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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE SAÚDE E TECNOLOGIA RURAL
UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA FLORESTAL
CAMPUS DE PATOS
ERIK ALVES BAKKE
QUANTIFICAÇÃO DO MATERIAL COMBUSTÍVEL FLORESTAL E
COMPORTAMENTO DO FOGO DE DIFERENTES AMBIENTES NA PARAÍBA
PATOS – PARAÍBA – BRASIL
2014
ERIK ALVES BAKKE
QUANTIFICAÇÃO DO MATERIAL COMBUSTÍVEL FLORESTAL E
COMPORTAMENTO DO FOGO DE DIFERENTES AMBIENTES NA PARAÍBA
Monografia apresentada à Universidade Federal de Campina Grande, Campus de Patos/PB, para a obtenção do Grau de Engenheiro Florestal.
Orientadora: Profa. Dra. Patrícia Carneiro Souto
PATOS – PARAÍBA – BRASIL
2014
FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA DO CSTR
B166q
Bakke, Erik Alves
Quantificação do material combustível florestal e comportamento do fogo de diferentes ambientes na Paraíba / Erik Alves Bakke. – Patos, 2014.
33f.: il.color.
Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Florestal) –
Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Saúde e
Tecnologia Rural.
“Orientação: Profa. Dra. Patrícia Carneiro Souto”.
Referências.
1. Combustível florestal na Caatinga. 2. Comportamento do fogo.
3. Semiárido da Paraíba I. Título.
CDU 630*41
ERIK ALVES BAKKE
QUANTIFICAÇÃO DO MATERIAL COMBUSTÍVEL FLORESTAL E COMPORTAMENTO DO FOGO DE DIFERENTES AMBIENTES NA PARAÍBA
Monografia aprovada em 07/04/2014, como parte das exigências para a obtenção do
Grau de Engenheiro Florestal, pela Comissão Examinadora composta por:
Profª. Dra. Patrícia Carneiro Souto (UAEF/UFCG) Orientadora
Prof. Dr. Antonio Amador de Sousa (UAEF/UFCG) 1º Examinador
Prof. Dr. Jacob Silva Souto (UAEF/UFCG) 2o Examinador
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais, Ivonete Alves Bakke e Olaf Andreas Bakke, pela paciência,
pela força e por nunca desistirem de mim em todos os momentos da minha vida.
À professora Patricia Carneiro Souto, pela orientação deste trabalho, pelo
apoio e confiança, e por todo o conhecimento que adquiri.
Aos membros da banca examinadora, pelas contribuições a este trabalho.
A todos os professores que fazem parte da UAEF, pela contribuição para
minha formação.
Àqueles que me ajudaram, contribuindo diretamente na realização desse
trabalho, mesmo em dias de muito calor, sempre dispostos a trabalhar.
Às funcionárias da UAEF, Edinalva e Ivanice, pela ajuda sempre prestada.
A todos aqueles que, de forma direta ou indiretamente contribuíram para a
realização deste trabalho e para minha graduação, meus sinceros agradecimentos.
BAKKE, Erik Alves. Quantificação do material combustível florestal e comportamento do fogo de diferentes ambientes na Paraíba. 2014. 34f. Monografia (Graduação) Curso de Engenharia Florestal. CSTR/UFCG, Patos – PB, 2014.
RESUMO
Os incêndios florestais causam grandes desequilíbrios nos ecossistemas. Os planos de prevenção e os combates eficientes dependem das informações obtidas do comportamento do fogo, que pode ser estimado mediante a caracterização do material combustível, da topografia do terreno e das condições climáticas da região. Este trabalho teve como objetivo quantificar a composição do material combustível superficial em área de Caatinga com diferentes fisionomias e em plantio de Pinus sp, e também avaliar o comportamento do fogo no material quando submetido à queima. As amostragens foram feitas a cada três meses, com início em setembro de 2011 e término em junho de 2012. O material combustível foi coletado em parcelas de 1,0 m x 1,0 m demarcadas, aleatoriamente, em cada área. Verificou-se que a quantidade de material acumulado na área de plantio de Pinus mantém-se constante ao longo das avaliações. Os resultados demonstraram que a área com plantio de Pinus apresentou maior quantidade de material combustível no piso florestal e que a presença de material combustível vivo foi constante nas quatro áreas pesquisadas, com menor média no mês de dezembro, período de limitação hídrica na região. A área com plantio de Pinus teve maior espessura de material não folhoso e, juntamente com as acículas, contribui para a formação de um ambiente com alta probabilidade de ignição. Em todas as áreas estudadas, a umidade do material combustível abaixo de 25% foi registrada no mês de setembro, período seco na região, constituindo risco elevado de incêndio. Palavras-chave: combustível florestal na Caatinga, comportamento do fogo,
Semiárido da Paraíba
BAKKE, Erik Alves. Quantification of the Forest combustible material and fire behavior of different environments in Paraíba. 34s. Monograph (Undergaduate Program) Forest Engineering. CSTR/UFCG, Patos – PB, 2014.
ABSTRACT
Forest fires cause great disturbances in ecosystems. Prevention plans and efficient combat depend on the information regarding fire behavior, which can be estimated by the characterization of the combustible material, sitre topography and regional climatic conditions. This study had the objective to quantify the composition of the surface combustible material from Caatinga sites with different physionomies and from a Pinus sp. plantation, as well as evaluate fire behavior on this material. Sampling took place every three months, from September/2011 to June/2012. Combustible material was collected from 1.0 m x 1.0 m plots randomly chosen in each area. The amount of accumulated material in the Pinus plantation area remains constant throughout time. The area with Pinus showed a greater amount of combustible material on the forest floor and the living combustible material was constant in the four studied areas, with lower average in December, during the period of water limitation in the region. The Pinus plantation area showed more non leaf material and, together with the needles, contributed to the formation of an environment with a high probability of ignition. In all studied areas, the recorded moisture content of the combustible material was below 25% in September, the dry period in the region, constituting a high risk of forest fire. Keywords: Caatinga forest fuel, fire behavior, semiarid region of Paraíba
10
SUMÁRIO
Página
RESUMO ......................................................................................................
ABSTRACT ..................................................................................................
