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Energia Eólica: Estudos e reflexões sobre a viabilidade do Potencial dessa matriz energética no Brasil

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Energia Eólica: Estudos e reflexões sobre a viabilidade do Potencial dessa matriz energética no Brasil
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MARTINHO, Felipe Miguel [1]

MARTINHO, Felipe Miguel- Energia Eólica: Estudos e Reflexões sobre a viabilidade do potencial dessa matriz energética no Brasil. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento, Ano 1. Vol. 10  pp. 25-38. ISSN. 2448-0959

Resumo

As questões ambientais e a constante preocupação com as mudanças climáticas levaram a uma corrida pelo desenvolvimento e inserção de tecnologias de energias renováveis na matriz elétrica em diversos países. Nesse contexto, a energia eólica é considerada uma das mais promissoras fontes naturais de energia, principalmente porque é renovável, não se esgota, limpa, distribuída globalmente e, se utilizada para substituir fontes de combustíveis fósseis, auxilia na redução do efeito estufa. Além desses benefícios, pode-se trazer vantagens globais e nacionais, como por exemplo, os benefícios com a redução das emissões de gás carbono e a segurança do abastecimento energético. O grande potencial de geração no Brasil é a eólica, que compõe apenas uma pequena parte da matriz energética brasileira, mas que vem ganhando destaque nos leilões, por conta de sua competitividade. O presente trabalho se propôs a demonstrar a viabilidade do potencial dessa matriz e como a utilização de fontes de energias renováveis é importante para a busca do desenvolvimento sustentável. Para isso, foi realizado uma revisão bibliográfica sistemática, estruturada, através de uma revisão bibliográfica em artigos da área. A partir dos dados apresentados no resultado desse estudo, discutiu-se a importância desse tema que servirá de embasamento e guia para estudos futuros que demonstrem o esforço do país na procura por um desenvolvimento econômico e social, que leve em consideração o meio ambiente e sua sustentabilidade.

Palavras-chave: Desenvolvimento sustentável, Energia eólica, Energias renováveis

1. Introdução

O desenvolvimento sustentável é um dos assuntos de maior relevância na atualidade, uma vez que está relacionado não só com a economia, mas também com o meio ambiente e com a sociedade (UNITED NATIONS, 1987, p.64).

A qualidade de vida de uma sociedade, por sua vez, está intimamente ligada ao seu consumo de energia. A melhoria nos padrões de vida, principalmente em países em desenvolvimento, geram aumento da demanda energética e, dessa forma, necessitam de um melhor planejamento energético que aborde a segurança no suprimento de energia e os custos ambientais para atender a este aumento de consumo de energia (GOLDEMBERG, 2008).

Alguns especialistas (Welch; Venkateswaran, 2009; Terciote, 2002) consideram que a energia eólica é uma fonte energética capaz de suprir as demandas de uma sociedade, sem prejudicar gerações futuras, e por isso, o uso deste tipo de energia renovável vem crescendo mundialmente.

No início de 2000, os projetos contratados decorrentes das políticas de incentivo, e principalmente no final da década com a entrada da energia eólica no mercado regulado de energia, colocou o Brasil entre os países com maior crescimento na implantação de novos parques eólicos e gerou otimismo entre os agentes públicos e privados do setor elétrico (SIMAS, 2013).

Decorrente destes fatores, o objetivo do presente estudo foi realizar uma revisão da literatura sobre energia eólica e a viabilidade do potencial dessa matriz energética no Brasil, levando em conta o meio ambiente e sua sustentabilidade.O estudo está organizado em tópicos, onde no primeiro apresenta-se os fundamentos teóricos necessários para o entendimento claro da pesquisa e  em seguida, a metodologia utilizada para a elaboração da revisão bibliográfica. Posteriormente são apresentados os resultados juntamente com a discussão dos fatos, finalizando com a conclusão do estudo.

2. Fundamentos Teóricos

Os primeiros indícios da utilização de energia eólica para a realização de trabalhos mecânicos datam cerca de dois mil anos atrás, sendo utilizada nas máquinas de Heron em Alexandria (PINTO, 2012).

