qual o impacto da confiabilidade operacional na...

QUAL O IMPACTO DA

CONFIABILIDADE OPERACIONAL NA

GERAÇÃO DO EFEITO CHICOTE EM

CADEIAS DE SUPRIMENTOS?

Ailson Renan Santos Picanco (Unicamp)

[email protected]

Cristiano Morini (Unicamp)

[email protected]

Alessandro Lucas da Silva (Unicamp)

[email protected]

Edmundo Inacio Junior (Unicamp)

[email protected]

Lucas Antonio Risso (Unicamp)

[email protected]

O efeito chicote é um dos principais desafios presentes na gestão de

cadeias de suprimento, por ter consequências diretas nos custos de

armazenagem e geração de estoques. O trabalho se propõe a verificar

o impacto que a eficiência operacional na indústria ao longo de uma

cadeia de suprimentos se evidencia na geração do efeito chicote. A

consistência e relevância da pesquisa está na busca de causas novas

para explicar o efeito chicote, que é intimamente ligado, pelos

pesquisadores da área, à incerteza da demanda e inconsistência do

fluxo de informações a montante na cadeia. Para verificação da

proposta, utilizou-se uma cadeia de suprimentos genérica que foi

modelada matematicamente como um problema de fluxo máximo para

atendimento da demanda. Paralelamente foi calculada a sua

confiabilidade global por meio do método do Diagrama de Blocos de

Confiabilidade.): Os resultados de confiabilidade das operações e da

dimensão do efeito chicote foram comparados, chegando a uma

relação causal consistente. Por meio de uma correlação de -0,97,

atestou-se que quanto maior a confiabilidade ao longo das partes da

cadeia há incremento no efeito chicote.

Palavras-chave: Confiabilidade Operacional. Cadeias de Suprimento.

Fluxo Máximo de Redes. Diagrama de Blocos. Efeito Chicote

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

A estratégia das empresas está cada vez mais complexa, não mais se limitando a

apenas uma dimensão de estratégia genérica (PORTER, 1996). A gestão da informação na

cadeia de suprimentos tornou-se fator indispensável no gerenciamento e na competitividade

das corporações. Até meados do século XX, a competição era eminentemente entre

organizações de segmentos de mercado próprios e específicos. Entretanto, esta realidade tem

se modificado. Hoje, com a terceirização e a globalização das operações cada vez mais

acentuada, a competição passou a ser entre cadeias de suprimentos (CHRISTOPHER, 2010).

Na competição entre cadeias, as três dimensões de estratégias competitivas de Porter (1989)

devem ser levadas em consideração, aumentando a complexidade de gestão.

Um dos principais desafios na gestão de cadeia de suprimentos é minimizar o

efeito chicote, isto é, a diferença de demanda entre as pontas da cadeia (fornecedor – cliente

final). Na literatura, as principais causas do efeito chicote são atreladas à incerteza da

demanda e ao fluxo deficiente de informações entre os elos.

Segundo Lee et. al. (1997), o efeito chicote é a amplificação da variância de

demanda em relação ao pedido do cliente e o pedido que chega ao fornecedor, ou seja, trata-se

de distorções evidentes entre os elos da cadeia. Diante deste cenário, alguns dos problemas

que as empresas enfrentam são inventário excessivo, falta de produtos, distorção de

informações e transporte insuficiente.

Neste sentido, este artigo se debruça sobre o fator “eficiência operacional”, do

ponto de vista da gestão de operações e de manutenção, para avaliar o seu impacto no efeito

chicote. Parte-se da hipótese de que além da deficiência no fluxo de informações e da

incerteza da demanda, a eficiência operacional das etapas de produção e logística de uma

cadeia de suprimentos também impacta na geração do efeito chicote. Logo, a eficiência global

de uma cadeia pode ser medida e convertida em confiabilidade operacional, compreendendo a

disponibilidade, o desempenho, a qualidade do produto e o cumprimento de prazos

estipulados.

