Abstract: Muitos subprodutos da indústria de alimentos são ricos em nutrientes, no entanto, ainda são pouco utilizados para consumo, pois necessitam de tratamentos que garantam a segurança microbiológica. A irradiação de alimentos é um processo que responde a esta demanda, pois reduz a população microbiana mantendo a qualidade nutricional do alimento. O objetivo deste trabalho foi estudar a ação da radiação ionizante no resíduo resultante da extração a frio de óleo de macadâmia para utilização em alimentos. Já foi estudada a utilização do resíduo para alimentação animal; entretanto, a originalidade desse trabalho é a proposta da utilização desse resíduo irradiado para consumo humano. O resíduo foi submetido à irradiação em fonte de 60Co Gammacell 220 com doses de 0 - 7,5 kGy. A radiação gama, nas doses aplicadas, não induziu mudanças significativas na composição centesimal e no perfil de ácidos graxos. A caracterização físico-química, pelos ensaios de composição centesimal, mostrou que a macadâmia e o resíduo da extração de óleo, são ricos em gorduras totais, atribuídos principalmente às gorduras monoinsaturadas, além de proteína e fibras. Todo o perfil de ácidos graxos foi analisado sendo encontrado principalmente ácido oleico (cerca de 60 %), palmitoléico (cerca de 18 %) e palmítico (cerca de 8 %). O resíduo após irradiação apresentou o mesmo perfil de ácidos graxos. Pela análise por ativação neutrônica foi possível verificar a presença de minerais relevantes. O resíduo irradiado mostrou-se ainda mais rico do que a própria noz em micronutrientes tais como Ca, K, Mn, Mg, Cu e Zn. Foram realizados ensaios microbiológicos na noz macadâmia e no resíduo irradiado e não irradiado. Foram analisados coliformes a 45°C, Salmonella sp, contagem total de bolores e leveduras, contagem total de aeróbios mesófilos e Bacillus cereus. Os ensaios realizados mostram que doses iguais ou maiores de 5 kGy são suficientes para que o resíduo da macadâmia atenda a legislação vigente e as indicações citadas na literatura, podendo ser utilizado com segurança pela indústria alimentícia.

Palavras-Chave: food industry; food processing; irradiation; microorganisms; diagnostic techniques; bioassay; ionizing radiations; gamma spectroscopy; neutron activation analysis; mechanical structures

RAO, INA P. Ação da radiação ionizante no resíduo do processo de prensagem para extração de óleo da macadâmia para utilização em alimentos. Orientador: Nélida Lúcia Del Mastro. 2020. 84 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-12032020-084046. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30925. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Com a evolução tecnológica no âmbito da saúde, o desenvolvimento de softwares que auxiliam o médico em suas decisões sobre o diagnóstico do paciente tem se intensificado nos últimos anos. O Sistema de Apoio ao Diagnóstico Médico (SADM) torna-se uma ferramenta relevante nesse processo, pois pode contribuir para uma melhor assistência ao paciente e para um diagnóstico mais assertivo. O objetivo deste trabalho é medir os possíveis preconceitos/resistências ao uso do SADM em grupos constituídos de professores médicos e acadêmicos de medicina da FAPAC/ITPAC Porto, em Porto Nacional, Tocantins. Para a medida da memória explícita, foi utilizado um questionário elaborado nesta tese. Já para a memória implícita utilizou-se o Teste de Associação Implícita (TAI) aplicado por meio do software FreeIAT, que mede a latência de resposta do participante, a fim de quantificar os preconceitos dos dois grupos, quanto ao uso do SADM. Como parte deste trabalho, foi desenvolvido um pós-processador gráfico com interface amigável, o que facilitou a apresentação e a interpretação dos resultados por parte dos usuários do FreeIAT. O Teste de Associação Implícita (TAI) do software utilizado neste trabalho, foi customizado com a finalidade de comparar as associações implícitas, tanto de professores médicos, quanto de acadêmicos, em relação às categorias-alvo: "INFORMÁTICA" e "MANUSCRITO". Para validação dos testes de associação explícita e implícita, um pré-teste foi aplicado a um grupo de professores médicos. Antes da pandemia da COVID-19, o teste de associação implícita foi aplicado para os acadêmicos de medicina no primeiro mês de aula da disciplina Informática Médica e após quatro meses, o teste foi reaplicado. O treinamento para esse grupo consistiu na exposição dos conteúdos abordados durante as aulas, sendo apresentadas as mais variadas aplicações da informática na área médica. Após a ministração da disciplina, os acadêmicos apresentaram resultados mais positivos em relação à "INFORMÁTICA". Paralelamente, foi aplicado o FreeIAT customizado para os professores médicos, além da realização de um treinamento multissensorial. Finalmente, o TAI foi reaplicado a esses participantes, cujos resultados mostraram que após o treinamento multissensorial, as associações positivas à "INFORMÁTICA" aumentaram. Devido à pandemia da COVID-19, a proposta desta pesquisa foi ampliada, a fim de verificar se houve um aumento nas associações positivas à "INFORMÁTICA". O mesmo TAI customizado e o treinamento multissensorial, utilizados na pré-pandemia, foram aplicados a dois novos grupos de professores médicos e acadêmicos de medicina. A metodologia multissensorial elaborada e utilizada neste trabalho para os professores e acadêmicos teve êxito no período da pré-pandemia ao possibilitar mudanças nas associações implícitas, modificando a percepção dos participantes e possibilitando a redução do preconceito/resistência à utilização de SADMs. Já no período da pandemia, apenas os acadêmicos demonstraram maior força de associação à "INFORMÁTICA", após cursarem a disciplina Informática Médica. Já os médicos, apresentaram menor força de associação à "INFORMÁTICA". Os resultados desta pesquisa promovem uma reflexão sobre como o conhecimento de sistemas computacionais confiáveis pode alterar a percepção prévia de um acadêmico ou médico e minimizar a resistência quanto ao uso desses sistemas. O software TAIGraph, desenvolvido neste trabalho, encontra-se disponível para ser utilizado, especialmente por pesquisadores que fazem uso do FreeIAT.

