O USO DE RESÍDUOS SÓLIDOS COMO FORMA …abepro.org.br/biblioteca/TN_STP_214_269_27868.pdf · o uso de resÍduos sÓlidos como forma alternativa para aplicaÇÃo na indÚstria cerÂmica

O USO DE RESÍDUOS SÓLIDOS COMO

FORMA ALTERNATIVA PARA

APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA

CERÂMICA COM FOCO NA REDUÇÃO

DOS IMPACTOS AMBIENTAIS

Gildemberg Pereira de Barros Silva (URCA)

[email protected]

Monica Suely Guimaraes de Araujo (URCA)

n�o informado

RODOLFO DE SOUSA SANTOS (URCA)

[email protected]

Francisco Roberto Dias de Freitas (URCA)

[email protected]

Rosa Maria de Medeiros Marinho (URCA)

[email protected]

O homem desde os primórdios sempre utilizou dos recursos da

natureza para sua sobrevivência, e como base usa as matérias primas

naturais em seus processos de produção, no qual ocorre o uso

desenfreado das matérias primas, assim como a geração de resíduos

sólidos que comprometem a vida útil do planeta, implicando em sérios

impactos ambientais. Em uma época que muito se fala a cerca da

gestão ambiental, a preocupação com o meio ambiente e a

sustentabilidade do planeta, faz com que pesquisadores e produtores

direcionem suas atenções para a geração de resíduos sólidos, oriundos

dos processos produtivos. Destarte, a indústria cerâmica é uma das

que mais se destaca na reciclagem de resíduos industriais e urbanos

em virtude de possuir elevado volume de produção que possibilita o

consumo de grandes quantidades de rejeitos, e que aliado às

características físico-químicas das suas matérias-primas e às

particularidades do processamento cerâmico, faz da indústria

cerâmica uma das grandes opções para a reciclagem de resíduos

sólidos. Esse trabalho reporta através da literatura a possibilidade da

absorção de resíduos sólidos industriais pela indústria de cerâmica

vermelha, e sua forma de reutilização ao processo de produção

industrial, como solução atraente para atenuar os problemas

ambientais ocasionados pela disposição erronia desses resíduos, assim

como o uso desenfreado da matéria-prima natural.

Palavras-chave: Resíduos, Gestão Ambiental, Cerâmica,

Sustentabilidade, Reciclagem.

XXXV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Perspectivas Globais para a Engenharia de Produção Fortaleza, CE, Brasil, 13 a 16 de outubro de 2015.

XXXV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Perspectivas Globais para a Engenharia de Produção

Fortaleza, CE, Brasil, 13 a 16 de outubro de 2015.

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1. Introdução

O ser humano utiliza inúmeros bens e produtos para atender suas diversas necessidades. Neste

sentido, grande parte do que é utilizado no dia-dia é resultado de um processo produtivo, o

qual faz uso de fatores como: recursos naturais, trabalho e capital (MACIEL, 2013). Com a

superpopulação mundial, o uso exagerado dos recursos naturais e a disposição erronia dos

resíduos gerados pelas atividades industriais têm ocasionado impactos significativos ao meio

ambiente.

Os resíduos sólidos, uma das formas da poluição industrial, indicam ineficiência do processo

produtivo, representando, quase sempre, perdas de matérias-primas e insumos (JACOMINO,

2002). A prática de deposição em aterros ou lagoas de sedimentação, no atual estágio das

legislações de proteção ambiental no Brasil, tornou-se cara, perigosa e complicada para as

empresas geradoras dos resíduos (BARATA et al., 2012) . Com isso a utilização desses

resíduos na composição da argila para a produção de materiais cerâmicos, tornou-se uma

alternativa para oferecer um destino adequado para os resíduos sólidos.

Os materiais cerâmicos, destacando-se a cerâmica vermelha, tem como matéria prima bruta a

argila comum encontrada na natureza. Com o aumento na demanda, tem exigido o aumento

da produção remetendo assim ao aumento na extração e no consumo da argila. Tendo em vista

o grande potencial para o aproveitamento dos resíduos sólidos na indústria de cerâmica

vermelha, uma alternativa viável que pode ser aplicada para atenuar o alto consumo de argilas

é o uso de resíduos industriais incorporados às massas argilosas como matérias-primas

alternativas.