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................... 9
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..................................................................... 11
2.1 O fogo em vegetação florestal ............................................................ 11
2.2 Manejo do material combustível ......................................................... 13
2.3 Queimada controlada ........................................................................... 15
2.4 Comportamento do fogo ...................................................................... 16
3 MATERIAL E MÉTODOS .......................................................................... 18
3.1 Localização das áreas de estudo ....................................................... 18
3.2 Coleta de material combustível............................................................ 18
3.3 Comportamento e intensidade do fogo .............................................. 20
3.4 Delineamento experimental ................................................................. 21
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................... 22
5 CONCLUSÕES .......................................................................................... 31
REFERÊNCIAS ............................................................................................ 32
1 INTRODUÇÃO
O fogo é um fenômeno natural que pode ocorrer espontaneamente nos
ecossistemas terrestres. Pode ser provocado por raios ou pelas faíscas originadas
do rolar de uma pedra ou pelo homem utilizando algum objeto ou equipamento como
tochas, lança-chamas, guimba de cigarro ou um caco de vidro lançado no campo.
O fogo na vegetação provoca a redução de biodiversidade, gera impactos
ambientais com a queima da matéria orgânica que expõe o solo à erosão, alterações
climáticas por meio de liberação de gases nocivos, como o CO2, e grandes perdas
econômicas de áreas cultivadas com espécies comerciais.
Denomina-se incêndio a ocorrência de fogo em grande extensão e
intensidade de forma descontrolada em ambientes florestais, causando a destruição
de ecossistemas e desequilíbrios na fauna e na flora.
O combustível em uma floresta é constituído por material depositado na
superfície do local, fortemente influenciado pelo tipo de vegetação local. A
diversidade florestal favorece um material com diversas formas, posições, arranjos,
tipos e quantidades de material orgânico na superfície do solo.
A ocorrência de incêndios florestais constitui-se em uma preocupação que
mobiliza uma grande soma de esforços e recursos nas operações de combate. A
previsão do nível de perigo de um incêndio constitui um elemento fundamental para
a proteção das florestas. Para tanto, os planos de prevenção e os combates
eficientes dependem das informações obtidas do comportamento do fogo, que pode
ser estimado mediante a caracterização do material combustível, da topografia do
terreno e das condições climáticas da região. Somam-se a estes fatores alguns
parâmetros relacionados ao comportamento do fogo, tais como a intensidade e o
tempo de residência do fogo, os quais são imprescindíveis para a realização de uma
queima controlada eficiente.
Estudos sobre a carga de material combustível são mais frequentes em
plantios comerciais, provavelmente devido aos incêndios florestais serem o grande
vilão desse tipo de empreendimento. Em contrapartida, as áreas de vegetação
nativa são pouco estudadas, e as informações sobre a quantidade e o tipo de
material combustível superficial nesses ambientes são ainda escassas.
10
Em se tratando da vegetação de Caatinga, a ausência desses estudos
contribui para que grandes áreas sejam consumidas por esse agente decompositor
em potencial que é o fogo. Neste contexto, conhecer o tipo de material combustível
e as épocas de maior acúmulo de material combustível em área de Caatinga é
importante para a elaboração de modelos de prevenção e manejo do fogo neste
bioma.
Este trabalho teve como objetivo quantificar a composição do material
combustível superficial em área de Caatinga com diferentes fisionomias e em plantio
de Pinus sp, e também avaliar o comportamento do fogo no material quando
submetido à queima.
11
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 O fogo em vegetação florestal
O fogo é um fenômeno que pode ocorrer espontaneamente na natureza, a
exemplo das chamas no interior de crateras vulcânicas, dos incêndios provocados
por raios ou pelas faíscas originárias do rolar de uma pedra. Pode ainda ser de
origem antrópica, por exemplo, quando com o auxílio de algum objeto ou
equipamento (tochas, lança-chamas, etc.), uma guimba de cigarro ou um caco de
vidro lançado no campo dá origem a grandes queimadas (LOUZADA, MACHADO e
BERG, 2003).
De acordo com Pereira, Nappo e Rezende (2007), o fogo pode também ser
considerado um fator ecológico natural que, mesmo ocorrendo a baixas frequências,
possui uma significante influência sobre a estrutura e funcionamento de uma floresta
e sobre os demais componentes do ecossistema.
Anualmente o fogo destrói imensas áreas naturais em todo o mundo. Santos
(2010) salienta que, no Brasil, o uso do fogo é responsável pela devastação da
cobertura vegetal, produzindo sérias implicações ambientais e sociais. É uma
característica da expansão da agropecuária, em que a terra é acessível e as formas
extensivas de pecuária, agricultura e extração de madeira são mais vantajosas em
curto prazo. Uma intensa frequência de fogo numa mesma região, admitida a
hipótese de troca de paisagem, pode levar a perda irreversível de parte de recursos
genéticos, antes mesmo de se conhecer seu potencial (SILVA, 2007). Além disso,
quando o fogo ocorre de maneira muito violenta, pode dizimar todos os
componentes da paisagem, com prejuízos irreparáveis à biodiversidade que a
constitui (LOUZADA, MACHADO e BERG, 2003).
A inexistência de políticas adequadas de prevenção e combate aos incêndios
tem levado a perdas ambientais elevadas em todo o país. Considerando que a
maioria das causas dos incêndios em ambientes naturais é decorrente de ações
humanas, são necessárias medidas de prevenção, controle e supressão de
incêndios para garantir a conservação dos recursos naturais (KOPROSKI, BATISTA
e SOARES, 2004).
12
As publicações do Ministério do Meio Ambiente (MMA, 2010) registram que,
além de causar perdas materiais, os incêndios florestais comprometem os serviços
ambientais (bens e serviços da floresta) prestados pelas florestas, empobrecendo e
expondo o solo, destruindo habitats de animais e plantas e emitindo grande
quantidade de gás carbônico na atmosfera, contribuindo ainda mais para o
aquecimento global.
Silva (2007) destaca que as queimadas são grandes ameaças para o solo,
pois algumas formas de vida não são resistentes a essa prática. Acrescenta que a
destruição da matéria orgânica expõe o solo às gotas de chuva, aumentando
consideravelmente a erosão e a compactação e diminuindo a capacidade de
infiltração da água no solo.
