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POLUIÇÃO ATMOSFÉRICAPALESTRA - ENG. MEIO AMBIENTE - UFC 2016

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Apresentação• LUIS HENRIQUE NUNES QUEZADO

• ENG. QUÍMICO (2010)

• ESP. ENG. AMBIENTAL (2013)

• ENG. SEGURANÇA DO TRABALHO (2016)

• EXPERIÊNCIA EM MONITORAMENTO DE CONDICIONANTES AMBIENTAIS

• ELABORAÇÃO DE PROJETOS DE ADEQUAÇÃO

• REALIZAÇÃO DE PALESTRAS, CURSOS E TREINAMENTOS

• PARTICIPAÇÃO DE PERÍCIAS E BANCAS

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Conceito de Poluição Ambiental

• Qualquer tipo de degradação ao ambiente;

• Alteram as atividades/saúde dos seres vivos;

• Água, Solo, Ar, Ambiente

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Conceito de Poluição Ambiental

• Tipos de poluição:

- Física;

- Química;

- Físico Química;

- Biológica/Bioquímica;

- Radiativa;

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HISTÓRICO Formas de Poluição

• 1º Forma de Poluição - Defecar - Biológico (Pré-história)

• Domínio do fogo - Físico-Química (Meio Milhão de anos atrás) - 1º forma de poluição atmosférica.

• Irrigação em terras planas: Salinização do solo - Química (3500 - 1800 A.C.)

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HISTÓRICO Formas de Controle

• O ato de enterrar os dejetos - ???

• Cloaca Máxima - Roma, Século 6 a.C.

• Utilização de Porcos - Idade Média

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HISTÓRICO Causas

• Demanda de Alimentos

• Demanda por transporte e comunicação

• Demanda energética

• Demanda por produção

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HISTÓRICO Consequências

• Desmatamento / Desertificação

• Mudanças Climáticas

• Poluição de rios, lagos, mares

• Poluição de Solo e águas subterrâneas

• Poluição do Ar / SMOG

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POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA

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Importância do Ar

• Consumo médio humano adulto:

• Tempo máximo de Abstinência:

- 1,5kg Alimento - Alimento: 5+ Semanas

- 2kg Água

- 15kg Ar (relativamete puro)

- Água: 5 Dias

- Ar: 5 Minutos

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Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Características Físicas:

• Divisão em Camadas

- Decaimento constante de densidade

- Variação não uniforme de temperatura

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Características Físicas e Químicas da Atmosfera

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Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Características Químicas:

• Composição

- 78% Nitrogênio (N2) - 780.000 Moléculas

- 21% Oxigênio (O2)- 210.000 Moléculas

- 1% Outros

‣ Ar, Ne, Xe e outros Gases Nobres - 9.300 Moléculas

‣ Gás Carbônico (CO2) - 300 Moléculas

‣ Outros elementos (SO2, NO2, O3…) - 400 Moléculas

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Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Características Químicas:

• Composição/Tempo de Residência:

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Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Características Químicas:

• Transformações:

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Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Ciclos:

• Carbono (C)

• Nitrogênio (N)

• Enxofre (S)

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Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Ciclos:

• Carbono (C)

• Nitrogênio (N)

• Enxofre (S)

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Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Ciclos:

• Carbono (C)

• Nitrogênio (N)

• Enxofre (S)

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Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Ciclos:

• Carbono (C)

• Nitrogênio (N)

• Enxofre (S)

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Tipos de Emissões Atmosféricas

• Fumaça Negra

• Cheiro/Odor

• Vapores/Gases

• Materiais Particulados (MP)

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Tipos de Emissões Atmosféricas

• Vapores / Gases:

- Vapores: Forma gasosa de substância normalmente sólidas ou líquidas; Gasolina, Água, Mercúrio, Benzeno, Alcool Etílico, Naftalina, etc.

- Gases: Substâncias naturalmente gasosas; Monóxido de Carbono, Cloro, Ozônio, etc.

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Tipos de Emissões Atmosféricas

- Poeiras: Partículas sólidas por manipulação; Sílica, Algodão - Fumos: Partículas sólidas de condensação ou sublimação;

Chumbo, Alumínio, Zinco, etc. - Névoas: Gotículas líquidas em suspensão; Ácido Sulfúrico,

Tintas, etc. - Aerossóis: Partículas em suspensão que podem produzir

espelhamento de luz. - Catalizadores: Partículas em suspensão que impactam

indiretamente.