O acelerado ritmo da industrialização associado à falta de planejamento dos órgãos

competentes tem provocado grandes impactos no meio ambiente. Com uma sociedade cada

vez mais exigente em relação às questões ambientais, as empresas têm investido em técnicas

de produção que tornam suas organizações mais sustentáveis. Nesse cenário a consciência

ambiental passa a ser responsabilidade tanto empresarial quanto governamental.

Então, em face do exposto, o presente trabalho objetiva realizar um estudo acerca dos tipos de

resíduos sólidos utilizados como matérias-primas alternativas na indústria de cerâmica, com



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foco na redução dos impactos ambientais ocasionados pela geração e disposição erronia desse

material no meio ambiente e os impactos do alto consumo do recurso natural, a argila.

2. Referencial teórico

2.1. Planejamento e gestão ambiental

Planejamento é uma ferramenta de gestão. É um processo de organização de tarefas para se

chegar a um fim, com fases características e sequenciais que, em geral, estão na seguinte

ordem: identificar o objeto do planejamento, criar uma visão sobre o assunto, definir o

objetivo do planejamento, determinar uma missão ou compromisso para se atingir o objetivo

do planejamento, definir políticas e critérios de trabalho, estabelecer metas, desenvolver um

plano de ações necessárias para se atingir as metas e cumprir a missão e objetivos, estabelecer

um sistema de monitoramento, controle e análise das ações planejadas, definir um sistema de

avaliação sobre os dados controlados e, finalmente, prever a tomada de medidas para

prevenção e correção quanto aos desvios que poderão ocorrer em relação ao plano

(FLORIANO, 2004).

No que diz respeito a um Planejamento ambiental, pode-se dizer que “é a organização do

trabalho de uma equipe para consecução de objetivos comuns, de forma que os impactos

resultantes, que afetam negativamente o ambiente em que vivemos, sejam minimizados e que,

os impactos positivos, sejam maximizados” (FLORIANO, 2004).

Segundo Kraemer (2004), gestão ambiental é o sistema que inclui a estrutura organizacional,

atividades de planejamento, responsabilidades, práticas, procedimentos, processos e recursos,

para desenvolver, programar, atingir, analisar criticamente e manter a política ambiental. É a

forma pelas qual a organização se mobiliza interna e externamente, para a conquista da

qualidade ambiental desejada. Ela consiste em um conjunto de medidas que visam ter controle

sobre o impacto ambiental de uma atividade.

Adequação ambiental, melhoria contínua, desenvolvimento sustentável, especificações legais,

entre outras, são palavras que começam a entrar no cotidiano do mundo empresarial, mas que

para muitos, ainda são de difícil compreensão e, principalmente, aplicação. No entanto, estas

ações, mais que uma exigência legal ou de mercado, são ferramentas de gestão. Com o

aumento das restrições impostas pela legislação ambiental, bem como pelas exigências do



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mercado para processos e produtos ambientalmente corretos. Muitos estudos vêm sendo

desenvolvidos para, entre outros, promover a redução de geração, o tratamento, a reutilização

e a disposição correta de resíduos (FERRARI et al., 2002).

A preocupação com a preservação do meio ambiente vem crescendo muito nos últimos anos,

e no Brasil não é diferente. Vários fatores apontam este crescimento, destacando-se o aumento

do interesse do grande público que gradativamente vai tornando a marca ambiental argumento

de marketing, o aumento na quantidade e nível das organizações da sociedade civil dedicadas

ao tema e a exigência de certificação ambiental às empresas brasileiras exportadoras trazendo

reflexos mesmo na indústria interna. Este conjunto de fatores se expressa diretamente em

políticas estatais de preservação ambiental e mesmo em textos normativos da série da ISO

14000 que serve de base para transações comerciais (CASAGRANDE et al., 2008).

O planejamento e a gestão ambiental deve ser preocupação das empresas que estarão sujeitas

a problemas ambientais.