Segundo Duarte (2004), o surgimento da tecnologia do aproveitamento do vento foi uma consequência da crise energética de 1973. Diante do aumento do preço do petróleo e da necessidade de produzir eletricidade a preços inferiores e de forma limpa e renovável, foram desenvolvidos os atuais aerogeradores. Segundo os autores Terciote (2002),
Welch e  Venkateswaran (2009), nos últimos anos a energia eólica tornou-se uma peça fundamental na geração de energia, principalmente elétrica, devido à grande expansão em pesquisas e nas técnicas de desenvolvimento para transformar o movimento do vento em energia. Atualmente, esta fonte energética vem sendo descrita como uma das mais importantes e promissoras tecnologias na geração complementar de energia, por ser facilmente acessível e abundante na natureza (TERCIOTE, 2002; WELCH; VENKATESWARAN, 2009).

Com o aprimoramento e aumento da potência das máquinas eólicas, os custos de geração de eletricidade a partir dos ventos vêm diminuindo, o que também reflete na proliferação de inúmeros parques eólicos ao redor do mundo (WELCH; VENKATESWARAN, 2009).

Energia eólica é a energia cinética contida na massa de ar em movimento (vento). Dessa forma, faz-se importante conhecer o comportamento e as características dos ventos para que seja possível compreender os aspectos necessários para uma adequada modelagem eólica em uma determinada região. A conversão da energia cinética de translação do vento em energia cinética de rotação, ocorre a partir do uso de turbinas eólicas, também denominadas aerogeradores, as quais são fundamentais para a geração de eletricidade. A captação da energia cinética do vento pode ser feita basicamente utilizando-se dois tipos de turbinas: turbinas de eixo vertical e as de eixo horizontal. No primeiro caso, engrenagem e gerador são colocados ao nível do solo e a turbina é movida por forças de arraste ou sustentação Estas turbinas apresentam baixa complexidade de fabricação e são bastante indicadas para características de vento similares ao sul da América Latina (FARRET, 2014).

Já as turbinas de eixo horizontal possuem as engrenagens, eixo e gerador alinhados com a direção do vento, sendo a opção mais utilizada mundialmente em parques de geração eólicos comerciais. Podem ainda ser encontradas algumas configurações em função do número de pás, sendo que as turbinas com três pás são as mais empregadas por apresentarem menor esforço mecânico, menor oscilação de torque e por provocarem menor ruído (BORGES NETO; CARVALHO, 2012).

Os autores acima completam que nos últimos dez anos, as torres de geradores ficaram mais altas, passando de 50 metros para os 100 a 120 metros atuais, o que permite captar ventos mais velozes. Ao mesmo tempo, a potência das máquinas triplicou, para 3 megawatts. Os geradores mais eficientes reduziram o custo da energia eólica. Hoje, o preço médio é 45% menor do que há dez anos, fazendo com que a energia eólica seja a segunda energia mais barata no país. Com isso, criou-se um “círculo virtuoso” de atração de investimentos.

Os investimentos para implantação de um projeto de formação de energia renovável são altos, sendo que a maior parte do investimento concentra-se na fase inicial do projeto, uma vez que o custo dos equipamentos correspondem a até 75% do investimento total de um parque eólico (TOURKOLIAS; MIRASGEDIS, 2011).

Valentine (2010) alerta para o fato de que o local de implementação de um parque eólico deve ser favorável para a formação de ventos. Entretanto, nem sempre os locais apropriados para a instalação dos geradores estão próximos do local de consumo, causando custos que podem inviabilizar a implantação. Acrescenta que,  dependendo da distância do grid, os projetos de energia eólica podem se tornar comercialmente inviáveis, criando custos associados à conexão.

Entretanto, quando é possível se integrar a outras fontes de energia e consequentemente utilizar a infraestrutura delas, os sistemas eólicos podem trazer vantagens econômicas como exemplo, a instalação dos geradores próximos aos locais de consumo devido a não necessidade das redes de transmissão (TERCIOTE, 2002).

Vários dos principais estudos realizados em 2010 sobre a integração da energia eólica ao grid de energia elétrica apontam novas evidências do baixo custo proporcionado a este tipo de sistema (AMERICAN WIND ENERGY ASSOCIATION – AWEA, 2005).