A ocorrência de incêndios florestais constitui-se em uma preocupação que
mobiliza uma grande soma de esforços e recursos nas operações de combate. A
previsão do nível de perigo de um incêndio constitui um elemento fundamental para
a proteção das florestas contra esta ameaça, permitindo uma melhor gestão dos
meios de combate. Esses incêndios provocam prejuízos ao homem e ao ambiente,
tendo também consequências econômicas consideráveis (LORO e HIRAMATSU,
2004).
Quando o fogo ocorre de maneira muito violenta, pode dizimar todos os
componentes da paisagem, com prejuízos irreparáveis à biodiversidade que a
constitui (LOUZADA, MACHADO e BERG, 2003). Em contrapartida, Camargos
(2008) verificou que o fogo de baixa intensidade em trecho de Floresta Estacional
Semidecídua promoveu impactos visíveis, uma vez que todas as plantas amostradas
foram queimadas.
De acordo com Cochrane (2003), o fogo em florestas tropicais,
frequentemente, é de superfície, e, assim, as características da serapilheira, como
tipo, umidade e composição, são essenciais para predizer o comportamento da
queima.
Ao contrário da queima controlada, o incêndio florestal é um evento casual,
com efeitos imprevisíveis, pois sua ocorrência se dá sob condições de clima e de
material combustível propícias para a combustão. Num incêndio florestal, nenhuma
variável está sob controle e pode resultar numa situação irreversível no sítio de
ocorrência (RIBEIRO e BONFIM, 2000).
13
Segundo Souza (2000), uma ocorrência de fogo nas áreas com vegetação só
recebe a denominação de incêndio quando, ao apresentar relativa extensão e
intensidade, seus efeitos destrutivos forem considerados indesejáveis. Numa
queimada, o efeito destruidor do fogo, aos olhos do pequeno agricultor, é
interpretado de forma totalmente contrária, desde que o processo de combustão se
mantenha nos limites previamente estabelecidos. Assim, queimada pode ser
entendida como o uso inteligente do fogo, através do controle de sua intensidade, de
suas emissões e de seus limites de propagação.
2.2 Manejo do material combustível
Os incêndios constituem uma das maiores ameaças aos reflorestamentos e
florestas nativas do planeta, causando bilhões de dólares em prejuízo. O fogo não
só afeta a sobrevivência de todos os organismos, mas também modifica a
quantidade de nutrientes e as propriedades físicas e químicas do solo (WHITE e
RIBEIRO, 2011). Os incêndios florestais não podem ser manejados sem uma
compreensão das características básicas do combustível. É essencial conhecer o
material combustível e como pode ser manejado e manipulado para obter os efeitos
desejados para conter e controlar os incêndios, reduzir a intensidade do fogo e
produzir e manter as condições desejadas nos ecossistemas naturais e nas
paisagens manejadas pelo homem. Para os autores, o conhecimento do
comportamento do fogo e sua relação com o material combustível é essencial para a
tomada efetiva de decisões sobre o manejo do fogo e sobre os programas
educacionais.
A ocorrência periódica do fogo em ecossistemas savânicos está sempre
ligada ao acúmulo progressivo de material combustível sobre o solo, formado por
restos vegetativos e períodos de seca. O aumento na quantidade de material
combustível e o período de seca acentuada favorecem o aumento do risco de
incêndios que, eventualmente, podem ocorrer em função de relâmpagos (SKARPE,
1992).
De acordo com White (2010), a quantidade de combustível existente na
floresta pode ser subdividida em “total” e “disponível”. Esta divisão decorre,
principalmente, do fato de que nem todo combustível se encontra disponível para
consumo pelo fogo.
14
Loro e Hiramatsu (2004) definem material combustível em uma floresta como
toda a matéria orgânica que se encontra depositada na superfície do local. Para
Soares e Batista (2007), o combustível é qualquer material orgânico, vivo ou morto,
no solo, sobre o solo ou acima deste, capaz de entrar em ignição e queimar. Tanto o
material vegetal morto como o vivo pode ser considerado como combustível florestal.
Em uma floresta, existem infinitas combinações de quantidade, tipo, tamanho, forma,
posição e arranjo de material combustível. De acordo com Souto et al. (2009), o
material morto é mais seco e responde mais rapidamente às mudanças climáticas,
sendo, portanto, o principal responsável pela propagação do incêndio.
Os combustíveis de solo constituem a folhagem, vegetação em
decomposição, pedaços de madeira enterrados e raízes das árvores. Este material
facilita a passagem de incêndios que se iniciam na superfície para incêndios
subterrâneos, que queimam, sobretudo, as raízes. Os combustíveis de superfície
(estrato herbáceo e arbustivo) compreendem folhas, pequenos arbustos, cascas e
pequenas árvores, com uma altura menor que 1,20 m a 1,80 m acima do solo
florestal, e apresentam-se muito heterogêneos pelas dimensões, distribuição e teor
de umidade. Estão presentes em porções notáveis de folhas, ervas e pequenos
arbustos que apresentam um elevado grau de inflamabilidade, sobretudo nas
estações mais frias e áridas (MARTINS, 2010).
As características da vegetação influenciam na velocidade de propagação do
incêndio e na produção de calor. Combustíveis leves geram incêndios muito rápidos,
mas com baixa produção de calor (exemplo: gramíneas). Combustíveis pesados
(troncos, por exemplo) geram queimas lentas, mas extremamente quentes. A
continuidade horizontal dos combustíveis acelera o avanço do incêndio, enquanto a
vegetação descontínua o retarda (SEMARH–DF, 2004).
A matéria vegetal é sempre combustível, mas nem sempre é inflamável. A
inflamabilidade varia de acordo com a espécie e com o conteúdo de umidade
(VÉLEZ, 2000). Além disso, Loro e Hiramatsu (2004) enfatizam que uma
característica importante do material combustível, associada à inflamabilidade do
combustível, é a espessura da manta, formada pela deposição gradual dos resíduos
orgânicos.
O material combustível é o único fator no chamado “triângulo do fogo”,
efetivamente sujeito a alterações antrópicas e, por isso mesmo, passível de controle.