2.2. Resíduos e a indústria

A destinação dos resíduos gerados dentro do processo produtivo de uma organização deve ser

motivo de inquietação por parte dos geradores. Com consumidores cada vez mais exigentes,

as empresas têm buscado se adequar as normas em vigor para minimizar os impactos ao meio

ambiente.

Segundo Maés (1986), resíduo é definido como toda matéria ou substância de um processo de

produção, transformação ou utilização ou todo bem móvel material, que em um determinado

tempo e espaço é abandonado ou destinado ao abandono pelo seu responsável. No entanto,

uma definição mais atual pode ser obtida a partir do seguinte conceito: “lixo é matéria-prima

fora de lugar.” (MINC, 2001).

Segundo Silva e Fungaro (2011), todo processo industrial gera resíduos, muitas vezes tóxicos

e perigosos, não sendo possível, simplesmente, descartar esses materiais na natureza sem

causar danos à saúde e ao meio ambiente.



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Conforme a procedência um resíduo pode ser classificado em: domiciliar, industrial,

hospitalar, etc. Os dois primeiros tipos são, segundo OLIVEIRA (1998, p. 9), os maiores

poluidores do meio ambiente.

Uma importante diferença entre o resíduo doméstico ou urbano e o resíduo industrial, além

obviamente da origem e da composição, é que a destinação do primeiro é de incumbência do

município, enquanto que o segundo é de responsabilidade da própria indústria que o produziu

(ESTRELA, 1996, p. 4).

Conforme o grau crescente de insalubridade, a NBR 10.004 classifica os resíduos em: Inertes

e essencialmente insolúveis (classe III), não perigosos e não inertes (classe II) e, perigosos

(classe I).

Consta na norma ABNT 10.004 a caracterização dos resíduos sólidos.

Tabela 1 - Caracterização dos resíduos sólidos pela ABNT.

Fonte: ABNT, 2004

De acordo com Hayashi (2001), após o resíduo ser classificado e caracterizado, pode-se

conseguir os valores para eliminar o potencial nocivo do mesmo, desde a origem até seu

armazenamento. Deve-se ressaltar que essas metas precisam ser estabelecidas através de

normas técnicas, e de técnicas economicamente viáveis.

O gerenciamento dos resíduos gerados nas atividades industriais tem chamado a atenção das

autoridades públicas e da sociedade como um todo. A deposição desses materiais no meio

ambiente pode causar consequências catastróficas e em algumas vezes irreversíveis.



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As exigências, cada vez mais crescentes quanto ao controle dos resíduos e a necessidade de

manter a competitividade numa economia globalizada, vêm obrigando as indústrias a

“enxergar” nos resíduos uma forma de desperdício e assim, a utilizar de forma mais racional

os insumos de seus processos de modo a contribuir para a sustentabilidade de seus negócios

(MOREIRA, 2006).

2.3. A indústria de cerâmica vermelha: processo de produção a geração de resíduos

A mais de 2000 anos, bem antes do domínio português, no Brasil já havia produção de

materiais cerâmicos. A origem desses materiais cerâmicos está vinculada às culturas

avançadas dos indígenas, habitantes do Brasil na época, que fabricavam potes, baixelas e

outros produtos para uso doméstico. Alguns estudos arqueológicos apontam para indícios de

material cerâmico presente na região amazônica, em torno de 5000 anos atrás (GALLUCCI;

CUNHA, 2008).

O setor cerâmico no Brasil constitui um dos maiores conglomerados industriais do gênero no

mundo, tendo uma grande importância econômica para o Brasil, com uma participação no PIB

brasileiro de quase 1,0%. Parte importante desse setor, a indústria de cerâmica vermelha no

Brasil, também denominada cerâmica estrutural, envolve a produção de elementos estruturais,

de vedação e de acabamento para a construção civil (telhas, blocos estruturais e de vedação,

tubos, lajotas e pisos) e responde por um faturamento de R$ 18,0 bilhões/ano (US$ 9

bilhões/ano), segundo dados da Anicer – Associação Nacional da Indústria Cerâmica, com

uma participação de 6903 empresas, na maior parte micro e pequenas empresas de origem

familiar, envolvendo a oferta de 293 mil empregos diretos (média de 42,4 empregados por

empresa) e 1,25 milhões de empregos indiretos, constituindo um dos maiores parques de

produção de cerâmica vermelha no mundo. (EELA, 2012).