• Material Particulado:

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Principais Fontes e Poluentes do Ar

• Fontes Naturais

• Fontes Antrópicas

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Principais Fontes e Poluentes do Ar

• Fontes Naturais:

-Solo: N2O, NH3, CH4, NO, H2S.

-Vegetação: Polinização (Compostos Orgânicos)

-Vulcões: MP (1um, 20-30km, 2-12 anos na estratosfera) + NOx, Sox, H2Sm HCl, HF, SCO, etc.

-Oceanos: CO, CO2, CH4, N2), CS2, SCO, ClCH3, etc.

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Principais Fontes e Poluentes do Ar

• Fontes Antrópicas

-Fontes Estacionárias

‣Combustão: MP, SO2, SO3, CO, HxCy, NOx ‣Processos Industriais: MP, SO2, SO3, Hal, HxCy, NOx

- Fontes Móveis

‣Veículos: MP, CO, NOx, HxCy, Aldeídos e Ac. Orgânicos

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Principais Fontes e Poluentes do Ar

Estimativa de emissão de fontes de poluição do ar na RMSP em 1996

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Efeitos da Poluição do Ar

• Maus Odores

• Alteração de propriedades da Atmosfera

• Danos econômicos e materiais

• Danos sobre vegetação

• Dano sobre animais e demais seres vivos

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Efeitos da Poluição do Ar

• Alteração de propriedades da Atmosfera

- Destruição da camada de ozônio;

- Aumento da concentração de poluentes na atmosfera;

- Alteração meteorológica a nivel de micro-clima;

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Efeitos da Poluição do Ar

• Danos econômicos e materiais

- Ataque químico direto e indireto;

- Abrasão;

- Corrosão eletroquímica;

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Efeitos da Poluição do Ar

• Danos sobre a Vegetação:

- Alteração de coloração

- Alteração de crescimento

- Colapso do tecido foliar

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Efeitos da Poluição do Ar

• Danos sobre a animais e demais seres vivos:

- Irritantes / Alergizantes

- Asfixiantes

- Narcóticos

- Intoxicantes

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Exemplos Casos Históricos

• Vale do Meuse, 1930 (Bélgica)

• Duração: 5 dias

• Sintomas: População com dores no peito, tosse, dificuldade em respirar e irritação nasal e nos olhos.

• Resultado: 60 mortos, principalmente idosos; Morte de gado

• Causa: Acentuada inversão térmica, presença de Ácido sulfúrico em suspensão e Concentração elevada de Dióxido de Enxofre no ar

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Exemplos Casos Históricos

• Donora, 1948 (Pensilvania, E.U.A)

• Duração: 5 dias

• Sintomas: 43% da população doente com irritação nasal e nos olhos.

• Resultado: 20 mortos.

• Causa: Inversão térmica, presença de Dióxido de Enxofre e Material particulado em suspensão no ar

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Exemplos Casos Históricos

• Londres, 1952 (Inglaterra)

• Duração: 5 Dias

• Sintomas: Número crescente e alarmante de adoecimento na população.

• Resultado: 3.500 a 4.000 mortos. Principalmente idosos ou portadores de bronquite e doenças no coração

• Causa: Presença de poeira em suspensão (4,46 mg/m³) e Dióxido de enxofre (3,75 mg/m³) na atmosfera.

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Exemplos Casos Históricos

• Bauru, 1952 (São Paulo Brasil)

• Duração: 1 semana

• Sintomas: 150 casos de doença respiratória aguda. Principalmente bronquite e alergias.

• Resultado: 9 mortos.

• Causa: Emissão de pó de mamona.

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Exemplos Casos Históricos

• Poza Rica, 1955 (México)

• Duração: 25 minutos

• Sintomas: 320 pessoas hospitalizadas com danos no trato respiratório.

• Resultado: 22 mortos.

• Causa: Presença de gás sulfídrico na atmosfera.

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Exemplos Casos Históricos

• Sevezo, 1976 (Itália)

• Resultado: 500 moradores com problemas de pele (cloracne) e abordo de 113 mulheres por bebês defeituosos.

