Journal of Biotechnology and Biodiversity | v.7 | n.2 | 2019
Journal of Biotechnology and Biodiversity
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Inflamabilidade de espécies vegetais do cerrado stricto sensu
Francisca de Cássia Silva da Silvaa*, Victor Braga Rodrigues Duartea, Eduardo Ganassoli Netoa , Igor Viana Sousaa, Marcos Vinícius Cardoso da Silvaa, Micael Moreira Santosa ,
Augustus Caeser Frank Portellaa, Marcos Giongo a
a Universidade Federal do Tocantins, Brasil
* Autor correspondente (cassia96silva@gmail.com )
I N F O A B S T R A C T
Keyworks
flammability index Brazilian savannah forest fires
Flammability of cerrado stricto sensu plant species .
Fire can cause damage and benefits to an ecosystem, and this relationship is influenced by two main factors: local weather conditions and fuel material characteristics. One of the main factors influencing the combustion process is the flammability of fuels, and its understanding is essential for the prevention of forest fires. Therefore, this study aimed to evaluate the flammability potential of Tabebuia aurea, Pseu- dobombax grandiflorum, Dimorphandra mollis, Chytraculia concinna, Eriotheca gracilipes and Qu alea multiflora of cerrado sensu stricto and to indicate the species with the greatest potential to help prevent forest fires. The investigation was carried out at the Forest Research Laboratory at the Center for Envi- ronmental Monitoring and Fire Management (CeMAF) at the Federal University of Tocantins where flam- mability tests were conducted to evaluate ignition time, ignition frequency, combustion duration, com- bustion index and flammability value of the combustible materials, for each species studied 50 f irings were performed in a epiradiator, each burn consisted of 1 ± 0.1 g of green combustible material. Based on the obtained data it was verified that among the studied species the one that showed the highest flamma- bility index was Eriotheca gracilipes, on the other hand, Tabebuia aurea, Pseudobombax grandiflorum and Dimorphandra mollis species are considered to be weakly flammable, classifying them as potential for use in forest fire prevention.
R E S U M O
Palavras- chaves
índice de inflamabilidade
Savana brasileira incêndios florestais
O uso do fogo pode ocasionar danos e benefícios a um ecossistema, sendo essa relação influenciada por dois fatores principais: condições meteorológicas locais e característica do material combustível. Um dos principais fatores que influenciam o processo de combustão é a inflamabilidade dos combustíveis, sendo considerado essencial a compreensão deste para a prevenção de incêndios florestais. Diante disso este trabalho objetivou avaliar o potencial de inflamabilidade das espécies Tabebuia aurea, Pseudobombax grandiflorum, Dimorphandra mollis, Chytraculia concinna, Eriotheca gracilipes e Qualea multiflora do cerrado sensu stricto e indicar as espécies com maior potencial para auxiliar na prevenção de incêndios florestais. O trabalho foi realizado no Laboratório de Pesquisas Florestais no Centro de Monitoramento Ambiental e Manejo do Fogo (CeMAF) na Universidade Federal do Tocantins onde os testes de inflama- bilidade foram conduzidos para avaliação do tempo para ignição, da frequência de ignição, duração da combustão, índice de combustão e valor de inflamabilidade dos materiais combustíveis, sendo que para cada espécie estudada foram efetuadas 50 queimas em epirradiador, cada queima constituída de 1 ± 0,1 g de material combustível verde. Com base nos dados obtidos verificou-se que dentre as espécies estudadas a que demonstrou maior índice de inflamabilidade foi a Eriotheca gracilipes, por outro lado, identificou - se que as espécies Tabebuia aurea, Pseudobombax grandiflorum e Dimorphandra mollis são consideradas como fracamente inflamáveis, classificando-as como potenciais para uso na prevenção de incêndios flo- restais.
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INTRODUÇÃO
OCerrado é o segundo maior bioma em extensão territorial na América do Sul, ocupa uma área total de 2.036.448 km2, correspondente a cerca de 22% do território brasileiro (Brasil, 2017). A vegetação do bioma Cerrado apresenta características que en- globam formações florestais, savânicas e campes- tres (Ribeiro e Walter, 1998).