A cerâmica vermelha é caracterizada por produtos oriundos da argila, através de moldagem,

secagem e queima da mesma, de onde vem à cor avermelhada que dá seu nome, tal como

acontece com tijolos, blocos e telhas (VERÇOZA, 1987). A indústria de tijolos, blocos e

telhas cerâmicos, busca produzir determinados produtos com certas características exigidas

pelo mercado, utilizando certos insumos, como matérias-primas, recursos humanos e energia

(IKEDA, 1980).



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Na indústria de cerâmica vermelha, os processos são tão variados quanto os produtos,

havendo dos mais rudimentares até os automatizados. No entanto, para qualquer processo, três

etapas estão sempre presentes: preparação das matérias-primas, conformação e processamento

térmico, como mostra a Figura 1 (IKEDA, 1980).

Figura 1- Etapas básicas no processamento de produção de tijolos, blocos e telhas cerâmicas.

Fonte: Adaptado de IKEDA (1980)

Em relação a geração de resíduos sólidos e líquido: Os principais resíduos gerados por este

setor industrial são decorrentes das perdas de produto acabado. Embora nas fases de

moldagem e secagem haja perdas significativas, os resíduos podem ser incorporados ao

processo, não causando impactos ao meio ambiente. No entanto, o produto após a queima não

pode ser aproveitado como matéria-prima sem antes sofrer um processo prolongado de

decomposição, portanto deve ser encaminhado corretamente (GRICOLETTI, 2001).

Os resíduos podem ser utilizados como aterro no local, principalmente para recuperar as áreas

de extração esgotadas. Produto acabado com poucos defeitos podem ser vendidos como

material de 2ª para usos menos nobres, como muros ou paredes rebocadas (GRICOLETTI,

2001).

2.4. Resíduos sólidos industriais

Estudos apontam que o uso de resíduos sólidos na composição da argila para produção de

produtos cerâmicos, se tornou uma alternativa para que se possa oferecer um destino

adequado ao uso dos resíduos sólidos. Pesquisadores como: Borlini et al. (2005) caracterizou

a cinza proveniente da combustão de lenha predominantemente de eucalipto visando a

incorporação na massa de cerâmica vermelha, Vieira e Monteiro (2006), incorporou um



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resíduo oleoso proveniente do setor de extração de petróleo em massa de cerâmica vermelha,

avaliando as alterações produzidas nas propriedades físicas e mecânicas da cerâmica, Barata e

Angélica (2012) investigaram as características físicas, químicas e mineralógicas dos resíduos

processados da Região do Jari e do Capim, de modo a avaliar se atendem aos requisitos como

matéria-prima para a produção de uma pozolana de alta reatividade, o metacaulim, adição

mineral que incorporada ao cimento Portland proporciona alto desempenho às misturas de

concreto e argamassas.

Podemos citar mais estudos que visam o reaproveitamento dos resíduos, para a recolocação

do mesmo na mesma linha de produção que o gerou. Uma parte deles analisa a mistura do

resíduo industrial em argilas destinadas à fabricação de Cerâmica Vermelha, incorporando o

material ao produto. Dentre os quais tem-se: Resíduos da serragem de granitos, da cinza de

casca de arroz, de lama vermelha oriunda do processo Bayer, de lixívia de glicerina e de

cinzas de carvão já foram misturados com massas argilosas em porcentagens diversas,

visando a obtenção de produtos, citando apenas um mínimo de exemplos (MARTINS et al.,

2005).

A literatura reporta ainda alguns grupos de resíduos sólidos utilizados na produção de

materiais cerâmicos, dentre eles: resíduos combustíveis, resíduos fundentes e resíduos

redutores de plasticidade.