Palavras-Chave: medicine; education; personnel; medical supplies; computer codes; programming languages; tools; diagnostic techniques; control systems; comparative evaluations

SILVESTRE, LARISSA J.B. Aplicação de testes de associação explícita e implícita na comunidade acadêmica médica para avaliar a resistência no uso de sistemas de apoio ao diagnóstico médico. Orientador: Gaianê Sabundjian. 2022. 177 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-18082022-151540. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33272. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os métodos de diagnóstico óptico são muito utilizados na odontologia e se baseiam nas propriedades ópticas dos tecidos duros dentais esmalte e dentina. Estes, podem detectar doenças da cavidade oral precocemente possibilitando uma intervenção mais rápida e eficaz. O laser Nd:YAG (λ=1064nm) é bastante difundido na clínica para a prevenção e tratamento de cárie e erosão dentária. Após a irradiação dos tecidos duros com Nd:YAG, suas propriedades ópticas são modificadas, há alta penetração de fótons deste comprimento de onda e baixa absorção, assim é necessário o uso de fotoabsorvedores para que os fótons sejam absorvidos na superfície e se evite a necrose da polpa dental. Atualmente a pasta de carvão, usada como fotoabsorvedor, causa escurecimento no tecido irradiado implicando na baixa adesão ao tratamento por questões estéticas. O objetivo deste estudo in vitro foi caracterizar os tecidos duros dentais quanto à irradiação com laser de Nd:YAG com pulsos na ordem de microssegundos e nanossegundos, descrever as alterações promovidas pela irradiação e se essas interferem nos métodos de diagnóstico e também como o uso de um fotoabsorvedor alternativo, como a tinta de lula, influencia nas propriedades ópticas dos tecidos. Esses lasers também são propostos como alternativa de prevenção de lesões de erosão dentária. Foram determinados os protocolos de irradiação eficiente e seguros para o laser de Nd:YAG (0,6W;84,9J/cm2;120μs) e também para o Q-Switched Nd:YAG (4W;1,05J/cm2;5ns) baseados na medida da temperatura intrapulpar com termopares de resposta rápida e superficial com termografia no infravermelho durante a irradiação de dentes humanos; concentração de flúor nos fotoabsorvedores; mudança de cor de acordo com o fotoabsorvedor e também na análise da morfologia superficial por microscopia eletrônica de varredura após a irradiação de dentes bovinos. Após a determinação dos protocolos, foram calculados o índice de refração, coeficiente de atenuação óptica para determinar se o protocolo foi eficiente na prevenção de lesões de erosão e também foram utilizados neste cálculo os índices refração calculados anteriormente. Ambos protocolos apresentaram aumento menor do que 5,5ºC da temperatura intrapulpar, indicando que estão na faixa de manutenção da vitalidade pulpar. A temperatura superficial durante a irradiação foi maior do que 200ºC. A concentração de flúor na pasta de carvão é 0,03±0,01μgF/mL e na tinta de lula é 3,92±0,32μgF/mL. A tinta de lula promoveu menor escurecimento. As eletromicrografias mostraram que os lasers promoveram fusão nas superfícies dos tecidos exceto a dentina irradiada com o Nd:YAG Q-Switched. Não houve diferença estatística significante entre os índices de refração calculados, porém, o cálculo do coeficiente de atenuação óptica mostrou diferenças significativas e os protocolos que se utilizaram da tinta de lula se mostraram mais eficientes na prevenção das lesões de erosão. A composição química em profundidade foi determinada utilizando-se a espectroscopia Raman confocal. Lasers de Nd:YAG são eficientes para a prevenção de lesões de erosão dentária independente da largura de pulso, a tinta de Lula se mostrou eficaz e viável esteticamente. Os protocolos são seguros para aplicação clínica e alteram os tecidos duros dentais química e opticamente influenciando no diagnóstico por técnicas ópticas, por exemplo OCT.