• Causa: Lançamento de 2kg de dioxinas na atmosfera em uma cidade vizinha (Meda). A dioxina em dose de 0,2 ppb já altera cromossomos humanos.

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Exemplos Casos Históricos

• Lago da Paz, 1986 (República dos Camarões)

• Resultado: 1700 mortos - Asfixia ou Queimaduras internas de primeiro e segundo grau.

• Causa: Nuvem de gases expelidas por um lago vulcânico composta de, principalmente, Gás Sulfídrico, Dióxido de Carbono, Monóxido de Carbono e Ácido Sulfúrico.

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Parâmetros a Serem Avaliados

• Parâmetros Padronizados no Brasil (CONAMA 03/90):

- Partículas totais em suspensão (PTS);

- Fumaça;

- Dióxido de enxofre (SO2);

- Partículas inaláveis (MP10);

- Monóxido de Carbono (CO);

- Ozônio (O2);

- Dióxido de Nitrogênio (NO2).

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Níveis de Concentração e Padrões de Qualidade

Município

Estado

PaísQuem Define?

Exterior

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Níveis de Concentração e Padrões de Qualidade

• País - Brasil

- Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA)

- Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA)

• Estado - Ceará

- Superintendência Estadual do Meio Ambiente - Ceará (SEMACE)

- Secretaria do Meio Ambiente (SEMA)

• Município - Fortaleza

- Secretaria Municipal de Urbanismo e Meio Ambiente (SEUMA)

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Conceitos de Modelagem de Dispersão

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Conceitos de Modelagem de Dispersão

• Analisar e prever o grau de instabilidade da atmosfera

• Condições de Instabilidade: - Forte intensidade de Radiação Solar - Céu com nebulosidade de tipo cúmulo convectivo - Gradiente superadiabático - Vento entre Fraco e Moderado - Temperatura elevada

• Condições de Neutralidade: - Vento forte a moderado - Céu Nublado - Forte mistura mecânica - Não há resfriamento nem aquecimento - A temperatura estabelece perfil adiabático

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Conceitos de Modelagem de Dispersão

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Conceitos de Modelagem de Dispersão

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Conceitos de Modelagem de Dispersão

• Plumas tipo Coning:

- Condições atmosféricas semelhantes a serpenteante , entretanto, mais moderadas;

- Dias ensolarados, entretanto nublados (dias de tempestade de verão, comum na primavera ou outono - presença de nuvens cumulus);

- Perfeitamente visíveis ao cair da tarde quando a atmosfera é quase neutra;

- Ventos com intensidade média;

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Conceitos de Modelagem de Dispersão

• Plumas tipo Fanning:

- Grande estabilidade atmosférica;

- Ausência de efeitos mecânicos;

- Típicos da caída da tarde, noite e amanhecer.

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Conceitos de Modelagem de Dispersão

• Plumas tipo Fumigation:

- Ocorre quando a pluma fica aprisionada em uma capa de inversão na qual esta capa se rompe pela parte inferior, deixando livre a pluma;

- Elevados teores de concentração (perigoso);

- Típico das primeiras horas após a saída do sol, que provoca instabilidade junto ao solo (após uma noite com inversão ou grande estabilidade).

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Conceitos de Modelagem de Dispersão

• Plumas tipo Looping:

- Atmosfera instável;

- Ventos fracos;

- Pode ter altas concentrações de poluentes: 40% maior que uma pluma tipo conning;

- Dias típicos de verão (ensolarado)

- Turbulência mecânica acurada.

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Conceitos de Modelagem de Dispersão

• Plumas tipo Lofting:

- A pluma possui energia suficiente para atravessar a capa de inversão;

- A parte inferior da pluma fica aprisionada na parte superior da inversão e a superior da pluma segue difundindo-se;

- Melhor caso de dispersão de plumas (chaminés da ordem de 200 metros);

- Típico do entardecer.

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Conceitos de Modelagem de Dispersão

• Plumas tipo Trapping:

- Condição neutra ou levemente estável abaixo da inversão.

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Exemplos de Plumas

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Exemplos de Plumas

Plumas tipo Lofting

Plumas tipo Coning

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Exemplos de Plumas

Plumas tipo Lofting

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Exemplos de Plumas

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Exemplos de Plumas

Plumas tipo Trapping

Plumas tipo Looping

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Exemplos de Plumas

Plumas tipo Trapping

Plumas tipo Looping?