Nesse contexto, Jannuzzi (2003) comenta que os sistemas elétricos eólicos possuem características diferenciadas dos sistemas utilizados nas hidrelétricas, pois podem ser utilizados na forma de geração distribuída, que é um sistema interligado a grandes redes de transmissão e distribuição através de parques eólicos com aerogeradores de grande porte ou ser utilizado de forma isolada, através de aerogeradores de pequeno porte proporcionando assim um baixo custo. Terciote (2002) cita outra evidência de baixo custo como sendo os casos de sistemas híbridos onde há ganhos econômicos, citando os sistemas eólico/diesel, onde o motor diesel garante a regularidade e estabilidade no fornecimento de energia dispensando sistemas de armazenamento e a implantação híbrida de aerogeradores (JANNUZZI,2003).

A implantação de energias renováveis apresenta um impacto importante sobre a economia, uma vez que favorece o desenvolvimento de indústrias de equipamentos para consumo interno e até mesmo para a exportação (TOURKOLIAS; MIRASGEDIS, 2011). Elbia Silva Gannoum, (2015) da ABEEólica, cita que no ano passado, o setor criou 40 mil postos de trabalho, e que está previsto a criação de outros 50 mil novos postos de trabalho para esse ano. Comenta, que a instalação dos geradores não prejudica o agricultor nem o seu cultivo, sendo que as duas atividades podem conviver juntas. Os autores, Río, Burguillo (2008), acrescentam que na maioria das vezes,  as terras em que são construídos os parques eólicos são arrendadas e, essa questão gera outro aspecto importante, uma vez que os aerogeradores ocupam apenas uma pequena fração da área, e o restante da área arrendada pode ser utilizado para outras atividades produtivas na propriedade (RÍO; BURGUILLO, 2008).

Llera Sastresa et al., (2010) acrescenta que no interior do Nordeste onde há ventos melhores do que no litoral, a criação destes parques eólicos muitas vezes acontecem em regiões pobres como no sertão. As empresas arrendam as terras, constroem os parques em terrenos usados por pequenos produtores rurais, possibilitando uma renda extra para as famílias que antes viviam apenas do cultivo da terra. Não é somente os proprietários de terras que lucram com isso, mas os trabalhadores envolvidos diretamente na construção e implantação das usinas, uma vez que ocorre aumento na demanda por bens e serviços. A competitividade das empresas se dá pela qualificação da mão de obra, sendo esse um ativo adicional, favorecendo novas oportunidades de investimentos e negócios (LLERA SASTRESA et al., 2010).

Para Maurício Tolmasquim (2011), presidente da Empresa de Pesquisa Energética (EPE) que é vinculada ao Ministério de Minas e Energia, afirma que a produção eólica do Brasil é referência no mundo todo, sendo estudada por países da Europa, como a Alemanha, e outros da América Latina. Destaca que,  com os parques eólicos, se dá a criação de empregos em fábricas, para atender a instalação e manutenção de equipamentos nos parque eólicos.

2.1 Impacto ambiental

Mesmo tendo um impacto ambiental bastante reduzido quando comparado à maioria das outras fontes energéticas, a geração de energia elétrica a partir de turbinas eólicas gera alguns impactos como por exemplo: impacto visual, ruído, interferência eletromagnética e danos à fauna (TERCIOTE, 2002).

O impacto visual está relacionado com a área necessária para a instalação do parque. Para que a perturbação do vento causada por uma turbina não interfira significativamente no funcionamento das turbinas vizinhas, faz-se necessário um espaçamento mínimo entre cinco a dez vezes a altura da torre (BORGES NETO; CARVALHO, 2012).

Segundo Duarte (2004), o impacto relacionado pela geração de ruídos, embora existam no mercado turbinas de baixo ruído, é inevitável a existência de um zumbido, principalmente à baixas velocidades do vento, uma vez que, o ruído das altas velocidades do vento se sobrepõe ao ruído das turbinas. O ruído pode ter duas origens: mecânica (que vem da caixa de engrenagem que multiplica a rotação das pás para o gerador) e/ou aerodinâmica (decorrente do movimento das pás em decorrência do vento, que pode ser mais perturbador no período noturno e localizados na sua imediata vizinhança) (TERCIOTE, 2002; CHURRO et al, 2004).

A preocupação relativa à fauna é com os pássaros, os quais podem vir a colidir com as estruturas (torres de alta tensão, mastros e janelas de edifícios) e com as turbinas eólicas, devido a dificuldade de visualização (WELCH; VENKATESWARAN, 2009).