O Cerrado apresenta vínculo direto com o fogo, tendo em vista que em savanas o uso do fogo é uma estratégia ecológica habitual, podendo atuar como agente de evolução para espécies florestais (Mi- randa et al., 2008). O fogo desempenha um papel ecológico e social no bioma Cerrado, no entanto a elevada proporção e frequência dos incêndios com- promete sua biodiversidade. Diante da relação his- tórica do Cerrado com o fogo o bioma evoluiu por meio de adaptações que o tornaram, em alguns ca- sos, dependente da ação do fogo (Coutinho, 1990) . O uso do fogo pode gerar danos e benefícios a um ecossistema, sendo essa relação influenciada por dois fatores principais: condições meteorológi- cas locais e característica do material combustível (Hernando, 2009). O material combustível é todo o material orgânico presente na floresta e que está passível de ser queimado. A influência desse mate- rial no comportamento do fogo e por consequência na ação do fogo sobre o ecossistema irá variar de acordo com suas características, tais como: dispo- nibilidade, distribuição, tipologia, umidade, entre outros (Soares et al., 2017).
Umdos principais fatores que influenciam o pro-
Diante disso este trabalho objetivou avaliar o po- tencial de inflamabilidade das espécies Tabebuia aurea, Pseudobombax grandiflorum, Dimorphan- dra mollis, Chytraculia concinna, Eriotheca graci- lipes e Qualea multiflora, de grande ocorrência no cerrado sensu stricto, e indicar as espécies com maior potencial para auxiliar na prevenção de in- cêndios florestais.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi realizado no Laboratório de Pes- quisas Florestais no Centro de Monitoramento Am- biental e Manejo do Fogo (CeMAF) na Universi- dade Federal do Tocantins, campus de Gurupi, sob as respectivas coordenadas geográficas 11°46’25” S e 49º02’05” W.
Foram coletados folhas e ramos das espécies Ta- bebuia aurea (Silva Manso) Benth. & Hook.f. ex S.Moore (craíba), Pseudobombax grandiflorum (Cav.) A. Robyns (embiruçu), Dimorphandra mol- lis Benth (faveira), Chytraculia concinna (DC.) Kuntz (guamirim), Eriotheca gracilipes (K. Schum.) A. Robyns (paineira-do-campo) e Qualea multiflora Mart. (pau-terra-liso) com diâmetro in- ferior a 0,7 cm, classificados como material com- bustível fino (Soares et al., 2017).
Para determinar o teor de umidade do material combustível foi utilizada a equação 1 (Batista, 1990), sendo a massa seca obtida através de 200 g das amostras secas levadas à estufa por 48 horas a 75 C.
cesso de combustão é a inflamabilidade dos com- bustíveis florestais. A inflamabilidade está relacio-
= (
−
) ∗ 100
(1)
nada à propensão do material combustível em en-
trar em ignição, as propriedades que mantém o combustível queimando, a velocidade com que o combustível queima e a quantidade de combustível queimado (Hernando, 2009).
De acordo com Batista et al. (2009), existem
muitas técnicas e medidas a serem implementadas para impedir ou diminuir os danos ocasionados pe- los incêndios, principalmente mediante preparo dos materiais fonte de ignição e prevenção da propaga- ção do incêndio, e conhecer as características da ve- getação que compõe a floresta é essencial para a es- colha da técnica mais eficaz para determinada área. Considerando a ausência de pesquisas direciona- das ao tema e que o combustível pode influenciar na efetividade ou suspensão do fogo, tendo em vista que os demais elementos clima, relevo e tempo são classificados como incontroláveis, a compreensão das características de inflamabilidade de espécies do Cerrado pode ser considerada essencial para a prevenção a incêndios florestais.
Onde:
U teor de umidade do material (%);
MU massa úmida do material no momento da coleta (g);
MS massa seca do material após estufa (g).
O teste de inflamabilidade foi conduzido con- forme a metodologia proposta por Valette (1992), Petriccione (2006) e Kovalsyki et al. (2016). O ma- terial combustível foi submetido às avaliações até o tempo máximo de 2 horas após sua coleta em campo, isso se deve em razão da necessidade de manter as condições das amostras as mais naturais possíveis (Kovalsyki, 2016). O processo de queima do material combustível foi realizado em epirradi- ador em condições controladas, sem interferência de correntes de ar para assegurar a homogeneidade das condições para todas a queimas. Foi alocado, 4 cm acima do epirradiador, uma chama piloto que tem como objetivo auxiliar na combustão inicial (Figura 01).