Os resíduos combustíveis contém elevado teor de substâncias orgânicas e lhes conferem alto

poder calorífico. O uso de materiais combustível como auxiliares de queima pode chegar a

propiciar economia energética da ordem de 45%. Os resíduos fundentes têm como

característica produzir diminuição na temperatura de maturação do corpo cerâmico,

possibilitando redução do consumo energético, graças às novas características da massa

cerâmica. Resíduos redutores de plasticidade caracterizam-se por serem materiais friáveis

que, quando adicionados as massas provocam redução de sua plasticidade. (MENEZES et al.,

2002).

2.5. A reciclagem na indústria de cerâmica vermelha



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Dentre os principais impactos maléficos ao meio ambiente, decorrente de uma indústria de

cerâmica vermelha, destaca-se a extração dos recursos naturais, a geração de resíduos sólidos

e emissões gasosas.

Dias (1999) impõe à adoção de medidas mitigadoras vinculadas a responsabilidade do homem

diante dos impactos negativos ocasionados pelas atividades das indústrias cerâmicas, que são:

Implantar reflorestamentos com fins energéticos visando ao auto suprimento de lenha;

Realizar a recuperação das áreas degradadas durante a exploração das jazidas; Executar o

controle da emissão de poluentes na atmosfera, mediante a fixação da altura adequada das

chaminés e a instalação de equipamentos para depuração dos gases; As emissões de partículas

podem ser controladas pelo uso de equipamentos de aspiração e separação mediante o uso de

ciclones. A serragem deve ser armazenada em local coberto, evitando-se a dispersão de

partículas pelo vento; O controle das emissões de gases pode ser feito pelo uso de sistemas de

exaustão e captação ou tratamento dos gases; A emissão de poeira na área do empreendimento

pode ser reduzida mediante o umedecimento da área de circulação interna; Realizar quando

necessário, o tratamento acústico de equipamentos e/ou edificações, de forma a evitar a

ocorrência de poluição sonora; A utilização por parte dos trabalhadores, de Equipamentos de

Proteção Individual (EPIs), tais como botas, luvas, capacete, protetores auriculares e óculos.

Para Dias (2009) merece ser enaltecida a postura das empresas que se conscientizam de suas

obrigações diante dos impactos negativos ocasionados por suas atividades, buscando melhorar

seu desempenho social e ambiental por meio da internalização dos custos ambientais

requeridos, por intermédio de “medidas de inclusão de sistemas de gerenciamento, cujas

medidas visem à redução de impactos ao ambiente e à saúde; programas de conscientização e

informação”.

Nas atividades industriais, em sua grande maioria, gera resíduos sólidos e que deve ser dado

um destino sustentável a esses resíduos. Para isso, Moura (2008) lembra a existência dos 4 Rs:

redução, reuso, recuperação e reciclagem. A redução, segundo Moura (2008), consiste em

reduzir os desperdícios que são gerados de maneira anormal, procurando sempre uma melhor

opção que melhore o desempenho quanto à geração de resíduos. Ainda seguindo a linha de

Moura (2008), outra forma de reduzir o desperdício é utilizando a técnica de reutilização que

está ligada à idéia de valorizar os resíduos e reaproveitá-los.



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3. Metodologia

Como toda atividade racional e sistemática, a pesquisa exige que as ações desenvolvidas ao

longo de seu processo sejam efetivamente planejadas (GIL 2002).

Foi realizado um estudo teórico, a cerca de resíduos sólidos que são incorporados a matriz

cerâmica, como forma alternativa para minimizar os impactos ambientais, observando os tipos

de resíduos já incorporados. Foram também analisadas as etapas de processamento dos

materiais cerâmicos, a identificação dos tipos de resíduos sólidos gerados em cada uma das

etapas, analisando as possibilidades técnicas da incorporação do resíduo sólido na matriz

cerâmica, e as tecnologias utilizadas nos processos de reutilização desses resíduos sólidos no

processo de produção, suas propriedades e uma comparação desse novo produto após a

inserção do resíduo a matriz cerâmica. Outro fato importante foi analisar o panorama da

indústria cerâmica no Brasil e os conhecimentos acerca das normas e diretrizes que norteiam

o gerenciamento de resíduos por parte das indústrias.