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Tipos de Ventos

• Jet Stream (Correntes do Jato)

• Ventos Alísios

• Ciclone

• Anti-Ciclone

• Brisa

• Monção

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Tipos de Ventos

• Jet Stream (Correntes do Jato)

• Ventos Alísios

• Ciclone

• Anti-Ciclone

• Brisa

• Monção

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Tipos de Ventos

• Jet Stream (Correntes do Jato)

• Ventos Alísios

• Ciclone

• Anti-Ciclone

• Brisa

• Monção

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Tipos de Ventos

• Jet Stream (Correntes do Jato)

• Ventos Alísios

• Ciclone

• Anti-Ciclone

• Brisa

• Monção

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Tipos de Ventos

• Jet Stream (Correntes do Jato)

• Ventos Alísios

• Ciclone

• Anti-Ciclone

• Brisa

• Monção

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Tipos de Ventos

• Jet Stream (Correntes do Jato)

• Ventos Alísios

• Ciclone

• Anti-Ciclone

• Brisa

• Monção

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Tipos de Ventos

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Dispersão de Poluentes na Atmosfera

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Dispersão de Poluentes na Atmosfera

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Monitoramento de Emissões e Sua Importância

• Analisar a qualidade da emissão;

• Atendimento às normas ambientais;

• Condicionantes de licença;

• Realizar correção antes que o dano seja agravado;

• Percepção de falhas -> Melhoria de resultados

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Monitoramento de Emissões e Sua Importância

• Comumente avalia-se:

- Material Particulado/Inalável em ambientes abertos;

- Qualidade de gás de combustão em Fornos/Caldeiras/Geradores;

- Presença de material biológico (fungos) em ambiente fechado;

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Diferentes de Pontos de Amostragem

• Caldeira / Forno:

• Caldeira: Vaso de pressão, produz vapor com alta temperatura e pressão. Faz parte do setor de Utilidades tem participação indireta na fabricação do produto final;

• Forno: Câmara de combustão, realiza a queima direta e produção do produto;

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Diferentes de Pontos de Amostragem

Caldeira

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Diferentes de Pontos de Amostragem

Forno

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Diferentes de Pontos de Amostragem

Forno

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Diferentes de Pontos de Amostragem

Caldeira

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Diferentes de Pontos de Amostragem

Caldeira

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Diferentes de Pontos de Amostragem

Forno

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Diferentes de Pontos de Amostragem

Trocador de Calor

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Diferentes de Pontos de Amostragem

Gerador

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Exemplo de percepção de melhorias

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Exemplos de Amostradores•Gases de Combustão

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Exemplos de Amostradores•Material Particulado

Page 82: Palestra: Poluição Atmosférica - UFC - Abril - 2016

Exemplos de Amostradores•Material Particulado Inalável

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Métodos de Controle e Prevenção

• Umectação de Vias / Aspersão

• Lavador de Gases

• Separadores inerciais / Ciclones

• Filtros

• Ventilação Diluidora / Exaustora

• Outros

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Métodos de Controle e Prevenção

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Métodos de Controle e Prevenção

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Bibliografia• Boubel, Richard W; Fox, Donald L.; Turner, Bruce D.; Stern, Arthur C.

Fundamentals of Air Pollution. Terceira Edição, Ed. Academic Press;

• Macintyre, A. J. Ventilação industrial e controle da poluição. Ed. Guanabara, Rio de Janeiro;

• Schnelle, Jr., Karl B. Brown, Charles A. Air Pollution Control Technology Handbook. 2002, Editora CRC;

• MANAHAN, S. E. Química Ambiental, 9 edição, 2013.

• Rocha, Julio Cesar. Rosa, André Henrique. Cardoso, Arnaldo Alves. Introdução à Química Ambiental. Porto Alegre, 2004, Bookman.

• Cohn, Pedro Estéfano. Analisadores Industriais. Editora Interciência. 1a edição. Rio de Janeiro, 2006.

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Obrigado!

Luis Henrique Nunes Quezado HQ Engenharia

[email protected] / [email protected] [email protected]

(85) 9 9783-0303