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Para cada espécie estudada, foram efetuadas 50 queimas. Cada queima foi constituída de 1 ± 0,1 g de material combustível verde, obtido através de uma balança de precisão. Todas os passos para a realização da queima foram executados sem entrar em contado direto com o material, com a utilização de luvas de látex, para evitar influências em suas propriedades. As características da combustão ana- lisadas, de acordo com o proposto por Petriccione (2006), foram:
• tempo para ignição (TI): tempo percorrido até o início da combustão do material combustí- vel;
• frequência de ignição (FI): número de vezes em que ocorreu ignição, considerando um tempo de ignição de 60 segundos, sendo que queimas que ultrapassaram este tempo foram consideradas como “queimas negati vas”;
• duração da combustão (DC): duração do tempo em que a chama permaneceu acesa;
• índice de combustão (IC): energia de combus- tão da queima, definida por meio da média do comprimento da chama e classificada segundo
Figura 01 – Epirradiador durante a queima do ma- terial combustível .
os índices dispostos na Tabela 01.
• valor de inflamabilidade (VI): classificado me- diante o FI e o TI (Tabela 02).
Tabela 01 - Índices do valor de combustão . Índice de combustão (IC)
Designação do IC
Comprimento da chama (cm)
ICI Muito baixa < 1
IC2 Baixa 1 a 3
IC3 Média 4 a 7
IC4 Alta 8 a 12
IC5 Muito alta > 12
Fonte: Petriccione (2006).
Tabela 02 - Índices do valor de inflamabilidade .
TI (s) < 25 25-38 39-41 FI 42-44 45-47 48- 50
> 32,5 0 0 0 1 1 2
27,6-32,5 0 0 1 1 2 2
22,6-27,5 0 0 1 2 2 2
17,6-22,5 1 1 2 2 3 3
12,6-17,5 1 1 2 3 3 4
< 12,6 1 2 3 3 4 5
Nota: FI - frequência de ignição e TI - tempo para ignição (Fonte: Petriccione, 2006).
O valor de inflamabilidade foi identificado atra-
vés do número correspondente entre o tempo de ig- nição e a frequência de ignição, classificado em: VI = 0 (fracamente inflamável); VI = 1 (pouco infla- mável); VI = 2 (moderadamente inflamável); VI = 3 (inflamável); VI = 4 (altamente inflamável) ou VI = 5 (extremamente inflamável) (Valette, 1992).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na tabela 03 podem ser observados os resultados das queimas das espécies, seus percentuais de umi- dade e a frequência com que sofreram ignição. Nota-se que para os parâmetros da combustão a es- pécie que apresentou os melhores resultados foi a
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P. grandiflorum com alto tempo médio para ignição (60,83 s), baixa duração média de queima (0,42 s) e baixa altura média de chama (0,16 cm).
A espécie E. gracilipes apresentou queimas com altas intensidades, com baixo tempo médio para ig- nição (17,62 s) e altura média de chama elevada (16,42 cm). As variáveis que influenciam no com- portamento do fogo, sobretudo o tempo para igni- ção e o comprimento inicial da chama, estão asso- ciadas ao teor de umidade dos materiais combustí- veis (Hernando, 2009). Essa afirmação pode ser ob- servada na espécie mencionada que apresentou baixo teor de umidade, porém a espécie C. con- cinna apresentou alto teor de umidade e parâmetros da queima elevados, necessitando de um estudo mais aprofundado sobre a espécie.
Kovalsyki et al. (2016) avaliando espécies para
compor cortinas de segurança utilizou a espécie Pi- nus taeda como controle e observou para a espécie um TI de 18,4 s, uma DC de 11,8 s e uma HC de 12,1 cm a uma umidade de 136% do material. Ao compararmos os resultados do autor supracitado aos obtidos neste trabalho para as espécies com umidades próximas, P. grandiflorum e D. mollis , observamos que os TI obtidos para essas espécies são muito superiores, 60,83 e 45,58s, respectiva- mente, enquanto que os valores de DC (0,42 e 2,69 s) e HC (0,16 e 3,96 cm) são muito inferiores, os menores dentre as espécies avaliadas. Estes resulta- dos indicam que tais espécies possuem potencial para compor cortinas de segurança em plantios co- merciais de P. taeda .
Tabela 03 - Resultados do teste de inflamabilidade para espécies estudadas.