A quantificação dos combustíveis florestais está fortemente relacionada às ações de
15
combate e queima controlada, pois são eles os responsáveis por características do
comportamento do fogo como intensidade e velocidade de propagação (BEUTLING,
et al., 2005).
O conhecimento sobre o tipo e a forma do material combustível nos diferentes
ecossistemas é de fundamental importância para se determinarem alguns
parâmetros relacionados ao comportamento do fogo, como a intensidade e o tempo
de residência do fogo, que são imprescindíveis para a realização de uma queima
controlada eficiente (MARTINS, 2010).
O conteúdo de umidade é a mais importante propriedade que controla a
inflamabilidade dos combustíveis vivos e mortos. A umidade do material combustível
é o reflexo do clima e das condições atmosféricas e pode variar rapidamente. Os
combustíveis vivos e mortos têm diferentes mecanismos de retenção de água e
diferentes respostas às variações do clima (SOARES e BATISTA, 2007).
Em geral, os combustíveis vegetais vivos podem apresentar altos índices de
umidade interna, enquanto os mortos tendem a acompanhar as variações da
umidade relativa do ar de forma mais intensa. De certa maneira, seja qual for a
umidade interna, o vegetal poderá entrar em combustão, mas, só quando a umidade
interna do vegetal apresenta índices inferiores a 12%, há a possibilidade de haver
propagação das chamas (TORRES, 2006).
Segundo White (2010), os combustíveis florestais apresentam diferentes
tempos de resposta ou timelag, que leva em consideração justamente a capacidade
destes de entrarem em equilíbrio com o meio ambiente, com relação ao seu teor de
umidade e à umidade relativa do ar. A razão entre a superfície e o volume do
material combustível possui relação direta com o seu tempo de resposta.
2.3 Queimada controlada
Considera-se queima controlada o emprego do fogo como fator de produção e
manejo em atividades agropastoris ou florestais e para fins de pesquisa científica e
tecnológica, em áreas com limites físicos previamente definidos (IBAMA, 2011). A
realização da queima controlada requer o conhecimento das normas de segurança
pessoal, para que não haja acidentes; ter pessoal habilitado e equipado; estudar os
fatores do comportamento do fogo e realizar os aceiros para segurança da área
(ASSOCIAÇÃO CAATINGA, 2012).
16
De acordo com o Código Florestal, a queima controlada é permitida nas
práticas de prevenção e combate aos incêndios e nas de agricultura de subsistência
exercidas pelas populações tradicionais e indígenas.
É permitido usar a queima controlada nas seguintes situações:
I - em locais ou regiões cujas peculiaridades justifiquem o emprego do fogo em
práticas agropastoris ou florestais, mediante prévia aprovação do órgão estadual
ambiental competente do Sisnama, para cada imóvel rural ou de forma
regionalizada, que estabelecerá os critérios de monitoramento e controle;
II - emprego da queima controlada em Unidades de Conservação, em conformidade
com o respectivo plano de manejo e mediante prévia aprovação do órgão gestor da
Unidade de Conservação, visando ao manejo conservacionista da vegetação nativa,
cujas características ecológicas estejam associadas evolutivamente à ocorrência do
fogo;
III - atividades de pesquisa científica vinculada a projeto de pesquisa devidamente
aprovado pelos órgãos competentes e realizada por instituição de pesquisa
reconhecida, mediante prévia aprovação do órgão ambiental competente do
Sisnama.
Para o IBAMA (2011), apesar do processo de queima controlada ser
legalmente permitido e atuar como prevenção a incêndios florestais, é importante
considerar seus efeitos negativos que envolvem danos à saúde, empobrecimento
gradual do solo, perda de biodiversidade, danos à rede de transmissão elétrica,
entre outros. Sendo assim, a utilização de alternativas ao uso do fogo deve ser vista
como um procedimento relevante quando se busca a realização de atividades
agropecuárias com vistas à sustentabilidade ambiental, social e econômica.
2.4 Comportamento do fogo
As informações relacionadas ao comportamento do fogo são de suma
importância para garantir a eficiência das operações de combate, cujo planejamento
depende fundamentalmente dos dados relativos à quantidade de material
combustível (SOUZA, SOARES e BATISTA, 2003). As variáveis que são usadas
para determinar o comportamento do fogo são: taxa de propagação ou velocidade
do fogo; intensidade do fogo; energia liberada, tempo de residência; temperaturas
atingidas nas zonas de combustão e altura de crestamento letal (MARTINS, 2010).
17
Segundo Rego e Botelho (1990), quanto maior a carga do combustível, maior
é a intensidade da combustão. Baseados na relação superfície/volume apresentada
pelos materiais combustíveis, que influencia diretamente o comportamento do fogo,
estudiosos e pesquisadores trataram de classificar os combustíveis florestais.
A previsão do comportamento e da evolução do incêndio é feita com base na
análise dos fatores condicionantes do fogo: as condições meteorológicas, a
topografia e os combustíveis. A essas variáveis deve juntar-se o fator tempo, uma
vez que as condições de propagação alteram-se ao longo do tempo, ainda que se
mantenham fixos os anteriores fatores (VIEGAS, 2004).
As diversas características do fogo, tais como intensidade, velocidade de
propagação, calor liberado e quantidade de material combustível, são importantes
parâmetros que indicam o grau de impacto desses distúrbios sobre a comunidade
vegetal e, por consequência, auxiliam nas definições de estratégias para o
restabelecimento de áreas degradadas por incêndios. A intensidade de propagação
definida por Byram (1959) é referida como sendo o melhor indicador do
comportamento do fogo.
A camada de material morto que se encontra junto ao solo forma estratos
mais ou menos compactos e de diferentes espessuras, apresentando dificuldades
de ignição. No entanto, é uma reserva de combustível e, quando atingida por um
incêndio, queima lentamente, tendo como consequência grande produção de calor,
sendo, portanto, uma boa fonte de combustível para a propagação do incêndio
(MARTINS, 2010).
Os efeitos do fogo em ecossistemas florestais são dependentes do seu
comportamento, principalmente intensidade e duração. Essas variáveis estão
intrinsecamente relacionadas à temperatura e umidade do ar, velocidade e direção
dos ventos, topografia e umidade da biomassa do ambiente (CAMARGOS, 2008).