Entretanto, o impacto ambiental que a energia eólica gera, é muito mais inferior quando comparado à energia proveniente do combustível fóssil (petróleo), a qual provoca um grande impacto ambiental produzindo emissões gasosas que, além de poluentes, destroem ecossistemas. Já a energia eólica, por sua vez, pode servir eternamente aos propósitos energéticos com quase nenhum impacto ambiental (DUARTE, 2004). Essa matriz energética, não emite dióxido de carbono (CO2) na atmosfera e apresenta um balanço energético extremamente favorável. Na fase de fabricação e  instalação dos equipamentos, há baixissima  emissão de CO2 que, após o período de três a seis meses de funcionamento dos aerogeradores, esse gás deixa de ser produzido. Esse impacto varia muito de acordo com o local das instalações, o arranjo das torres e as especificações das turbinas (TERCIOTE, 2002).

Um ponto favorável ao uso dessa matriz energética, é o fato de ser possível utilizar a área do parque eólico como pastagens e outras atividade agrícolas uma vez que a energia eólica não utiliza água como elemento motriz, nem como fluido refrigerante e não produz resíduos radioativos ou gasosos. Outra consideração, é que esses parques tendem a atrair turistas, gerando renda, emprego, arrecadações e promovendo o desenvolvimento regional (TERCIOTE, 2002).

Com o uso dessa energia no Brasil, constata-se que os projetos de energias renováveis representam 37% do total de projetos, sendo que cerca de 5% destes são provenientes da força dos ventos. Isto representa a geração de mais ou menos 3,2 milhões de créditos de carbono, ou aproximadamente 50 milhões de reais. Avaliando esses dados, observa-se que o Brasil poderá multiplicar por 5 sua emissão de créditos de carbono através das usinas eólicas, haja visto que atualmente apenas 400 MW provenientes de energia eólica resultaram em créditos de carbono (Ministério do Meio Ambiente, 2011 MMA).

2.2 Tecnologia

O acentuado avanço tecnológico da energia eólica tem sido importantíssimo para consolidá-la como energia viável, contribuindo para o aumento da competitividade deste processo no Brasil. A melhoria da tecnologia proporcionando maior eficiência e redução nos preços dos aerogeradores, juntamente com o aumento excessivo nos preços do petróleo e gás natural, fizeram o custo da energia eólica se tornar mais competitiva, ficando perto de se tornar auto sustentável financeiramente, sem necessitar do apoio de governos federais (WELCH & VENKATESWRAN,2009; TERCIOTE, 2002)

A energia eólica também está numa posição favorável de acordo com o Return On Investment (ROI), quando comparada a outras fontes de geração de energia, pois apesar de apresentar custos de produção elevado, não é necessariamente uma tecnologia mais cara em comparação com a energia nuclear ou outras termoelétricas. Além disso, a maioria das pesquisas indicam que, se os custos externos econômicos e ambientais associados com as várias formas de geração de eletricidade forem internalizadas, a energia eólica seria uma forma economicamente superior à produção de eletricidade, mesmo em comparação com termelétricas a carvão (VALENTINE, 2010).

Jannuzzi (2003) completa que com as oportunidades de melhoramentos tecnológicos, deverá haver uma redução nos custos, permitindo estabelecer metas bastante ambiciosas para instalação de sistemas de geração nos próximos 30 anos. Élbia Silva Gannoum, (2015), presidente executiva da ABEEólica, descreve um horizonte de crescimento virtuoso para a fonte eólica. Acrescenta que, considerando que a fonte eólica é ainda muito nova no mundo, temos muitas margens de inovação tecnológica direcionadas para a redução dos custos de produção, além de fatores estruturais e uma vantagem comparativa que o país possui que são os melhores ventos do mundo para a produção eólica, o que faz com que nossos fatores de capacidade sejam muito altos  diminuindo os custos de produção.

2.3 Produção de energia eólica no Brasil

O Brasil foi o país pioneiro na América Latina a instalar um aerogerador, no início da década de 1990. Historicamente, o Brasil se baseou na geração de energia hidrelétrica que hoje supre 80% das necessidades do país. Esse sistema associado ao vento, torna-se uma combinação ideal para o desenvolvimento em larga escala da energia eólica, uma vez que ela pode ser utilizada em sistemas isolado ou em sistemas interligados ao grid, e também em sistemas híbridos, que são sistemas em que, desconectados da rede convencional, apresentam várias fontes de geração em conjunto (VALENTINE, 2010).

