Journal of Biotechnology and Biodiversity | v.7 | n.4 | 2019
Journal of Biotechnology and Biodiversity
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Avaliação da inflamabilidade de seis espécies nativas na região sul do Tocantins
Yasmim Andrade Ramosa*, Allan Deyvid Pereira da Silvab, Rayna Régina Alves de Oliveiraa ,
Rodrigo Araújo Fortesa, Francisca de Cássia Silva da Silvaa, Antônio Carlos Batistab, Marcos Giongoa , Maria Cristina Bueno Coelho a
a Universidade Federal do Tocantins (UFT), Brasil
b Universidade Federal do Paraná (UFPR), Brasil
* Autor correspondente (yasmimaramos@gmail.com )
I N F O A B S T R A C T
Keyworks
Cerrado
fire flammable
Flammability evaluation of six native species in the southern region of Tocantins.
The woody vegetation of the Cerrado presents adaptive properties to the fire. The fires during the dry season may cause significant changes in the structure and floristic composition of the vegetation. This study aimed to evaluate the flammability of six native species of a Cerrado fragment located in southern Tocantins. Samples composed of fine materials of the selected species were collected, with a diameter of less than 7 mm, excluding young leaves and apical buds. For each species, 50 repetitions were p erformed, being analyzed: ignition frequency, ignition time, combustion duration, combustion index, and the deter- mination of flammability value. Among the evaluated species, Curatella americana L., Clethra scabra Pers. and Anacardium occidentale L. Obtained significant values with emphasis on Clethra scabra Pers. Which obtained the highest mean values of the flammability variables. Wealso observed that most species had a combustion index classified as very high (CI = 4 and CI = 5). With this study we can conclude that most species are flammable, and Clethra scabra Pers. Was the species that presented the best result of the flammability variables being classified as highly flammable. On the other hand, Macrolobium limbatum Spruce ex Benth. var. limbatum and Ziziphus Cinnamomum Triana & Planch. Were the species that ob- tained the lowest results being classified as weakly flammable.
R E S U M O
Palavras- chaves
Cerrado
fogo inflamáveis
A vegetação lenhosa do Cerrado apresenta propriedades adaptativas ao fogo. As queimadas durante a estação seca podem ocasionar em mudanças significativas na estrutura e composição florística da vegeta- ção. Este trabalho teve como objetivo avaliar a inflamabilidade de seis espécies nativas de um fragmento de Cerrado, localizado no sul do Tocantins. Foram coletadas amostras compostas de materiais finos das espécies selecionadas, com diâmetro inferior a 7 mm, excluindo folhas jovens e gemas apicais. Para cada espécie, realizou-se 50 repetições, sendo analisados: frequência de ignição, tempo para ignição, duração da combustão, índice de combustão, além da determinação do valor de inflamabilidade. Dentre as espécies avaliadas, Curatella americana L., Clethra scabra Pers. e Anacardium occidentale L. obtiveram valores significativos com destaque para Clethra scabra Pers. que obteve os maiores valores médios das variáveis de inflamabilidade. Observamos também que a maioria das espécies tiveram um índice de combustão classificados como muito alto (IC = 4 e IC = 5). Com este estudo podemos concluir que a maioria das espécies são inflamáveis, sendo que Clethra scabra Pers. foi a espécie que apresentou o melhor resultado das variáveis de inflamabilidade sendo classificada como altamente inflamável. Por outro lado, Macrolo- bium limbatum Spruce ex Benth. var. limbatum e Ziziphus cinnamomum Triana &Planch. foram as espé- cies que obtiveram os menores resultados sendo classificadas como fracamente inflamáveis.
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INTRODUÇÃO
O comportamento do fogo é o resultado da inte- ração entre clima e condições do combustível, to- pografia, técnica de queima e forma de ignição. As proporções da ação do fogo são essenciais para comparar queimas, para o planejamento da supres- são e estimar os efeitos do mesmo (Batista, 1995). Por outro lado, essas disposições de comporta- mento do fogo têm sido usadas por diversos autores para representar as condições das queimas contro- ladas em povoamentos florestais.
O Cerrado caracteriza-se por possuir estrato ar- bóreo muito desenvolvido, composto principal- mente por indivíduos lenhosos pouco densos, n o qual as copas das árvores não formam um dossel contínuo (Ribeiro e Walter, 1998). Machado et al. (2004) o descreveu como a mais rica savana do mundo do ponto de vista biológico, com uma flora estimada em cerca de 6.600 espécies.