Portanto, buscar-se-á compreender o impacto que a eficiência operacional de uma

cadeia de suprimentos possui sobre o efeito chicote. Para além do objetivo central da

pesquisa, pretende-se responder a algumas perguntas inerentes a temática do trabalho: Como

medir a confiabilidade global de uma cadeia de suprimentos? Como avaliar o impacto da



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eficiência operacional, enquanto tradução da confiabilidade das etapas de produção e logística

em termos quantitativos associados ao efeito chicote?

Para se atingir os objetivos da pesquisa este trabalho utilizará o método de fluxo de

redes para calcular o efeito chicote e o método de Diagrama de Blocos para calcular a

confiabilidade. Para efeito de validação, serão utilizado dados reais de uma cadeia alimentícia,

cujos valores do efeito chicote e da confiabilidade global serão correlacionados e submetidos

a uma análise de cenários para se obter as conclusões da pesquisa

2.Cadeia de Suprimentos e o Efeito Chicote

Para Christopher (2010), uma cadeia de suprimentos é uma rede de organizações

com atividades e processos envolvidos na geração de valor na forma de produtos e serviços

para os clientes. Mentzer et. al. (2001), por sua vez, definem a cadeia de suprimentos como

“uma coordenação sistemática e estratégica das funções gerenciais tradicionais e das táticas

entre elas dentro de uma empresa e, entre empresas, dentro da cadeia de suprimentos, para

melhoria do desempenho de longo prazo das empresas separadamente e da cadeia como um

todo”. No sentido da formação de valor estão os produtos que vão de fornecedores a clientes e

no fluxo inverso a informação a respeito da demanda.

Já Krajewski et. al. (2009) definem eficiência operacional como a realização das

etapas de produção e atividades logísticas utilizando os recursos necessários de forma ótima e

econômica. Frazier et al (2009) defendem a importância da integração de uma cadeia de

suprimentos, quanto à confiabilidade do fluxo de informação e dos produtos e serviços. Soma-

se o fato de os riscos na cadeia de suprimentos estarem associados não só à eficiência

operacional, mas também a orientação das empresas para os clientes, as quais chegam a

negligenciar o fluxo de informações para os fornecedores.

A inter-relação entre os processos intrínsecos à cadeia apresenta alguns aspectos

complexos que geram disfunções nas operações globais. Um dos mais notórios desvios e

irregularidades verificados em uma cadeia é a ocorrência do “efeito chicote” (LEE, 1997;

CACHON, 2006; BALLOU, 2011).

3. Gestão de Operações e de Manutenção

Krajewski et. al. (2009) elucidam o horizonte da produção que vai da escolha do

layout industrial, à gestão de capacidade e à otimização de processos, por meio do

dimensionamento e sequenciamento de produção, da gestão de estoques e das previsões de

demanda. À produção, inclui-se também a gestão de máquinas e equipamentos, no que tange a



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assuntos como manutenção, confiabilidade e qualidade dos produtos e eficiência dos

processos.

Atrelado à gestão de operações na manufatura está o gerenciamento de manutenção,

que busca garantir que o sistema de produção definido seja operado conforme as

especificações pretendidas. A função manutenção é a combinação de todas as técnicas e ações

gerenciais durante o ciclo de vida de um item, visando garantir o seu pleno funcionamento

para a função requerida (MANZINI e FERRARI, 2010).

Com os constantes avanços tecnológicos, a manufatura necessita, cada vez mais, de

suporte para manter a eficiência dos seus ativos. Segundo Assis (2010), a função manutenção

nos ambientes corporativos tem o grande desafio de acompanhar esse avanço por meio do

conhecimento e da utilização de ferramentas modernas de gestão. Entre as políticas de

manutenção consagradas nas últimas décadas estão a Manutenção Produtiva Total (Total

Productive Maintenance - TPM) e a Manutenção Centrada na Confiabilidade (Reliability

Centered Maintenance - RCM)

Se por um lado o TPM é uma extensão da filosofia japonesa de eliminação de perdas,

o TQM (Total Quality Management), por outro, o RCM utiliza métodos de análise

quantitativos no intuito de aumentar a probabilidade de um componente ou sistema físico

funcionar, conforme o projetado em seu ciclo de vida e com o mínimo de manutenção

(NASA, 2000; DALE, 2011).