Segundo Yebra, Chuvieco e Riaño (2006), conhecer a umidade dos materiais
é imprescindível para a estimativa de parâmetros ligados ao comportamento do fogo
(intensidade e velocidade de propagação), além de ser fator decisivo na obtenção de
bons resultados com a queima controlada. É também um dos mais importantes
fatores a ser analisado para a estimativa do risco de incêndios florestais.
A resposta do comportamento do fogo em qualquer ecossistema depende
diretamente das particularidades de seus ambientes (CAMARGOS, 2008).
18
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Localização das áreas de estudo
A pesquisa foi desenvolvida em uma área de Caatinga localizada na Fazenda
Cachoeira de São Porfírio, situada no município de Várzea – PB, nas coordenadas
geográficas 7o 2' 20" S e 370 26' 43" W e em uma área com plantio de Pinus sp, com
idade média de 25 anos, localizada no município de Areia-PB, nas coordenadas
geográficas 68° 58’ 12’’ S e 35° 42’ 19’’ W, pertencente à Universidade Federal da
Paraíba, que foi instalada com o objetivo de apoiar as atividades de ensino e
pesquisa.
O município de Várzea, localizado na microrregião Seridó Ocidental,
apresenta clima caracterizado como BSh na classificação de Köppen (1996), com
precipitação média anual de, aproximadamente, 500 mm. As classes de solos
existentes no município, segundo a Embrapa (2013), são os LUVISSOLOS, em sua
maioria, em associação com os NEOSSOLOS LITÓLICOS e afloramentos de rocha.
Com base na classificação Köppen (1996), o clima no município de Areia,
localizado na microrregião do Brejo Paraibano, é caracterizado como As – quente e
úmido, com chuvas de outono e inverno (PARAÍBA, 1985). A precipitação anual
oscila entre 800 e 1600 mm, concentrada nos meses de junho a agosto, enquanto
as temperaturas anuais máximas e mínimas são 26ºC e 18ºC, respectivamente.
3.2 Coleta de material combustível
A coleta de material combustível foi realizada em áreas de Caatinga com
diferentes fisionomias e em plantio de Pinus, caracterizadas da seguinte forma: 1)
Caatinga em Estágio Avançado de Regeneração Natural (CEARN); 2) Caatinga em
Estágio Médio de Regeneração Natural (CEMRN); 3) Caatinga com Vegetação
Herbácea (CVH) e 4) Plantio de Pinus sp (PP) como testemunha, já que a
quantidade de material combustível produzido por essa espécie tem grande
potencial de propagação do fogo e, segundo Batista e Soares (1995), aumenta
drasticamente o risco de incêndios. As três primeiras áreas se distribuem na área de
Caatinga, localizada na Fazenda Cachoeira de São Porfírio, e a última, no município
19
de Areia, conforme descrito acima. Na Figura 1, há uma visão geral das quatro áreas
experimentais utilizadas na pesquisa.
Figura 1 ─ Áreas de Caatinga com diferentes fisionomias: Caatinga em Estágio
Avançado de Regeneração Natural (A); Caatinga em Estágio Médio de
Regeneração Natural (B); Caatinga com Vegetação Herbácea (C) no
município de Várzea (PB), e Plantio de Pinus (D), no município de Areia
(PB), onde foram realizadas as coletas de material combustível.
Fonte – Bakke (2012)
O material combustível nas áreas selecionadas foi coletado a cada três
meses (setembro e dezembro de 2011; março e junho de 2012), tempo esse
necessário para o acúmulo na superfície do solo, para posterior avaliação do
comportamento do fogo, principalmente em área de Caatinga.
Em cada área selecionada para o estudo, foram alocadas, aleatoriamente, 4
parcelas de 1,0 m x 1,0 m. Após a instalação de cada parcela, foi medida a altura da
vegetação de sub-bosque, sendo cortada posteriormente ao nível do solo e
armazenada em sacos plásticos. Em seguida, foi medida a espessura da camada de
20
serapilheira acumulada no solo, sendo depois retirada e armazenada em sacos
devidamente identificados.
O material circunscrito na parcela foi classificado, no campo, segundo
metodologia adotada por Beutling et al. (2005), de acordo com o estado fisiológico
nas seguintes classes: Material combustível verde (vivo) constituído pelo material
herbáceo e pequenos arbustos onde foi realizado o corte do material existente na
parcela; e Material combustível seco (morto) constituído pelo material morto
acamado sobre a superfície do solo da parcela. O material combustível coletado foi
transportado para o Laboratório de Nutrição Mineral de Plantas da Universidade
Federal de Campina Grande, Campus de Patos.
Inicialmente, o material combustível foi pesado em balança digital com
precisão de três casas decimais. De cada amostra, foi retirada uma subamostra de
material combustível, que foi encaminhada para determinação do teor de umidade
(U%). As subamostras foram pesadas em balança analítica de precisão, para
determinação do peso de massa verde, e encaminhadas para a secagem em estufa
de circulação e renovação de ar, a 65ºC de temperatura, por 48 horas. Em seguida o
material foi pesado para determinação do peso de massa seca. Assim, com a
obtenção dos pesos úmido e seco, determinou-se o teor de umidade na base seca,
utilizando-se a seguinte equação:
.
U% = PU - PS x 100 PS Em que: U%= teor de umidade do material combustível, em percentagem;
PU = peso de massa verde do material combustível;
PS = peso de massa seca do material combustível
3.3 Comportamento e intensidade do fogo
Para avaliar o comportamento do fogo, todo o material combustível coletado
em cada parcela, nas diferentes áreas, foi colocado para secagem ao ar por 48
horas e, após esse período, foi disposto homogeneamente em parcela de 1,0 m2
para ser queimado. Antes da queima, foi medida a espessura das pilhas utilizando-
se uma régua graduada. A queima foi realizada numa área aberta do Viveiro
Florestal da Universidade Federal de Campina Grande, Campus de Patos-PB.
21
O comportamento do fogo foi avaliado durante as queimas, através da
observação dos seguintes parâmetros: dimensões das chamas (utilizando uma
régua próxima à chama), velocidade de propagação e intensidade do fogo.