Segundo Klink e Machado (2005), a principal forma de degradação deste bioma é a queimada in- tencional, provocada com o objetivo de estimular a rebrota das pastagens e para abrir novas áreas agrí- colas. A vegetação lenhosa do Cerrado apresenta propriedades adaptativas ao fogo, as queimadas du- rante a estação seca podem ocasionar em mudanças mais significativas na estrutura e composição flo- rística da vegetação do que as queimadas ocasiona- das na estação chuvosa devida, principalmente, à intensidade delas (Coutinho, 1990; Eiten, 1994).
Avegetação deste bioma caracteriza-se por indi- víduos finos e secos que são altamente inflamáveis, podendo entrar em combustão pela ação natural ou antrópica (Coutinho, 1980). Sendo que as queima- das por causas antrópicas mudaram totalmente o re- gime e a intensidade do fogo neste bioma (Pivello, 2011).
Barton et al. (2010) afirmam que a utilização de- sordenada da terra e o desenvolvimento de frontei- ras agrícolas inadequadas figuram a qualidade do ambiente e consequentemente das terras explora- das, impossibilitando ações de gestão ambiental e conservação dos recursos naturais.
Podemos descrever que o conceito de inflama- bilidade é composto por quatro fatores: tempo de ignição que é tempo em que aparece a primeira chama; duração da combustão que é contado a par- tir da primeira chama e vai até o final do fogo; com- bustibilidade que traduz a rapidez da queima do combustível e por último a consumibilidade que é a proporção de combustível que foi consumido pelo fogo (Anderson, 1970; Martin et al., 1994).
O estudo da inflamabilidade de espécies é fun- damental para ajudar a traçar um perfil do compor- tamento do fogo, bem como manejá-lo. A aplicação das técnicas de prevenção implica na compreensão
de toda a dinâmica de como ocorre o incêndio, as- sim como, identificar o potencial de cada uma das espécies (Neves, 2016).
Neves (2016) afirma ainda que é de suma impor- tância se conhecer as características da vegetação e a sua associação com o fogo, e a mais utilizada desta é a determinação do grau de inflamabilidade de espécies vegetais. Com isso, este estudo teve como objetivo avaliar a inflamabilidade de seis es- pécies nativas de um fragmento de Cerrado, na re- gião sul do Tocantins.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi realizado no Centro de Moni- toramento Ambiental e Manejo do Fogo (Ce MAF) e Laboratório de Química do Instituto Federal do Tocantins – Câmpus Gurupi, durante os dias 22 a 26 de outubro de 2018. As espécies arbóreas avali- adas foram: Macrolobium limbatum Spruce ex Benth. var. limbatum (faveira), Curatella ameri- cana L. (lixeira), Clethra scabra Pers. (carne de vaca), Ziziphus cinnamomum Triana & Planch. (ja- carandá), Anacardium occidentale L. (caju) e Ta- bebuia aurea Benth. & Hook. f. ex S. Moore (cara- íba). As amostras foram coletadas no fragmento de Cerrado presente no Câmpus de Gurupi da Univer- sidade Federal do Tocantins, localizado a 11º 44’ de latitude sul e 49º03’ de longitude oeste, a 286 metros de altitude.
Coleta de dados
A coleta das amostras ocorreu em dois dias con- secutivos sem ocorrência de precipitação, evitando as condições de folhas úmidas e saturadas. As amostras eram compostas de materiais finos das es- pécies selecionadas, com diâmetro inferior a 7 mm, excluindo folhas jovens e gemas apicais para evitar a variação do teor de umidade (Soares e Batista, 2007).
A manipulação do material foi realizada com o auxílio de luvas de látex e pinças num período má- ximo de 2 horas. Foram coletados cerca de 300g de material para cada espécie arbórea com auxílio de equipamentos como facão e podão para galhos mais altos. Cerca de 100 g de material combustível foi destinado ao teste de inflamabilidade e duas amos- tras de 80g de material combustível foram destina- das para determinação do teor de umidade.
Os testes de inflamabilidade foram registrados por webcam acoplada a um notebook, o que viabi- lizou uma análise frame a frame das gravações ga- rantido exatidão na coleta de dados. Foram realiza- dos 50 testes para cada espécie arbórea utilizando - se um epirradiador com potência de 500 W (Figura
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1), garantido uma temperatura média de disco radi- ante em torno de 600º C, ao fundo do epirradiador
a uma distância de 32 cm foi fixado uma régua gra- duada de 1 em 1 centímetros.
Figura 01 - Epirradiador, chama piloto e régua graduada . .