Segundo Lopes (2012), o TPM é uma política de manutenção de equipamentos que

envolve os trabalhadores de todas as áreas da companhia, especialmente engenharia,

manutenção e operação. Tem como duplo objetivo alcançar zero falhas (equipamentos) e zero

defeitos (produtos). Como consequência da eliminação das falhas e defeitos, aumenta-se a

disponibilidade dos equipamentos, reduz-se custos e inventários; e por conseguinte aumenta-

se a produtividade.

Na aplicação da política de TPM, um sistema de feedback é implementado a fim de

mediar a avaliação do sistema. Tal ferramenta recebe o nome de OEE (Overall Equipment

Effectiveness ou Eficácia Geral dos Equipamentos). O OEE é um indicador que faz a

avaliação da eficiência de determinada operação de manufatura, e auxilia na busca das áreas

problemáticas dos processos, oferecendo as respostas para que possam ser aplicadas as

melhorias (LUCATELLI, 2002).

De acordo com Amorim (2009), o OEE é um indicador que faz a medição do



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desempenho de uma maneira “tridimensional”, uma vez que considera o tempo útil da

máquina disponível para produção, a eficiência demonstrada durante a produção e a qualidade

que é obtida para o produto após ser processado no equipamento.

O RCM é outro sistema de manutenção consagrado na academia e nas corporações. O

RCM é definido por Moubray (2012) como um processo usado para determinar o que deve ser

feito para assegurar que, qualquer item físico continue a desempenhar as funções requeridas

pelos seus usuários em seu atual contexto operacional. Para isso, é necessário responder a sete

questões básicas do item sob análise: Quais são as funções e os padrões de desempenho dos

itens em seu atual contexto operacional? De que maneira eles falham em cumprir suas

funções? Quais são as causas de cada falha funcional? O que acontece quando ocorre cada

falha? Quais são as consequências de cada falha? O que pode ser feito para prever ou prevenir

cada falha? O que deve ser feito se não houver nenhuma tarefa preventiva apropriada?

(MENDES e RIBEIRO, 2011).

No contexto do RCM, ganha destaque a engenharia de confiabilidade. O estudo de

confiabilidade em sistemas industriais pode ser obtido a partir de métodos probabilísticos,

enquanto que por sua vez, a confiabilidade global de sistemas é obtida pelo modelo de

Diagrama de Blocos (VERMA et al., 2010).

4. Metodologia

Trata-se de uma pesquisa de natureza aplicada, que se propõe a analisar o impacto da

eficiência operacional na geração do efeito chicote no contexto das cadeias de suprimentos. É

exploratória porque busca aproximar os conceitos de gestão de operações e de manutenção da

problemática dos riscos na cadeia de suprimentos. Neste sentido, busca utilizar de forma

análoga os estudos de confiabilidade de equipamentos na compreensão da confiabilidade

observada.

A pesquisa é quantitativa, pois propõe um indicador global de confiabilidade para a, e

qualitativa, por utilizar da compreensão teórica dos elementos da cadeia de suprimentos e da

gestão de manutenção. O método utilizado é dedutivo a partir da construção de cenários, por

meio da variação da eficiência global, com uso da otimização de redes, para inferência sobre o

impacto na produção do efeito chicote.

A pesquisa aborda a literatura de gestão de manutenção, engenharia de confiabilidade

e gerenciamento de riscos no âmbito da cadeia de suprimentos, para verificar o impacto

gerado pelas operações e pelo gerenciamento da manutenção quanto à perdas de



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disponibilidade, desempenho e qualidade. Neste ponto, são visualizados os membros

genéricos de uma cadeia de suprimentos, ou seja, o fluxo fornecedor – produtor – distribuidor

– clientes.