O levantamento realizado pelo Ministério de Minas e Energia (MME), “Energia Eólica no Brasil e Mundo”, aponta que o país foi o quarto colocado no ranking mundial de expansão de potência eólica em 2014, com 2.686 megawatts (MW), sendo superado pela China (23.149 megawatts), Alemanha (6.184 megawatts) e Estados Unidos (4.854 megawatts). No Plano Decenal de Expansão de energia (PDE 2022), o governo estima que a capacidade instalada eólica do Brasil chegue em torno de 24 mil MW. Desse total 21 mil MW deverão ser gerados na região Nordeste, o que vai representar 45% do total produzido na região ( PORTAL BRASIL, 2016).

O Atlas do Potencial Eólico Brasileiro lançado em 2001, estimou em 143 GW a potência tecnicamente aproveitável do Brasil. Esse mapeamento, teve como objetivo identificar áreas adequadas para aproveitamento eólico-elétricos. Através desse estudo, estimou-se que as regiões Nordeste, Sudeste e Sul correspondem a cerca de 90% (CRESESB, 2016). Somente a região nordeste, tem uma capacidade de 75.000MW. Os primeiros sensores e anemógrafos computadorizados instalados no Ceará e em Fernando de Noronha (PE), no início dos anos 1990,  possibilitaram a determinação do potencial eólico local e a instalação das primeiras turbinas eólicas do Brasil (BRASIL SOLAIR, 2015).

2.4 Regime de ventos

O primeiro passo para uma  análise e determinar a utilização do recurso eólico é a avaliação do potencial de vento de uma região. O relevo influencia na velocidade do vento em um determinado local, bem como a sua distribuição e frequência (SILVA et al. 2006). Devido a imensa extensão territorial, o Brasil possui várias regiões com características que favorecem o aproveitamento eólico, sendo fundamental o conhecimento e o comportamento do vento, especialmente sua velocidade e direção para não desperdiçar tal recurso natural e renovável. Encontra-se nesses estudos a região Nordeste, por apresentar características excepcionais, com um fluxo de ar livre de obstáculos naturais, alta intensidade e continuidade dos Ventos Alísios,  contando ainda com a complementação do regime hidrológico com o regime de ventos (Plano Nacional Energia _PNE, 2030).

Segundo o geógrafo Telmo Amand Ribeiro da UnB, nem todas as regiões possuem essas características. As chapadas do sertão brasileiro não permitem que os ventos alísios que incidem sobre o litoral sigam para o interior do País. Explica que esses ventos  sopram do Equador para os trópicos e só atingem o litoral nordestino, do Maranhão ao Rio Grande do Norte, principalmente no Ceará (PORTAL BRASIL, 2015).

O Atlas do Potencial Eólico Brasileiro foi criado a partir de um sistema denominado MesoMap onde apresenta em resolução de 1km x 1km as condições médias anuais de vento em todo o território brasileiro. A análise dessas estimativas, demonstra que nos meses em que mais venta são os meses com menor incidência pluviométrica, isso vale dizer que de junho a dezembro temos o maior potencial de energia eólica no Brasil. Concluiu-se que o uso da energia eólica  é excelente contra a baixa pluviosidade e distribuição geográfica dos recursos hídricos existentes no país, podendo se preservar as bacias hidrográficas minimizando o uso das hidrelétricas. Esse fato confirma que o vento se apresenta como uma grande fonte suplementar à energia gerada por hidrelétricas, hoje a maior fonte de energia elétrica do país (AMARANTE et alii., 2001).

Segundo o Ministro de Minas e Energia, Eduardo Braga,(2015) “O vento brasileiro está predominantemente localizado na parte setentrional do Nordeste, com potencial identificado de 300 gigawatts. Caracteriza-se como uma vocação natural da região. A eficácia desse potencial, tem proporcionado significativos investimento nessa região. Élbia Silva Gannoum, (2015) presidente da ABEEólica, explica que na região Nordeste a média de produtividade de um gerador eólico atinge picos de 83% em comparado com a média mundial que fica por volta de  28 a 30%. Acrescenta que na região nordeste o vento é unidirecional e estável, sem rajadas, permitindo que a energia seja produzida o tempo todo. Acrescenta que, a energia elétrica gerada pelos ventos responde por 5,1% da matriz energética nacional, sendo que para 2020, estima-se que venha representar 13%  de toda a produção energética nacional (PORTAL BRASIL, 2015).