Palavras-Chave: raman spectroscopy; infrared thermography; lasers; diagnostic techniques; optical models; optical properties; tomography; hardness; animal tissues; teeth; enamels; dentin; dentistry

PEREIRA, DAISA de L. Caracterização óptica de tecidos duros dentais irradiados com lasers de Nd:YAG. Orientador: Denise Maria Zezell. 2019. 122 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-07112022-154124. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33603. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Radioisótopos de gálio são estudados e avaliados para aplicações médicas desde 1949. Nos últimos 50 anos 67Ga tem sido amplamente utilizado no diagnóstico de diversas patologias, incluindo lesões inflamatórias crônicas e agudas, bacterianas ou estéreis e diversos tipos de tumores. No Brasil 30% das clinicas que prestam serviços de Medicina Nuclear utilizam o Citrato de 67Ga com uma demanda de distribuição no IPEN-CNEN/SP de 37 GBq (1 Ci) por semana. O 67Ga apresenta meia-vida física de 3,26 dias (78 horas) e decai 100% por captura eletrônica para o 67Zn estável. Seu decaimento inclui a emissão de raios γ com energias de 93,3 keV (37%), 184,6 keV (20,4%), 300,2 keV (16,6%) e 888 keV (26%). No IPEN o 67Ga era produzido a partir da reação 68Zn(p, 2n)67Ga. Após a irradiação, o alvo era totalmente dissolvido em HCl concentrado e a solução percolada em resina catiônica DOWEX 50W-X8, 200-400 mesh, condicionada em HCl 10 mol L-1. Zinco, níquel e cobre eram eluídos em HCl 10 mol L-1 e o 67Ga em HCl 3,5 mol L-1. O produto final era obtido na forma de citrato de 67Ga. Este trabalho apresenta um método inédito, rápido, direto e eficiente de separação química e obtenção de 67GaCl3 a partir da difusão térmica (aquecimento do alvo) aliada à extração em ácido acético concentrado. A purificação foi realizada por cromatografia de troca iônica. Realizou-se a eletrodeposição do zinco natural em placas de cobre niquelado como substrato e os depósitos de zinco obtidos foram aderentes ao substrato, levemente brilhantes e uniformes. Os alvos foram irradiados com prótons de 26 MeV e corrente integrada de 10 μA.h. Após a irradiação, os alvos foram aquecidos a 300 °C por 2 horas e colocados em contato com ácido acético concentrado por 1 hora. O rendimento médio de extração de 67Ga obtido foi de (72±10)%. Esta solução foi evaporada e o resíduo foi retomado em NH4OH 0,5 mol L-1. O 67Ga foi purificado em resina catiônica Dowex 50WX8 em meio de NH4OH. A recuperação obtida foi de (98 ± 2) %, de 67Ga. O eluido foi evaporado e retomado em HCl 0,1 mol L-1. A pureza química foi verificada por ICP-OES encontrando-se (2 ± 1) μg mL -1 de zinco. As concentrações de ferro, cobre e níquel foram inferiores ao limite de detecção do método e aos limites de utilização de 67Ga. A pureza radionuclídica foi verificada por espectroscopia-γ utilizando um detector de germânio Hiper-Puro encontrando-se valor superior a (99,9%). Este método inédito permite a obtenção de 67Ga com alta pureza química, radioquímica e radionuclídica em condições de processamento menos agressivas e corrosivas que o método comumente utilizado.