Com o estudo teórico foram determinados processos intrínsecos à manutenção e ao

impacto gerado na cadeia de suprimentos. Uma técnica oriunda da gestão de confiabilidade, o

RBD (Reliability Block Diagram) é utilizado para a determinação da confiabilidade dos

componentes da cadeia em nível de disponibilidade de recursos, desempenho de

equipamentos e processos e qualidade do produto final. Esta confiabilidade dos componentes

foi desenvolvida a partir do OEE de cada um, por meio da determinação dos gargalos, do

cálculo do indicador de eficiência e do fator de segurança atrelado a estoques.

O tamanho do pedido pela cadeia será calculado por meio de uma modelagem de fluxo

de redes para minimização do tamanho do pedido no fornecedor, cuja comparação com o

pedido do cliente fornece a dimensão do efeito chicote. Para concluir, a dimensão do efeito

chicote é comparada à eficiência global da cadeia em diversos cenários.

4.1. Método do Diagrama de Blocos de Confiabilidade (RBD)

O Diagrama de Blocos de Confiabilidade (Reliability Block Diagram – RBD) é uma

técnica da engenharia de confiabilidade e de RCM que avalia a confiabilidade global de

sistemas, e não apenas a confiabilidade de partes individuais. Parte-se do princípio de que nos

sistemas existem fluxos (elementos em série) e redundâncias (elementos em paralelo), e de

forma análoga, ao utilizado na determinação de resistências em circuitos elétricos, é possível

calcular a confiabilidade global de um sistema complexo (VERMA et. al., 2010).

Diagrama de

Blocos de

Confiabilidade

Função de confiabilidade

Observações

1.

Estrutura de um item

2.

Estrutura em série

1 a cada 2 em redundância



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3. 1 de cada 2

4. de cada

de cada em redundancia

Para

Figura 01: Cálculo de confiabilidade em sistemas complexos. Fonte: Birolini (2014)

Conforme mostrado na Figura 01, elementos em série tendem a reduzir a

confiabilidade global enquanto elementos em paralelo (redundâncias) tendem a aumentá-la.

4.2. Otimização de Redes

O atendimento da demanda requer o suprimento de matéria-prima por parte dos

fornecedores a montante da cadeia. Neste sentido, a otimização de redes surge como

ferramenta por meio da modelagem matemática de problema de fluxo máximo.

Com base em uma rede direcionada G = (V, A) com arcos capacitados superiormente

(denotados por ), sem laços, e associando a cada arco (i,j) um valor , correspondente à

quantidade de fluxo percorrido no arco (i,j), o problema de fluxo máximo tem que satisfazer

a restrições de um arco não negativo ( ), restrições de capacidade no arco( ) e

à regra de conservação do fluxo em cada nó ( ), isto é, o fluxo que entra em

cada nó é igual ao que sai somado ao valor localmente consumido (HERNANDES et al.,

2006).O problema de fluxo máximo pode ser resumido como mostra a Figura 2:

Figura 02: Modelagem genérica do problema de fluxo máximo de redes. Fonte: Brandão (2008)

Nessa representação genérica v é quantidade máxima de fluxo que pode percorrer

a rede G, do nó origem s ao nó destino t.



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5. Modelo da Cadeia de Suprimentos

5.1. Caracterização da cadeia

A pesquisa foi validada por meio da análise na cadeia de suprimentos da palma para

produção de oleínas, margarinas e óleos vegetais para abastecer segmentos industriais de

cosméticos e de alimentos. Vale ressaltar que a estrutura de modelagem proposta por meio do

problema de rede, bem como a confiabilidade global da cadeia pelo diagrama de blocos são

passíveis de generalização para outras cadeias de suprimentos.

A cadeia produtiva da palma (Figura 3), excluindo a produção de biocombustíveis, se

inicia com a extração da palma, para obtenção do óleo bruto. Em seguida, este óleo bruto é

transportado para o refino, onde recebe aditivos. Este óleo refinado pode ser vendido a granel

para a indústria de cosméticos ou enviado para produção de oleínas, margarinas e gorduras.

Nesta fase, que requer uma embalagem específica (caixa, balde, tambor, bag ou “big bag”),

são adicionados outros aditivos específicos, bem como o soro de leite. O produto acabado é

enviado para os clientes. Todavia, para o setor de panificação, há distribuidores nesse

processo.