4. Resultados e discussões

Estudos já realizados trazem medidas atenuantes para minimizar os prejuízos causados a

natureza, consequentes dos resíduos gerados nas atividades industriais. Dentre elas a

reciclagem desses materiais se destaca, pois traz inúmeros benefícios tanto a empresa como

ao meio ambiente. A incorporação de resíduos sólidos na matriz cerâmica tem sido uma forma

plausível para a diminuição desses materiais na natureza. Desse modo, se faz necessário um

estudo da arte sobre o uso sobre o reaproveitamento de resíduos sólidos industriais, com

aplicação no setor cerâmico, para a minimização dos impactos ambientais.

Segundo Souza et. al (2008), a incorporação quando realizada com sucesso pode melhorar a

qualidade do produto final, diminuir o consumo de matérias-primas naturais, diminuir o custo

de produção e, principalmente, contribuir para a minimização do impacto ambiental.

Menezes et al. (2007), caracterizou resíduo do beneficiamento do caulim e a avaliou sua

aplicabilidade como matéria-prima cerâmica alternativa para a produção de blocos e telhas

cerâmicos. O resíduo foi caracterizado através da determinação de sua composição química e

mineralógica, por difração de raios X e análise térmica diferencial e gravimétrica, distribuição

de tamanho de partículas e análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura.



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Foram formuladas composições contendo o resíduo e confeccionados corpos de prova por

prensagem e extrusão. Os corpos de prova foram queimados e em seguida foram avaliados

quanto à absorção de água e o módulo de ruptura à flexão. Como resultado foi apresentado

possível a incorporação de até 50% de resíduo em formulações para produção de blocos e

telhas cerâmicas e que a co-utilização do resíduo de granito e de caulim possibilita obter

propriedades físicas superiores às observadas nos corpos de prova com incorporação de

apenas resíduo de caulim.

Freitas et al.(2011), avaliou o efeito da incorporação do coque de petróleo nas propriedades

físicas e mecânicas de cerâmica vermelha. Foram preparadas composições com 0%, 1%, 2% e

4% em peso de coque de petróleo incorporado numa massa argilosa caulinítica. As

propriedades físicas e mecânicas determinadas foram: tensão de ruptura à flexão e absorção

de água. A microestrutura das cerâmicas queimadas foi avaliada por microscopia ótica. Os

resultados mostraram que o resíduo de coque de petróleo pode contribuir significativamente

para a redução do consumo de energia durante a etapa de queima. Entretanto, incorporações

devem ser realizadas em quantidades ao redor de 1% em peso para não prejudicar a absorção

de água da cerâmica.

Babisk et al.(2012) caracterizou e avaliou os efeitos da incorporação do resíduo de quartzito

em cerâmica vermelha. Foram estudadas incorporações de até 40% em peso de resíduo em

massa cerâmica e os corpos de prova foram queimados a 800ºC. A incorporação de resíduo de

quartzitos em cerâmica vermelha se mostrou viável através desse estudo, dando uma

destinação ambientalmente correta aos resíduos que poluem que em menores valores de

incorporações mantém as propriedades tecnológicas da massa cerâmica pura, ou mesmo com

maiores valores de incorporações possuem propriedades dentro de limites estabelecidos por

normas.

5. Conclusão

Os trabalhos reportados mostraram a viabilidade do uso de resíduos sólidos, utilizados como

matérias-primas alternativas pela indústria de cerâmica vermelha no seu processo de

produção, com ênfase na redução dos impactos ambientais. A incorporação dos resíduos

sólidos a matriz cerâmica, tem um impacto positivo e direto para minimizar os problemas

ambientais, provocados pela distribuição errônea dos mesmos, ao mesmo tempo em que reduz

o uso desenfreado da matéria-prima natural para obtenção do produto final (tijolo, telha, piso,



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etc.), e oferece também às empresas a possibilidade de se colocar diante do mercado

consumidor, como uma organização sustentável.

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