminuir, o erlenmyer foi substituído por um Becker, este possibilita a
26 27 28 29 30 31 32 16
1
limpeza no interior do destilador, facilitando a entrada de outra amostra.
2 3
Titulação do destilado
4 5 6
Utilizou-se HCL 0,5N para lavar a bureta, em seguida colocou-se HCL o que facilitou a limpeza total da mesma.
7 8 9
A amostra foi titulada com a soluçao de HCL até obter a coloração alaranjada, e o cálculo foi feito da seguinte maneira: NT
em que o NT foi à
10
percentagem de nitrogéio na amostra, V HCL foi o volume de HCL gasto na
11
tiltulaçao, o N HCL foi à normalidade da quantidade HCL, já o MA foi a massa da
12
amostra espressa em grama.
13
14 15
Figura 7- Alguns reagentes usados no estudo
16 17
Resultado e Discusões
18 19
A tabela abaixo mostra os valores da análise da temperatura das amostras
20
das três respectivas leiras que foram monitoradas no laboratório da universidade
21
Jean Piaget de Angola diariamente durante seis semanas consecutivas.
22 23 17
1
Tabela 3- Dados dos valores do monitoramento da temperatura. Tempo (dias) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
Leira 1 53 52 51 51 50 49,1 47,9 47,2 46,1 43,8 40,6 39,5 36,2 36,1 35,3 35,1 34,7 34,4 34 33,6 33,1 33 29,6 29,3 29,1 28,2 28 27,5 27,3 27,1 26,8 26,3 26,1 25,7 25,2 25 24,5 24,1 23,7 23,3 23,1
Leira 2 52,9 51,4 50,7 50,3 49,4 49,1 48,7 48,2 47,5 46,1 40,2 39,1 35,4 32,9 32,6 31,7 30,6 30,3 30,1 29,3 29,1 29 28,5 28,1 27,2 26,4 26,1 25,4 24,1 23,8 23,4 23 22,9 22,7 22,4 22 21,8 21,4 21,1 20,6 20,3
Leira 3 52,3 51,5 50,2 49,6 49,3 49 48,5 48,2 48,1 47,2 46 45,1 42,9 41,4 40 39,8 39,1 31,2 30,5 29,1 28,6 27,5 27,1 26,6 25,8 25,2 24,7 24,3 23,5 23,1 22,8 22,2 21,7 21,5 21 20,6 20,6 20,2 20 19,7 19,5 18
42 43 44
22,7 22,3 21,8
20,2 20,1 20
19,1 19 18,4
1 2
3
Gráfico 1- Valores do monitoramento da temperatura em relação à semanas.
4 5 6
O gráfico acima mostra os resultados da análise do monitoramento da temperatura realizados diariamente.
7 8 9 10
Como
podem
ser
observadas
no
gráfico,
as
três
leiras
tiveram
comportamentos praticamente semelhantes, isto devido por elas terem o mesmo tipo de resíduos orgânicos.
11 12
Pode-se observar também que nos primeiros dias devido à ausência dos
13
microrganismos
responsáveis
pela
decomposição
da
matéria
orgânica,
a
14
temperatura era ambiente, mas à medida que o tempo foi passando ja era possível
15
notar a grande presença de microgranismos, daí a temperatura começou a ler
16
valores altos, isto pode ser observado na segunda e terceira semana. Já a partir da
17
quarta semana a tempertura começou a baixar, isto devido à morte dos
19
1
microrganismos na medida em que o tempo foi passando, aproximando-se assim o
2
final do processo.
3 4
pH
5 6 7
A tabela abaixo mostra os valores dos resultados do pH que foi monitorado semanalmente nas três leiras.
8 9
Tabela 4- Valores do resultado do pH Semanais Leira 1 1 4,2 2 5,12 3 6,23 4 8,31 5 8,97 6 9,13
Leira 2 5,01 5,07 6,18 8,53 8,59 9,02
Leira 3 4,36 5,3 6,43 8,15 8,43 8,57
10 11
12 13
Gráfico 2- Valores do monitoramento do pH em relação a semanas
14 20
1
No início do processo, devido a pouca poresença de microrganicos nas leiras,
2
os valores de pH chegaram a atingir valores entre 5,6 à 4,1. Mas a partir da segunda
3
semana ja era possivel notar a grande presença de varios tipos microrganismos
4
influenciando assim na leitura de valores altos de pH, isto é, até 9,5 como pode ser
5
observado no gráfico acima.