A avaliação da intensidade do fogo é considerada uma das variáveis mais
importantes no estudo do comportamento do fogo e que pode ser definida como a
taxa de energia liberada por unidade de tempo e por unidade de comprimento da
frente de fogo. No cálculo da intensidade do fogo, foi utilizada a equação de Byram
(1959):
I = H.w.r
Sendo:
I = Intensidade do fogo em kcal m-1 s-1
H = poder calorífico em kcal g-1 (± 4.000 kcal g-1)
w = peso do combustível disponível em kg m-2
r = velocidade de propagação do fogo em m s-1
O tempo de residência do fogo, neste estudo, foi medido com o auxílio de um
cronômetro, que, segundo Soares e Batista (2007), refere-se ao tempo gasto pela
frente de fogo para percorrer uma distância pré-determinada (em m s-1) durante a
queima.
3.4 Delineamento experimental
O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com 4
repetições, e os tratamentos, em arranjo fatorial 4 x 4 (meses x áreas). Os dados
obtidos para acúmulo de material combustível foram submetidos à análise de
variância e, quando houve diferenças significativas pelo teste F, as médias dos
tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey, em nível de 5% de
probabilidade, utilizando-se o procedimento do pacote estatístico ASSISTAT, Versão
7.6 beta (SILVA e AZEVEDO, 2012).
22
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A espessura da manta no piso florestal das áreas de Caatinga (5 cm) foi
geralmente inferior à do plantio de Pinus (5 a 7 cm), com destaque para o mês de
dezembro (Tabela 1). Provavelmente, a composição química das acículas e outras
partes do Pinus possui grande quantidade de lignina, dificultando a ação de
organismos decompositores, com consequente acúmulo de material na superfície do
solo. Loro e Hiramatsu (2004) registraram espessura média da manta de 4,4 cm em
povoamento de P. elliottii. Para esses autores, a espessura, dentre outras
características da manta, é uma característica importante no estudo da
inflamabilidade do material combustível.
Tabela 1 ─ Espessura (cm) da manta de material combustível coletado no piso
florestal das áreas de Caatinga no município de Várzea (PB) e área de
plantio de Pinus no município de Areia (PB)
Áreas* Set/2011 Dez/2011 Mar/2012 Jun/2012
CEARN 3 2 3 2
CEMRN 3 1 2 5
CVH 4 3 5 3
PP 5 5 7 5
*CEARN (Caatinga em Estágio Avançado de Regeneração Natural); CEMRN ( Caatinga em Estágio
Médio de Regeneração Natural); CVH (Caatinga com Vegetação Herbácea); PP (Plantio de Pinus )
Fonte – Bakke (2012)
Observa-se que a quantidade de material acumulado na superfície do solo, na
área do plantio de Pinus, altera-se pouco ao longo das avaliações, e esses
resultados indicam que o processo de deposição de material iguala-se ao da
decomposição dos resíduos que são compostos em grande parte por acículas.
De acordo com Soares e Batista (2002), os incêndios florestais são a principal
ameaça para as florestas de todo o mundo, exceto aquelas localizadas nos trópicos
úmidos. Para implantação de programas de monitoramento e controle do fogo, é
importante avaliar a sua taxa de propagação e intensidade. Para isso, é
imprescindível o conhecimento da carga de material combustível existente na área,
23
sendo também uma variável importante para fazer prescrições para queimadas
controladas em áreas de floresta.
De acordo com White e Ribeiro (2011), o conhecimento das características do
material combustível das áreas é de suma importância para a elaboração e
execução dos planos de combate e de controle dos incêndios, uma vez que o
comportamento do fogo e sua relação com o material combustível é essencial para a
tomada efetiva de decisões sobre o manejo do fogo e sobre os programas
educacionais.
Almeida et al. (2008) enfatizam que o mosaico da vegetação pode ser
mapeado em função do número de anos sem queima, e essa informação é muito
importante para prever o risco e padrões de queimadas futuras. Assim, áreas que
não foram atingidas pelo fogo há mais tempo acumulam maior quantidade de
biomassa combustível, tornando-se, portanto, mais susceptíveis ao fogo.
Inversamente, as regiões mais recentemente atingidas pelo fogo têm menor risco de
queimar novamente.
Assim, baseando-se nessa informação e analisando-se os dados da Tabela 1,
pode-se inferir que as áreas mais susceptíveis à ocorrência de incêndios são as com
plantio de Pinus e a de Caatinga com vegetação herbácea. A menor densidade de
biomassa acumulada no solo, nas demais áreas, reduz os riscos de propagação do
fogo, sendo um fator importante a ser considerado nos estudos sobre prevenção e
combate do fogo em ambientes florestais.
Para Skarpe (1992), a ocorrência periódica do fogo em ecossistemas
savânicos está sempre ligada ao acúmulo progressivo de material combustível sobre
o solo, formado por restos vegetativos e períodos de seca. O autor enfatiza que o
aumento na quantidade de material combustível e o período de seca acentuada
favorecem o aumento do risco de incêndios.
A quantidade de material combustível vivo total coletado nas quatro áreas foi
de 1,7 kg, e a área de Caatinga com vegetação herbácea apresentou tendência de
maior quantidade de material combustível vivo, com 0,467 kg, apesar de não diferir
estatisticamente dos valores médios obtidos nas outras áreas (Figura 2). A produção
total de material combustível morto acumulado no piso florestal foi de 1,6 kg, sendo
maior na área de plantio de Pinus, com 0,743 kg, diferindo estatisticamente das
demais.
24
Figura 2 ─ Valores médios do material combustível vivo e morto coletado no piso
florestal em áreas de Caatinga com diferentes fisionomias e área de
plantio de Pinus. Letras minúsculas comparam material combustível vivo
entre as áreas, e letras maiúsculas comparam material combustível morto
entre as áreas
a
B
a
B
a
B
a
A
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Peso
(kg
)
CEARN CEMRN CVH PP
Áreas
Material vivo
Material morto
*CEARN (Caatinga em Estágio Avançado de Regeneração Natural); CEMRN (Caatinga em Estágio
Médio de Regeneração Natural); CVH (Caatinga com Vegetação Herbácea); PP (Plantio de Pinus)
Fonte – Bakke (2012)
Ribeiro et al. (2012), ao quantificarem o material combustível superficial em
área de Caatinga preservada no município de Santa Terezinha (PB), registraram
maior contribuição de material combustível morto. Este comportamento não foi
observado nas áreas de Caatinga no presente estudo, mas foi observado na área de
plantio de Pinus.