Foram analisadas as seguintes variáveis no teste de inflamabilidade, conforme proposto por Petric- cione (2006):
a) Tempo para ignição (TI): tempo que o ma- terial leva para iniciar a combustão;
b) Frequência de ignição (FI): número de re- petições em que ocorreu ignição, considerando um TI máximo de 60 s, em queimas que ultrapassaram este tempo foram classificadas como “queimas ne- gativas”;
c) Duração da combustão (DC): tempo que a chama se mantém acesa;
d) Índice de combustão (IC): intensidade de combustão de cada queima, sendo determinada através da média das alturas de chama e classificada segundo os índices apresentados na Tabela 1.
e) Valor de inflamabilidade (VI): atribuído de acordo com a FI e o TI (Tabela 2).
Tabela 01 - Índices do valor de combustão. Índice de combustão (IC)
Designação do IC
Comprimento da chama (cm)
IC1 Muita baixa < 1
IC2 Baixa 1 a 3
IC3 Média 4 a 7
IC4 Alta 8 a 12
IC5 Muito alta >12
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 2 3 4 5
Em que: FI - frequência de ignição e TI - tempo para ignição. O valor de inflamabilidade (VI) será classificado em função do número correspondente, em que: VI = 0 (fracamente inflamável); VI = 1 (pouco inflamável); VI = 2 (moderadamente inflamável); VI = 3 (inflamável); VI = 4 (altamente inflamável) ou VI = 5 (extremamente inflamável).
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Omaterial utilizado nas repetições era recém- co- letado com teor de umidade variável, devido as ca- racterísticas da espécie e do estágio de desenvolvi- mento do indivíduo. Para o teste de inflamabilidade foram utilizadas amostras de aproximadamente 1 ± 0,1 g sendo exposta ao epirradiador e à chama pi- loto, determinando-se a FI de acordo com o númer o de vezes que a amostra entrava em ignição até ser consumida pela chama. Ao final de todo teste con- tabilizou-se o tempo total para eliminação da amos- tra, ocorrendo ou não a ignição do material.
Coma análise das gravações determinou-se a Al-
Para a determinação do teor de umidade inicial da amostra (TU) adotou-se a equação descrita na NBR 7190 que corresponde à relação entre a massa da água contida na amostra e a massa da amostra seca. Duas amostras de 80 ± 0,1 g de material com- bustível foram utilizadas para determinação do teor de umidade, sendo pesadas acondicionadas em saco de papel kraft identificados e secas em estufa a uma temperatura de 75 °C por 48 horas, sendo determi- nadas as massas em temperatura ambiente após se- cagem (Figura 02 ).
tura da Chama (AC), ponto máximo que a chama atingiu durante a combustão (Valette, 1992). A par-
tir da AC foi possível determinar o IC pela Tabela
(%) =
−
∗ 100
01. Procurando na tabela 2 os valores de FI e TI, determinamos o índice de inflamabilidade da amos-
tra, que vai de 0 a 5 (Tabela 02). Tal índice indica o quanto a espécie pode ser inflamável, no valor 0 a espécie é considerada fracamente inflamável e no valor 5 é considerada extremamente inflamável
(Valette, 1992).
Onde:
TU é o teor de umidade inicial, em percentual; mi é a massa inicial, em gramas;
ms é a massa seca, em gramas.
A B
Figura 02 - Determinação do teor de umidade das amostras. Dessecador utilizado para resfriamento das amos- tras (A), determinação da massa do material seco (B).
Procedeu-se a análise de variância (ANOVA) para cada espécie. Foi utilizado o teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade para comparação en- tre médias, envolvendo todas as espécies, os cálcu- los estatísticos foram feitos pelos Softwares SISVAR e Excel 2010 .
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Analisando os resultados, podemos observar que as espécies Curatella americana L., Clethra scabra Pers. e Anacardium occidentale L. obtiveram valo-
res significativos com destaque para Clethra sca- bra Pers. que obteve os maiores valores médios das variáveis de inflamabilidade conforme apresentado na tabela 3.
A espécie Macrolobium limbatum Spruce ex Benth. var. limbatum não obteve resultados signifi- cativos para nenhuma das variáveis estudadas. Pe- triccione (2006) ao estudar a inflamabilidade de di- versas espécies do mediterrâneo também não en- controu resultados significativos para Robinia pseudoacacia espécie esta pertencente a mesma fa- mília botânica de M. limbatum Spruce ex Benth. var. limbatum, Fabaceae.
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Ainda com os resultados da tabela 3 observamos que a espécie Ziziphus cinnamomum Triana & Planch da família Rhamnaceae, teve resultados
quase que semelhantes aos da espécie citada anteri- ormente, mesmo sendo estas de famílias diferentes. Não foram encontrados estudos para espécies da mesma família ou gênero para comparativos.
Tabela 03 - Valores médios das variáveis de inflamabilidade.