6 7
Nitrogénio
8 9
A tabela abaixo mostra os resultados dos valores do nitrógenio total.
10
Tabela 5- Dados do monitoramento do nitrogénio
11
Tempo (dias) 0 5 10 25 30 35 40 45
Leira 1 Leira 2 Leira 3 0,69 1,78 1,18 1,2 1,1 1,23 1,06 1,01
0,63 1,71 1,32 1,3 1,28 1,21 1,19 1,06
0,61 1,73 1,29 1,26 1,21 1,2 1,13 1,09
12 13 14
Como pode ser observado no gráfico abaixo nos dados de nitrogénio total
15
obtido, na fase termofílica, ou seja, nos primeiros dias do processo, o nitrogénio
16
descrevia valores baixos entre 0,69 na primeira leira, 0,63 para a segunda leira e
17
0,61 na terceira leira, isto se deveu pelo simples facto de que nos primeiros cinco
18
dias do pocesso ainda nao ter havido a predominância de microrganismos nas
19
leiras. Consoante os dias foram passando é possivel perceber os valores altos de
20
nitrogénio devido já algumas presenças de microrganismos, estes responsáveis por
21
todo o processo.
22
21
1
Também pode observa-se que os valores de nitrogénio voltaram a tomar
2
valores baixos outra vez, e isto se deveu pela morte de alguns microrganismos
3
durante o processo.
4
5 6
Gráfico 3- Dados do monitoramento do nitrogénio em relação ao tempo de dias.
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 22
1
7. Considerações Finais
2 3
A produção do biofertilizantes a partir de resíduos sólidos resultou em um
4
material
completamente
estabilizado,
com
propiedades
5
completamente diferentes do material que lhe deu origem, o lixo.
e
características
6 7
De acordo com o monitoramento de todos os parâmetros, isto é, da temperatura,
8
pH, humidade, nitrogénio, verificou-se que a quantidade de material orgânico é o
9
factor que apresentou maior influencia, porque quanto maior for a quantidade de
10
matéria orgânica na leira, maior é a quantidade de microrganismos na leira, estes
11
responsáveis pela decomposiçã dos resíduos.
12 13
A aeração da leira procurou garantir a presença do oxigénio, evitando assim, a
14
compactação da massa. E pelo metabolismo dos microrganismos ser exotérmico, a
15
produção do calor dependeu nao só da humidade, temperatura, pH mas também do
16
tamanho da leira.
17 18
No final do processo notou-se que o material orgânico apresentou uma cor muito
19
escura em relação ao inicio, também o cheiro no final do processo apresentou com
20
cheiro caracteristico de terra, visto que no principio apresentava-se com mau odor, e
21
obviamente foi possivel notar também a reduçao significativa do volume do material
22
final com relação ao seu volume inicial, isto é, cerca da metade do seu volume
23
original.
24 25 26 27 28 29 30
23
1
Referência Bibliográfica
2 3
Baath, L.M.Q. Tratamento de lixo, São Paulo: Hemus, 2ª ed. 1991.
4 5
Bowler, N. Aspectos do lixo urbano no estado de SP e considerações sobre a
6
reciclagem do alumínio e de papel. Faculdade de engenharia mecânica
7
Universidade Estadual de Campinas, 1998. (Doutorado em planeamento de sistema
8
energéticos), Campinas - SP, 1998.
9 10
EMURB – Empresa municipal de obras e urbanização. Projecto conceitual do
11
sistema de tratamento e disposição final dos residuos sólidos de Aracajú e zona
12
metropolitana e programa de recuperação da área degradada pela lixeira da terra
13
dura. Volume II, Aracajú, 2002.
14 15
Henriques, L.C. Processo de compostagem a partir de lixo orgânico de lixo
16
orgânico urbano em leira estática com ventilação natural, Belém, PA - Embrapa,
17
Amazónia oriental, 2004.
18 19 20
Kiehl, L.B. Processo de compostagem a partir de lixo orgânico urbano e caroço de Açaí, Belém, PA, Amazónia oriental, 8 p.2000.
21 22
Lima, J.S. Hortaliças cultivadas com compostos orgânicos de lixo urbano não
23
apresentam contaminação com metais pesados. Revista Ceres, V 46, nº268, p. 371-
24
385, 1999.
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Anexo 1
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Figura 8- Recolha selectiva dos res铆duos s贸lidos.
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5 6
Figura 9- Montagem das leiras estudada
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Figura 10- Produto bioestabilizado
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