3. Metodologia

Este estudo trata-se de uma revisão de literatura, baseada em analisar a viabilidade do potencial eólico no Brasil. Neste trabalho, seguiram-se os preceitos do estudo exploratório, por meio de uma pesquisa bibliográfica, que, segundo Gil (2008), “é desenvolvida a partir de material já elaborado, constituído de livros e artigos científicos” e, em seguida, procedeu-se à análise dos dados coletados. Na primeira etapa, foi realizada coleta de informações em livros e artigos científicos. Complementarmente foram pesquisadas notícias em revistas e jornais relevantes a viabilidade do potencial eólico no Brasil.

O presente estudo inicia-se com a determinação de objetivos já explicitados no tópico de introdução. Na sequencia, as reflexões sobre a viabilidade do potencial dessa matriz energética no Brasil, analisando os impactos ambientais, as tecnologias envolvidas, e a citação da região nordeste pelo seu alto potencial de instalação das torres eólica em função do regime de ventos.

É inevitável a discussão sobre a utilização da energia eólica como fonte de energia renovável, bem como as preocupações que surgem com sua utilização. Essas discussões levam o país a procurar por um desenvolvimento econômico e social que leve em consideração o meio ambiente e sua sustentabilidade.

4. Resultados

Ao longo deste artigo, descreveu-se sobre a viabilidade do potencial da matriz energética no Brasil e como a utilização de fontes de energias renováveis colaboram para a busca do desenvolvimento sustentável.

Foram apresentados os pontos positivos na utilização dessa matriz energética e os pontos que necessitam de atenção, principalmente relacionados aos impactos ambientais. Sabemos que existem problemas e muitos desafios pela frente. Jorge Antônio Villar (2015), coordenador do Centro de energia eólica da PUC-RS, alerta sobre a desestruturação e dinâmica ambiental e ecológica de dunas locais que são modificadas com a instalação dos parques eólicos. Acrescenta que a atividade deveria contar com uma maior preocupação relativa aos métodos e procedimentos para que os impactos socioambientais possam ser minimizados.

Por sua vez, Gannoum (2015) da ABEEólica, reforça que os prejuízos da atividade são mínimos, comparados com os avanços tecnológicos e benefícios para o País e que todo empreendimento só é contratado sob licença ambiental.

Esse tipo de estudo é fundamental para que o Brasil se desenvolva socialmente e economicamente, uma vez que, embora haja programas governamentais de incentivo à energia eólica, estes ainda são modestos se comparados ao potencial eólico que o país possui.

5. Conclusões

A análise da literatura existente nos expõe a natureza incontrolável intermitente da energia eólica.  Ela passa a ser uma fonte nova no planejamento de ampliação do sistema elétrico brasileiro sendo, um potencial de exploração o qual oferece energia ambientalmente sustentável e suficiente para suprir a previsão de demanda nas próximas décadas. Por não emitir dióxido de carbono (CO2) na atmosfera, apresenta um balanço energético extremamente favorável, e o seu impacto ambiental, é muito mais inferior quando comparado à energia proveniente do combustível fóssil (petróleo), a qual provoca um grande impacto ambiental produzindo emissões gasosas que, além de poluentes, destroem ecossistemas. Seu uso é promissor,  e os fatores que permitem um horizonte de crescimento virtuoso para essa fonte natural de energia renovável, estão fundamentados em uma vantagem que o pais possui que são os melhores ventos do mundo para a produção eólica, além disso, considerando que a fonte eólica é ainda muito nova no mundo, existem oportunidades de melhoramentos e inovações tecnológicas que contribuirá com a redução nos custos de produção, consolidando-a como energia viável, contribuindo com o país no desenvolvimento econômico e social, que  leve em consideração o meio ambiente e sua sustentabilidade.

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[1] Graduando do curso de Engenharia de Produção da Universidade de Araraquara – UNIARA/SP, Brasil

Como publicar Artigo Científico

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