Palavras-Chave: nuclear medicine; diagnostic techniques; radiopharmaceuticals; gallium 67; copper alloys; ion exchange; resins; gamma radiation; separation processes; thermal diffusion

MARTINS, PATRICIA de A. Desenvolvimento de método para separação química de gálio-67 pela técnica de difusão térmica. Orientador: João Alberto Osso Junior. 2012. 101 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2012.tde-16012013-102607. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10147. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Segundo dados da Organização Mundial da Saúde (OMS), doenças crônicas não transmissíveis (DCNT), são uma das principais causas de morte no mundo, principalmente diabetes mellitus (DM). De particular importância para a DM, a manutenção de elevados níveis glicêmicos contribui de forma direta para o prejuízo das funções vasculares. Ainda, a DM impacta diretamente na qualidade de vida através de outros fatores associados à doença. Destaca-se a Retinopatia Diabética (RD), uma das principais causas de cegueira no mundo. A Tomografia por Coerência Óptica (OCT, do inglês, Optical Coherence Tomography) é uma modalidade de diagnóstico por imagem baseada em interferometria óptica que não utiliza radiação ionizante. Análise das flutuações de intensidade do sinal de OCT, devido ao padrão de ruído denominado speckle, possibilita análises angiográficas e de fluxo. Este estudo apresenta, então, o uso de OCT como ferramenta diagnóstica tanto para medir níveis glicêmicos no sangue de forma sem-contato, como para analisar in vivo a microvasculatura retinal. Desta maneira, novas técnicas diagnósticas para controle do nível glicêmico e para acompanhamento e estudo da retinopatia diabética são propostas. Os resultados de diferenciação da concentração de glicose no sangue obtidos, com métodos de análise espacial e temporal, são animadores e mostram boa sensibilidade do OCT para aplicações ex vivo, indicando uma potencial técnica de monitoramento glicêmico não-invasiva. Adicionalmente, as novas formas de análise microvascular da retina possibilitam um diagnóstico precoce da severidade da RD, o que possibilita melhor indicação do tratamento adequado a cada caso. Ainda, esta análise revela informações novas sobre a angiogênese da RD. É necessário, entretanto, um conhecimento adequado sobre as imagens adquiridas e métricas utilizadas, e um relatório sobre estes fatores foi desenvolvido. Com isto, esta tese demonstra a importância do desenvolvimento de técnicas de OCT para aplicações clínicas e para saúde dos pacientes com DM.

Palavras-Chave: diagnostic techniques; optical microscopy; scanning light microscopy; image processing; computerized tomography; interference; wave propagation; on-line measurement systems; dimensionless numbers; signal-to-noise ratio; glucose; control; blood chemistry; performance testing; angiography; endocrine diseases; metabolic diseases; diabetes mellitus; eyes; retina

PRETTO, LUCAS R. de. Desenvolvimento de técnicas diagnósticas quantitativas baseadas em decorrelação de speckle presente nos sinais de Tomografia de Coerência Óptica. Orientador: Anderson Zanardi de Freitas. 2019. 107 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-17092020-142834. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/31506. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As farmacopeias Europeia e Americana (USP) recomendam que estudos de controle de qualidade de radiofármacos envolvendo sistemas biológicos sejam realizados por métodos invasivos. Entretanto, esses métodos consomem tempo considerável, contribuindo para a exposição do trabalhador à radiação. Por outro lado, a imagem pré-clínica permite uma perspectiva de estudos longitudinais, com potencial para fornecer medições quantitativas de biodistribuição de radiotraçadores e reduzir o número de animais necessários por estudo, sendo mais econômico e mais ético do que os métodos tradicionais encontrados na literatura. Este trabalho avaliou o potencial do método de imagem em micro SPECT/CT na avaliação quantitativa da biodistribuição do radiofármaco DMSA-TEC marcado com 99mTc, comparando os resultados com o método invasivo. A pureza radioquímica das marcações realizadas para método não invasivo apresentou resultado em média de 90,43 ± 1,59 %, atendendo ao critério de aceitação (≥ 85%, USP). A quantificação da captação do radiofármaco nos órgãos de interesse (rins e fígado+baço) foi realizada a partir de imagens SPECT/CT, pré-processadas com o algoritmo iterativo OSEM. Os órgãos de interesse foram selecionados e o processamento das imagens foi realizado pelo software Pmod 4.0. Apesar do método não invasivo produzir resultados quantitativos de %A.I. nos rins que não atenderam ao critério farmacopeico, promoveu resultados reprodutíveis, sugerindo que o método possa ser aprimorado para aplicação na rotina de análise de lotes de radiofármacos, considerando a possibilidade de estabelecimento de correlação quantitativa com o método invasivo e a definição de critérios de aceitação próprios para o método não invasivo. A reprodutibilidade demonstrada pelo método não invasivo encoraja sua aplicação para obtenção de resultados quantitativos em estudos relacionados ao desenvolvimento de novos radiofármacos.