Espécies
TI (s)*
Médias DC (s)*
HC (cm)*
U%*
FI*
E. gracilipes 17,62 16,55 16,42 52,38 2
T. aurea 48,20 7,70 2,76 54,3 0
P. grandiflorum 60,83 0,42 0,16 111,38 2
D. mollis 45,58 2,69 3,96 103,39 40
C. concinna 13,41 4,11 15,17 306,99 19
Q. multiflora 21,13 7,83 16,16 217,17 27
TI (s) - tempo para ignição; DC (s) – duração da combustão; HC (cm) – altura da chama; U% - umidade do material; FI - frequência de ignição.
Observando a tabela 04 verifica-se que as espé- cies T. aurea, P. grandiflorum e D. mollis obtive- ram menores valores de índice de combustão, 2, 1 e 3, respectivamente, e o valor de inflamabilidade foi igual a 0 (fracamente inflamável), resultando as- sim nas espécies menos inflamáveis. Esse resultado pode estar relacionado com as variáveis tempo de ignição e altura de chama, pois para essas espécies obtiveram-se os menores valores de altura de chama e os mais longos tempos para ignição.
Tabela 04 - Índice de combustão e valor de infla- mabilidade de seis espécies do Cerrado.
Espécies IC VI E. gracilipes 5 3 T. aurea 2 0
P. grandiflorum 1 0
D. mollis 3 0 C. concinna 5 1
a 1 (pouco inflamável), caracterizando-as como es- pécies com inflamabilidade muito baixa, devido ao tempo para ignição maior, e a altura de chama com um valor elevado em relação às espécies que obt i- veram a classificação do índice de inflamabilidade 0. Essas espécies apresentaram o maior teor de umi- dade dos materiais coletados, 306,99 e 217,17%, respectivamente.
Geralmente a umidade foliar chega a 300% no período de folhação do vegetal e decresce pa ra cerca de 50% devido ao processo de senescência foliar, e, juntamente aos óleos essenciais voláteis, a
umidade dificulta a absorção de energia pelo mate- rial durante o processo de combustão, influenci- ando diretamente na inflamabilidade (Soares & Ba- tista, 2007; White e Zipperer, 2010).
A espécie com a maior inflamabilidade foi a E. gracilipes com a classificação do índice de inflama- bilidade igual a 3, caracterizando-a como inflamá- vel, devido ao tempo para ignição ser baixo, a umi-
Q. multiflora
5
1
dade baixa em relação às outras espécies, e o prin- cipal fator que contribuiu para esse índice de infla-
As espécies C. concinna e Q. multiflora apresen- taram resultado para valor de inflamabilidade igual
mabilidade alto: o tempo que a chama se manteve acesa. Batista et al. (2009) avaliando a inflamabili-
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dade de Ligustrum lucidum, espécie largamente uti- lizada na arborização urbana, identificou uma grande influência do teor de umidade do material nos parâmetros da combustão.
Em levantamento de plantas de baixa inflamabi- lidade Souza e Vale (2019) observaram baixa infla- mabilidade das espécies Vochysia thyrsoidea, Pali- courea rigida, e Lavoisiera bergii no cerrado do Distrito Federal, indicando-as para serem utilizadas em aceiros verdes. Kovalsyki et al. (2016) investi- garam espécies para compor cortinas de segurança e observaram que as espécies Bougainvillea glabra e Schinus terebinthifolius foram as melhores, am- bas com IC = 2 e VI = 0, e ressaltaram esse resul-
tado ao compará-las a espécie Pinus taeda que se mostrou inflamável de acordo com os testes. Realizando uma comparação com os dados obti-
dos neste estudo verificou-se que as espécies T. au- rea, P. grandiflorum e D. mollis ficaram com valo- res próximos as espécies com baixas inflamabilida- des apontadas pelos trabalhos mencionados, isso se deve a vários fatores como, por exemplo, umidade do material, a sua composição química e espessura da folha.
CONCLUSÃO
Com base nos resultados deste estudo podemos
verificar que dentre as espécies estudadas a que de- monstrou maior índice de inflamabilidade foi a E. gracilipes. Por outro lado, identificou-se que as es- pécies T. aurea, P. grandiflorum e D. mollis são
consideradas como fracamente inflamáveis, classi- ficando-as como potenciais para uso na prevenção de incêndios florestais.
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