Nome comum
Espécie
TI
Média DC
AC
U%
FI
Faveira Macrolobium limbatum 0,0 a 0,0a 0,0 a 165,50 0
Lixeira Curatella americana. 7,16 a 2,03a 8,85 a 192,46 56
Carne de vaca Clethra scabra 250,49 a 8,22 a 19,38 a 101,50 100
Jacarandá Ziziphus cinnamomum 0,18 a 0,03a 0,33 a 322,34 2
Caju Anacardium occidentale 10,47 a 6,19a 15,40 a 160,29 50
Caraíba Tabebuia aurea 17,35 a 6,93a 17,73 a 196,28 90
Em que TI: tempo de ignição; DC: duração da combustão; AC: altura da chama; U%: umidade relativa, em percentagem; FI: frequê ncia de ignição.
Todas as variáveis relacionadas com o fogo estão fortemente ligadas com o teor de umidade dos ma- teriais combustíveis, sobretudo o tempo de ignição e o comprimento das chamas (Hernando, 2009). Alessio et al. (2008) descreveu que podem existir outros fatores nas espécies que possam influenciar diretamente o teor de umidade dos materiais com- bustíveis como a presença de terpenos voláteis. Observamos que todas as espécies apresentaram teor de umidade acima de 100% (tabela 03) e Zi- ziphus cinnamomum Triana & Planch. obteve um resultado muito elevado (322,34%) o que pode ex- plicar seus baixos valores médios das variáveis de inflamabilidade.
Porém, ao avaliar a inflamabilidade de cinco es- pécies de floresta ombrófila mista no Paraná, Neves (2016) descreveu que a diferença nos teores de umi- dade das espécies pode estar relacionada ao estado fisiológico das espécies e ao comportamento na manutenção de suas folhas .
Para este estudo podemos considerar ainda, que as amostras foram coletadas no mês de outubro (pe- ríodo de chuvas no estado do Tocantins), o que eventualmente explicaria esse alto teor de umidade em todas espécies estudadas. Rodriguez et al. (2016) afirmou que a umidade do material em aná- lise é de extrema importância para a interpretação
dos resultados.
Na avaliação da inflamabilidade de espécies para uso em cortina de segurança no sul do Brasil, Ba- tista et al (2012) observaram a correlação entre o teor de umidade e as variáveis de combustão. Se- gundo os mesmos autores, a umidade da vegetação é um importante fator na ignição e na propagação do fogo.
Foram analisados o índice de combustão (IC) e o valor de inflamabilidade (VI) das espécies estu- dadas (Tabela 04). Nessa tabela podemos observar que somente duas espécies (Macrolobium limba- tum Spruce ex Benth. var. limbatum e Ziziphus cin- namomum Triana & Planch.) obtiveram um valor de inflamabilidade “0”, ou seja, fracamente infla- máveis. Oque mais uma vez podemos explicar pelo alto teor de umidade nas duas espécies. Anacardium occidentale L. e Tabebuia aurea Benth. & Hook. f. ex S. Moore, apesar de serem de famílias diferentes, tiveram os mesmos valores de IC e VI, sendo classificadas como sendo inflamá- veis. Já Clethra scabra Pers. obteve um valor de VI = 4, sendo classificada como uma espécie alta- mente inflamável. Não foram encontrados nas lite- raturas resultados próximos a família nem ao gê- nero desta para poder comparar os resultados.
Tabela 04 - Índice e combustão (IC) e valor de inflamabilidade (VI). Espécie
IC
VI
Macrolobium limbatum Spruce ex Benth. var. limbatum 1 0
Curatella americana L. 4 2
Clethra scabra Pers. 5 4
Ziziphus cinnamomum Triana & Planch. 1 0
Anacardium occidentale L. 5 3
Tabebuia aurea Benth. & Hook. f. ex S. Moore 5 3
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Pela análise da tabela 04, observamos que a mai- oria das espécies tiveram um índice de combustão classificados como muito alto (IC = 4 e IC = 5),
com uma altura média da chama acima de 12 cm , conforme a metodologia de Valete (1990).
CONCLUSÕES
Com este estudo podemos concluir que a maioria das espécies são inflamáveis, sendo que Clethra scabra Pers. foi a espécie que apresentou o melhor resultado das variáveis de inflamabilidade sendo classificada como altamente inflamável. Por outro lado, Macrolobium limbatum Spruce ex Benth. var. limbatum e Ziziphus cinnamomum Triana & Planch. foram as espécies que obtiveram os meno- res resultados sendo classificadas como fracamente inflamáveis. Talvez isso tenha ocorrido pelo alto
teor de umidade que foram encontradas nestas es- pécies.
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