Palavras-Chave: emission computed tomography; positron computed tomography; single photon emission computed tomography; image processing; quality control; peptides; radioisotopes; technetium 99; radiopharmaceuticals; labelled compounds; biological localization; post-irradiation examination; diagnostic techniques; diagnosis; experiment results; performance testing; gamma radiation

CAMPOS, RAFAEL F. Estudo de biodistribuição de radiofármaco marcado com 99mTc pelo método invasivo e não invasivo utilizando o micro PET/SPECT/CT. Orientador: Elaine Bortoleti de Araújo. 2020. 95 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-23122020-112629. Disponível em: http://200.136.52.105/handle/123456789/31730. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O Programa de Controle de Qualidade de sistemas geradores de raios X inclui a verificação periódica da constância dos feixes de raios X, para tanto é preciso que o físico especialista conheça as respostas dos instrumentos medidores de radiação. Neste trabalho foi analisado o comportamento das câmaras de ionização submetidas a feixes de radiação em Radiodiagnóstico nas energias de 50, 81, 90 e 102 kV. Inicialmente foram realizadas medidas experimentais com oito câmaras de ionização de quatro modelos- e, em seguida, foi simulado através do Método de Monte Carlo, com o código MCNP5, um sistema gerador de raios X e os quatro modelos de câmaras de ionização empregados na parte experimental. Com as simulações de arranjo padronizado foi calculado o valor de kerma no ar e foram comparadas, então, as respostas obtidas experimentalmente com os cálculos por simulação. As correlações obtidas entre os resultados permitiram o desenvolvimento de uma ferramenta que apresenta maiores informações para a compreensão dos equipamentos detectores utilizados, e que auxilia o especialista em física médica na análise da resposta dos detectores.

Palavras-Chave: diagnostic techniques; radiology; x radiation; ionization chambers; radiometers; monte carlo method; m codes; radiation detectors

GIAROLA, RODRIGO S. Estudo teórico-experimental da resposta radiométrica de câmaras de ionização utilizadas em dosimetria em feixes de raios X para diagnóstico radiológico. Orientador: Hélio Yoriyaz. 2014. 93 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2014.tde-15102014-141806. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11786. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A radioterapia de feixe de intensidade modulada (IMRT) no seu modo dinâmico é uma forma de radioterapia tri-dimensional (3D), na qual modula-se um feixe de forma a obter-se a irradiação com campos que possuem perfil variável. Os campos são gerados por um sistema de otimização matemático e transformado em seqüências de movimento ou abertura de lâminas dos colimadores terciários de múltiplas folhas (MLC) ou feixe colimado helicoidal, reproduzindo a fluência de radiação adequada. No processo o operador atribui valores limitantes de dose ao alvo e aos órgãos de risco circunvizinhos para que o sistema de planejamento inverso realize a otimização possível. Após a aprovação do plano de tratamento o mesmo deve ser conferido, através de um controle de qualidade (CQ), onde são verificadas as doses que deverão ser administradas ao paciente, comprovando-se as doses obtidas e aprovadas no plano do sistema de planejamento (SPC). Para este controle os mesmos feixes e campos são medidos em termos de dose absorvida e perfis, através de dosimetria na qual comprova-se que não há erro físico ou dosimétrico no plano que irá tratar o paciente com diferença aceitável de até 5%, também utilizada como tolerância para a aprovação dos 460 casos avaliados nesta tese. Foram apresentados as metodologias para a aceitação no primeiro serviço a utilizá-la no Brasil e os testes de controle de qualidade de dois serviços de radioterapia, desde agosto de 2001 à maio de 2006 e no outro serviço de outubro de 2007 a maio de 2008, com controle de qualidade que permitiram os respectivos tratamentos clínicos com dados de 4 anos, ou seja, 460 casos com 3935 campos de tratamento verificados individualmente por dosimetria. Isto possibilitou o aperfeiçoamento da metodologia e garantia da qualidade nos tratamentos de IMRT dinâmico destes pacientes.

Palavras-Chave: radiotherapy; accuracy; collimators; diagnostic techniques; spatial dose distributions; radiation doses; quality control

CECILIO, PAULO J. Implementacao e aceite de sistema de radioterapia de feixe modulado dinamico com o uso de colimador secundario de multiplas folhas. Orientador: Laura Natal Rodrigues. 2008. 123 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2008.tde-03052012-094138. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11757. Acesso em: $DATA.

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