Tal fato pode ser explicado devido à forte presença de indivíduos do estrato
herbáceo, como o capim panasco (Aristida setifolia Kunth) e a malva (Sida sp.) na
área de estrato herbáceo da Caatinga. Na área de Pinus, observou-se a presença
da regeneração de um grande número de espécies nativas da região do Brejo,
favorecendo o desenvolvimento do sub-bosque, mesmo sendo observada a grande
quantidade de material morto proveniente das plantas de Pinus. Isto pode estar
associado à entrada de sementes proveniente de áreas circunvizinhas e à falta de
práticas silviculturais, como pode ser observado na Figura 3.
25
Figura 3 ─ Vista geral do material combustível vivo do piso florestal na área do
plantio de Pinus (A) no município de Areia-PB, e em área de Caatinga com
predominância de herbáceas no município de Várzea-PB (B)
Fonte – Bakke (2012)
A menor média de material combustível vivo coletado foi obtida no mês de
dezembro, com 0,233 kg, diferindo estatisticamente dos demais meses (Figura 4).
Isso pode ser atribuído à redução na umidade do solo nas áreas, visto que, em
dezembro, constitui o período de seca no Sertão e no Brejo paraibano, regiões onde
estão localizadas as áreas experimentais.
Figura 4 ─ Valores médios do material combustível vivo e morto coletado no piso
florestal em diferentes épocas. Letras minúsculas comparam material
combustível vivo entre os meses de coleta, e letras maiúsculas comparam
material combustível morto entre os meses de coleta
a A
b
B
a
B
a
AB
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Pe
so
(k
g)
set dez/11 mar/12 jun/12
Meses de coleta
Material vivo
Material morto
Fonte – Bakke (2012)
A
A B
26
Assim, solos com baixo regime hídrico apresentam condições desfavoráveis
para o desenvolvimento dos estratos arbustivo e herbáceo no piso florestal,
reduzindo, consequentemente, a contribuição desse tipo de material combustível na
superfície do solo. Quanto ao acumulo de material morto, observa-se que, em
setembro, foi registrado o maior valor médio, com 0,527 kg, diferindo entre si (p>
0,05). Essa maior média em setembro de 2011 pode ser atribuída à contribuição
mais efetiva das espécies da Caatinga que, devido ao mecanismo fisiológico de
sobrevivência, perdem suas folhas no período seco para minimizar a perda de água,
e, com isso, favorecem a formação de uma camada orgânica mais espessa.
A fração não folhosa (NF) no material combustível vivo foi maior em todos os
meses de coleta (Tabela 2). Resultado semelhante foi obtido por Souto et al. (2009),
que identificaram maior percentual de contribuição do material lenhoso combustível
em povoamento com Pinus. Os autores enfatizam que a presença das acículas,
juntamente com uma grande quantidade de material lenhoso, constitui um ambiente
ideal para a propagação de incêndios de maior intensidade.
Tabela 2 ─ Contribuição (kg) da fração folhosa (F) e não folhosa (NF) no material
combustível vivo coletado em área de Caatinga com diferentes fisionomias,
no município de Várzea (PB), e em área com plantio de Pinus, no município
de Areia (PB)
Áreas*
set/2011 dez/2012 mar/2012 jun/2012
Vivo Vivo Vivo Vivo
F NF F NF F NF F NF
CEARN 0,018 1,003 0,009 0,700 0,065 0,045 0,222 0,555
CEMRN 0,015 0,590 0,010 0,400 0,034 0,174 0,456 0,512
CVH 0,002 0,630 0,007 0,420 0,066 0,220 0,125 0,321
PP 0,403 0,975 0,200 0,955 0,07 0,28 0,222 0,548
*CEARN (Caatinga em Estágio Avançado de Regeneração Natural); CEMRN (Caatinga em Estágio
Médio de Regeneração Natural); CVH (Caatinga com Vegetação Herbácea); PP (Plantio de Pinus)
Fonte – Bakke (2012).
Já no material combustível morto, a contribuição fração folhosa (F) foi maior
nas áreas experimentais de Caatinga apenas em setembro/2011, com variação nos
valores nos demais meses de coleta (Tabela 3). Na área com plantio de Pinus,
registrou-se maior contribuição do material não folhoso (NF) em todos os meses de
27
amostragens, o que, juntamente com a fração folhosa seca, com óleos voláteis na
sua constituição, contribui com a maior quantidade de material combustível das
áreas estudadas, e essas características aumentam os riscos de incêndios em áreas
cuja vegetação predominante se assemelha à do Pinus.
Tabela 3 ─ Contribuição (kg) da fração folhosa e não folhosa no material
combustível morto coletado em área de Caatinga com diferentes fisionomias,
no município de Várzea (PB), e em área com plantio de Pinus, no município
de Areia (PB)
*CEARN (Caatinga em Estágio Avançado de Regeneração Natural); CEMRN (Caatinga em Estágio
Médio de Regeneração Natural); CVH (Caatinga com Vegetação Herbácea); PP (Plantio de Pinus)
Fonte – Bakke (2012)
O menor percentual de umidade do material combustível vivo e morto
coletado nas áreas experimentais foi registrado no material combustível morto na
área com plantio de Pinus, no mês de setembro de 2011, com 9% (Tabela 4). Nesta
área, em março de 2012, foi observado maior percentual de umidade no material
combustível morto, com 80%. Durante a coleta do material combustível no plantio de
Pinus, em março/2012, choveu em dias consecutivos, propiciando um aumento
substancial na umidade do material combustível depositado no piso florestal.
Para Fenner e Lima (1992), quando teores de umidade estão na faixa de 25 a
30% nos materiais combustíveis florestais, estes são considerados perigosos, pois,
nessa faixa, há uma alta probabilidade de ignição.
Soares e Batista (2007) enfatizam que o conteúdo de umidade dos
combustíveis vivos e mortos é a mais importante propriedade que controla a
inflamabilidade e reflete as condições climáticas de cada região.