Para o modelo que ampara a pesquisa, utilizou-se uma cadeia onde as fases que vão da

extração ao beneficiamento do óleo refinado em oleínas, margarinas e gorduras estão situadas

na Região Norte, na Amazônia brasileira, cujas condições climáticas e o tipo de solo são

propícios a cultura da palma, popularmente conhecida como “dendê”.

Figura 3: Modelo teórico da cadeia de suprimentos simulada. Fonte: Elaboração própria (2014)



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6. Resultados e Discussões

6.1. Efeito chicote e confiabilidade gerada na cadeia modelo

O resultado ótimo obtido para o modelo matemático da cadeia de suprimentos

estudada aponta para um efeito chicote na ponta inicial (extração de palma) de 104,22%. Em

termos nominais, a produção, que deveria ser de 1100 toneladas, foi de 2246,38 (Tabela 1).

Tabela 1: Efeito Chicote na ponta inicial da cadeia

Descrição Quantidade

(em ton) Descrição

Quantidade

(em ton)

Distribuidor 1 103,07 Quantidade de aditivos I 1661,09

Distribuidor 2 103,07 Quantidade de aditivos II 1397,94

Distribuidor 3 103,07 Demanda para panificação 300

Produzida no beneficiamento 1258,14 Demanda para sorvetes 150

Equivalente de óleo refinado 1494,99 Demanda para chocolate 200

Equivalente de óleo bruto 1656,49 Demanda para biscoitos 200

Palma extraída 1a 788,81 Demanda para cosméticos 250

Palma extraída 1b 612,43 Demanda total (toneladas) 1100

Palma extraída 1c 845,15 Qtde produzida (toneladas) 2246,38

Soro de leite 1397,94 Efeito chicote 104,22%

Embalagem 1397,94

Fonte: Elaboração Própria (2014)

Em seguida foi efetuado o procedimento para a obtenção da confiabilidade global

da cadeia, por meio da técnica de diagrama de blocos de confiabilidade (RBD) que calcula as

relações das probabilidades em série (traço) e paralelo (duas barras), além de probabilidades

condicionais para obter as confiabilidades referentes a cada família. Com o RBD foi possível

obter a confiabilidade global da cadeia estudada.

Para avaliar a confiabilidade global da cadeia, obteve-se a média ponderada a

partir da representatividade de cada tipo de cliente, obtendo a confiabilidade de 77,11%

(Tabela 2).

Tabela 2: Confiabilidade global da cadeia

Clientes Confiabilidade Representatividade

Cosméticos 71,748% 27,27%

Panificação 79,204% 13,64%

Sorvetes 79,232% 18,18%

Chocolate 79,044% 18,18%

Biscoitos 79,044% 22,73%

Confiabilidade da Cadeia 77,11%

Fonte: Elaboração Própria (2014)

Apesar de possuir uma quantidade menor de elos em sua cadeia de suprimentos, o que

sugere maior confiabilidade global, os resultados para os clientes da indústria de cosméticos



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contradizem esta premissa. Um grande fator de impacto para a menor confiabilidade atestada

é a existência de apenas um fornecedor para o cliente final, bem como a existência maciça de

canais em série, enquanto os demais, com uma complexidade maior, no intuito de aumentar a

confiabilidade, possuem diversos canais em paralelo na cadeia (Tabela 5).

A diversificação na cadeia, para redução dos riscos das operações dos canais mostrou-

se bem desenvolvida pelo modelo RBD, isto porque operações em paralelo tendem a

aumentar a confiabilidade global do segmento. Devido às características da cadeia de

suprimentos estudada, as etapas de produção são centralizadas, exceto a fase inicial de

extração. Com isso, não se permite verificar o aumento da confiabilidade devido à diversas

fontes de produção.

A inclusão de mais um grau de complexidade (distribuidores) no ramo de

fornecimento para panificação, se comparado a “sorvetes”, “chocolate” e „biscoitos” não

representou um grande impacto para a confiabilidade da cadeia. Isto pode ser explicado pela

existência de diversos canais de distribuição e de transporte envolvidos.

6.2. Relação entre a confiabilidade global de uma cadeia e a geração do efeito chicote

O objetivo central do trabalho é avaliar o grau de existência de uma relação causal

entre a geração do efeito chicote e a confiabilidade ao longo de uma cadeia de suprimentos.

Utilizou-se para isto a modelagem da cadeia de suprimentos da palma. Para verificar a

relação, foram multiplicados os valores das confiabilidades das partes de produção e

transporte em uma escala que varia de 0,88 a 1,03, no intuito de verificar o comportamento do

efeito chicote e da confiabilidade global (Figura 4).



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Figura 4: Relação causal entre a geração do efeito chicote (%) e a confiabilidade na cadeia (%).

Os resultados obtidos com a variação dos índices de confiabilidade nas partes da

cadeia apontam para a existência de uma relação causal inversamente proporcional, isto é,

quanto maior a confiabilidade global menor a geração do efeito chicote. Além da percepção

de relação evidente pelo gráfico, a correlação obtida foi de -0,9765, corroborando com esta

relação.

A confiabilidade pode ser associada ao OEE, uma vez que este trata do nível de

disponibilidade, que se relaciona à extensão e ao cumprimento de prazos, à performance,

onde se destaca a otimização do processo, e à qualidade, com atenção ao retrabalho e ao

refugo de produção. A importância do resultado obtido reside na verificação de que a

incerteza e deficiência no fluxo de informações sobre demanda não é o único fator que

influencia na geração do efeito chicote. O fluxo de produção também é fortemente

influenciado pela confiabilidade das etapas. Em tempo, esta confiabilidade reside na eficácia

dos métodos de produção, na qualidade e no cumprimento de prazos de entrega, fatores de

fundamental importância na logística de transporte.

7. Considerações Finais

Os resultados obtidos apontam para uma correlação consistente e inversa entre o

impacto da eficiência operacional por meio dos atores da cadeia de suprimentos estudada e a

geração do efeito chicote. Isto sugere que existem causas para além da incerteza da demanda

eda capacidade de relacionamento (fluxo de informações) durante a cadeia.



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A mensuração e modelagem do efeito chicote é de difícil execução. Nesse sentido, a

utilização da modelagem por problema de rede mostrou-se útil para expor com simplicidade

as restrições e peculiaridades no estudo de cadeias de suprimentos específicas. Serviu ainda

para calcular o efeito chicote a partir das distorções das demandas que são produzidas a

montante e o que é solicitado e disponibilizado ao cliente.

Destaca-se ainda a utilização do diagrama de blocos de confiabilidade, método

oriundo da engenharia de confiabilidade de sistemas industriais, como metodologia disponível

para mensurar a eficiência operacional global a partir de parametrização definida dos agentes

da cadeia. Este método vai de encontro com as práticas na gestão da cadeia de suprimentos:

quanto mais diversificado os canais de distribuição, maior a margem de confiança (itens em

paralelo), assim como a diversificação de fornecedores é importante para reduzir os riscos

(itens em paralelo). Por outro lado, quanto mais complexa e cheia de etapas e elos, mais

vulnerável tende a ser a cadeia (itens em série).

A parametrização da confiabilidade operacional, enquanto tradução da eficiência das

operações ainda é um desafio. Nesse estudo a mensuração da confiabilidade levou em conta o

indicador OEE e a utilização da capacidade, Todavia, estudos nesse sentido são importantes

para mensurar a confiabilidade das operações logísticas, cujo transporte se relaciona

eminentemente com entregas no prazo e conformidade das mercadorias entregues. Portanto,

essa análise pode ser expandida para o cálculo do OEE a esse tipo de operação.

Sugere-se para estudos futuros a aplicação do método para outros tipos de cadeias de

suprimentos, a fim de ratificar a consistência metodológica e verificar se aspectos específicos

inerentes a outros tipos de cadeia impactam nos resultados obtidos. Além disso, sugere-se a

comparação do impacto da incerteza da demanda, comparada??? e da eficiência operacional

na geração do efeito chicote.

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Acessado em: 15/02/2015

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