Áreas*
set/2011 dez/2011 mar/2012 jun/2012
Morto Morto Morto Morto
F NF F NF F NF F NF
CEARN 0,906 0,512 0,100 0,416 0,328 0,656 0,520 0,412
CEMRN 0,701 0,200 0,360 0,654 0,584 0,292 0,300 0,801
CVH 0,601 0,530 0,502 0,400 0,156 0,468 0,112 0,701
PP 1,520 1,700 0,947 1,003 1,603 1,604 0,789 1,201
28
Tabela 4 ─ Umidade (%) do material combustível vivo (MCV) e morto (MCM)
coletado nas áreas experimentais, no município de Várzea (PB), e na área
com plantio de Pinus, no município de Areia (PB)
Áreas*
Meses de coleta
set/2011 dez/2011 mar/2012 jun/2012
MCM MCV
MC
M MCV MCM MCV MCM MCV
CEARN 12 46 10 44 15 53 20 34
CEMRN 20 67 15 45 48 58 32 26
CVH 10 66 12 33 52 47 49 41
PP 9 19 37 41 80 55 32 54
*CEARN (Caatinga em Estágio Avançado de Regeneração Natural); CEMRN (Caatinga em Estágio
Médio de Regeneração Natural); CVH (Caatinga com Vegetação Herbácea); PP (Plantio de Pinus)
Fonte – Bakke (2012)
Assim, pode-se considerar que os meses de setembro e dezembro de 2011
foram os que apresentaram a umidade do material combustível morto abaixo dos
30%, indicando que, nesse período, os riscos de incêndio são elevados em virtude
da maior capacidade de ignição do material combustível acumulado na superfície do
solo.
Para Ribeiro et al. (2012), o baixo percentual de umidade do material
combustível é condição favorável à ocorrência de incêndios florestais, devendo ser
intensificado o monitoramento e a vigilância em áreas de Caatinga nesses períodos,
uma vez que o material morto deste bioma encontra-se com baixos teores de
umidade, favorecendo os riscos de incêndio.
A área com plantio de Pinus foi a que registrou maior intensidade do fogo,
com valor de 302,70 kcal m-1 s-1 (Tabela 5). O maior volume de material combustível
coletado nesta área propiciou a ação do fogo de forma mais intensa, com chamas
atingindo mais de um metro de altura.
Apesar de ter registrado o maior tempo de residência do fogo em todos os
meses, a queima do material combustível da área com plantio de Pinus foi mais
eficiente, onde praticamente todo material orgânico foi mineralizado pela ação do
fogo. Como o material combustível coletado nessa área apresentou maior
29
quantidade de material não folhoso, com presença de galhos e sementes que
reduziram a compactação das partículas finas, isso resultou em uma queima intensa
e rápida, em que praticamente todo material combustível foi consumido pelo fogo.
De acordo com Soares e Batista (2007), quanto menor a relação peso/volume, a
propagação do fogo no material combustível será maior.
Tabela 5- Intensidade (kcal m-1 s-1) e tempo de residência do fogo nas diferentes
áreas experimentais, no município de Várzea (PB), e na área com plantio
de Pinus, no município de Areia (PB)
Áreas* Intensidade
(kcal m-1 s-1)
Tempo de residência (m.s-1)
set/2011 dez/2011 mar/2012 jun/2012
CEARN 157,53 3,50 2,50 15,00 1,52
CEMRN 201,36 4,00 3,55 7,56 14,40
CVH 139,03 4,45 7,10 7,15 0,50
PP 302,70 14,05 10,30 21,20 9,32
*CEARN (Caatinga em Estágio Avançado de Regeneração Natural); CEMRN (Caatinga em Estágio Médio de Regeneração Natural); CVH (Caatinga com Vegetação Herbácea); PP (Plantio de Pinus) Fonte – Bakke (2012)
Diante dessas condições, áreas com plantios de Pinus são mais susceptíveis
à ação do fogo, sendo o manejo dos resíduos, como a redução do acúmulo no piso
florestal, de grande importância na prevenção dos incêndios. Neste contexto, Motta
(2008) salienta que o material combustível é o único fator manejável que pode
influenciar no comportamento do fogo através da continuidade da vegetação,
através da distribuição espacial das espécies, compacidade e espessura das
partículas e tipo do combustível.
O menor tempo de residência do fogo no material combustível coletado em
junho/2012, na área de Caatinga com vegetação herbácea (Tabela 5) justifica-se
devido à pequena quantidade de material coletado, provocada pela seca na região,
que comprometeu a renovação da vegetação existente. Já o material combustível da
área de Caatinga em Estágio Avançado de Regeneração Natural (CEARN) apresentou grande quantidade de folhas de catingueira (Poincianella pyramidalis
(Tul.) L. P. Queiroz), que são pequenas e se acomodam de tal forma que reduzem
os espaços vazios na pilha. Além disso, verificou-se a presença de muitas folhas de
pereiro (Aspidosperma pyrifolium Mart.), que apresentam baixa inflamabilidade. A
30
presença de resíduos que limitam a propagação do fogo é um dado importante no
estudo do comportamento do fogo. Os resultados do presente estudo mostram que
essas espécies devem ser mais bem estudadas para que possam ser utilizadas
como retardantes naturais na prevenção e combate de incêndios florestais em áreas
de Caatinga, onde normalmente elas são abundantes.
31
5 CONCLUSÕES:
Com base nos resultados, pode-se concluir que:
A área com plantio de Pinus foi a que apresentou maior quantidade de
material combustível no piso florestal;
A presença de material combustível vivo foi constante nas quatro áreas
pesquisadas, sendo a menor média obtida no mês de dezembro, período de
limitação hídrica na região;
O material combustível acumulado na área com plantio de Pinus apresentou
maior espessura, com presença frequente de material não folhoso e que, juntamente
com as acículas, contribui para a formação de um ambiente com alta probabilidade
de ignição;
Em todas as áreas estudadas, a umidade do material combustível abaixo de
25% foi registrada no mês de setembro, período seco na região, constituindo risco
elevado de incêndio;
Espécies da Caatinga como Poincianella pyramidalis (Tul.) L. P. Queiroz e
Aspidosperma pyrifolium Mart. Disponibilizam, para o piso florestal resíduos que
apresentam baixa inflamabilidade, que irão influenciar no comportamento do fogo.
32
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