bem como dos valores por defeito da relação custo benefício ou, caso existam, utiliza os valores locais disponíveis 598.

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1 bem como dos valores por defeito da relação custo benefício ou, caso existam, utiliza os valores locais disponíveis 598. A partir de um inventário completo, ou de um inventário elaborado por amostragem, ou mesmo de um inventário já existente sobre as árvores de arruamento, o programa STRATUM permite responder a uma das mais importantes questões relacionadas com a problemática do arvoredo: será que os benefícios que provêm das árvores de arruamento têm um valor superior aos respectivos custos de gestão e manutenção? E quais serão as espécies mais aconselhadas para a cidade em estudo? E em que estado se encontra o arvoredo existente na cidade? e muitas outras questões cuja resposta pode ser obtida através do STRATUM. 599 Figura 7.1. Abordagem conceptual para a modelação dos benefícios das árvores e floresta urbana (McPherson, E.G.; Simpson, J. R., A comparison of municipal forest benefits and costs in Modesto and Santa Monica, California, USA. Urban Forestry & Urban Greening 1: 61-74, p. 64). O programa STRATUM quantifica os seguintes benefícios 600 : conservação de energia; melhoria da qualidade do ar; redução da quantidade de CO2; controlo do escoamento das águas pluviais; aumento do valor da propriedade imobiliária CUFR, STRATUM v 3.0, Street Tree Resource Analysis Tool for Urban Forest Managers. Operation and Documentation. Center for Urban Forest Research Pacific Southwest Research Station, USDA Forest Service, p Idem, p

2 Adicionalmente, o STRATUM contribui para optimizar: 601 o retorno ao investimento monetário, ao determinar quais as espécies botânicas que maximizam a cobertura vegetal, bem como quais aquelas que proporcionam benefícios mais importantes para a sociedade; a identificação dos cuidados de gestão e manutenção necessários às árvores de arruamento, de forma a reforçar e a perpetuar a saúde da floresta urbana; condições de investimento para o arvoredo urbano, evidenciando o interesse económico advindo das questões como o crédito do carbono ou a conservação de energia; o apoio público, ao demonstrar o valor das árvores no que diz respeito à melhoria da qualidade de vida da sociedade; a avaliação económica do desempenho das árvores, a partir do orçamento anual e das despesas efectuadas; identificação de custos de gestão e manutenção em vez de considerar apenas os valores dos benefícios de forma a permitir estabelecer uma estratégia de planeamento. Desenhado de modo a ser um programa flexível e adaptável, o STRATUM não se baseia em Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e requer apenas informação básica de uma base de dados de um inventário. Os protocolos de recolha de informação do STRATUM podem ser utilizados para sociedades interessadas em conduzir um inventário de árvores de arruamento completo ou por amostragem 602. O inventário deve apresentar-se formatado de acordo com o protocolo do STRATUM (vide Capítulo 9). O estado-de-arte de diversos estudos de investigação fornece o suporte científico do relatório económico do STRATUM: dados sobre os valores dos benefícios e dos custos de manutenção de árvores de arruamento recolhidos de extensos trabalhos de investigação, bem como de modelações laboratoriais de 19 regiões climáticas dos EUA. 603 O principal objectivo do programa STRATUM é assim informar os decisores quanto a tomadas de decisão, estabelecimento de prioridades, e desenvolvimento de planos de acção relativas ao arvoredo urbano

3 7.2. INFORMAÇÃO PARA CARACTERIZAR UMA CIDADE DE REFERÊNCIA Para se adaptar o programa STRATUM a uma determinada região urbana definir uma cidade de referência o primeiro passo consiste em recolher os dados necessários para serem inseridos no software do STRATUM. A cidade de referência deve-se localizar próximo da área em estudo e deve apresentar características representativas dessa região. Os dados a recolher e a inserir correspondem à seguinte informação base: 1. relações biométricas (relação DAP/copa) das árvores de arruamento dominantes e que caracterizam a cidade de referência; 2. dados geográficos qualidade do ar, energia despendida em condicionamento ambiental, escoamento de águas pluviais, estéticos e outros; 3. valorização económica dos benefícios qualidade do ar, energia despendida em ar condicionado e aquecimento, escoamento de águas pluviais, estéticos e outros. Investigadores do CUFR desenvolveram guias arbóreos para 19 regiões EUA. Para o efeito estabeleceram regiões e, dentro de cada uma, seleccionaram uma cidade representativa, em termos de benefícios e custos inerentes às árvores dessa região. Os valores da cidade representativa em termos de custos, benefícios, clima, relação DAP/copa das árvores e concentração de poluentes atmosféricos assumem-se como sendo similares a todas as cidades situadas dentro da fronteira estabelecida para a correspondente região. Baseada nesta premissa, dentro de uma determinada região cada cidade pode requerer o respectivo guia arbóreo RELAÇÕES BIOMÉTRICAS As relações biométricas, baseadas na relação DAP/ copa, permitem estimar a biomassa e a área foliar que irão posteriormente ser utilizados para estimar os benefícios das árvores. É muito importante determinação do DAP visto ser um parâmetro que está relacionado com a espécie, a idade da árvore, o seu ritmo de crescimento, bem como a adaptação da espécie às condições que a cidade oferece. Por outro, lado é um parâmetro fácil e rápido de determinar constituindo uma ferramenta muito útil na gestão corrente. Os referidos parâmetros serão utilizados em conjunto com os dados ambientais da cidade em estudo (e.g., concentração de poluentes atmosféricos, padrões de pluviosidade, etc.) de forma a calcular os benefícios anuais associados, tais como a poupança de energia, impacte na qualidade do ar, redução do dióxido de carbono, decréscimo do escoamento de águas pluviais, bem como benefícios estéticos e outros Hoekstra, J. R., Effects of Intraregional Differences in Geography and Tree Growth in Municipal Forest Benefit Analyses. Masters of Science. University of California, Davis, p

4 Para estabelecer as relações biométricas das árvores de arruamento dominantes, devemos seleccionar as espécies mais utilizadas e proceder a uma amostragem de árvores. Depois de seleccionadas as árvores serão realizadas as respectivas medições de acordo com os procedimentos estabelecidos no protocolo do programa STRATUM (vide Capítulo 9). A amostra deve ser estratificada em classes de DAP 605 e de cada espécie seleccionada dever-seão estudar 35 a 70 árvores escolhidas de modo aleatório. 606 As estimativas do volume da copa e da área foliar deverão ser processadas em computador a partir de imagens da copa obtidas através de câmara digital. Para o efeito, o método preconizado por Peper & McPherson 607,608 foi o que mostrou maior exactidão. A estimativa da área foliar, do diâmetro da copa, e da altura expressa em metros, será modelada em função do DAP, recorrendo aos modelos mais adequados 609. Protocolo de medições de campo Os dados das árvores a incluir na amostra e a respectiva localização deverão ser inseridos numa página do programa Microsoft Excel. Equipas constituídas por dois elementos deverão medir e dar entrada no computador das 38 observações necessárias a cada amostra (vide Anexo 7.1.) 610. Das 38 medições a serem realizadas, destacamos as seguintes: DAP; dimensão da copa e altura do tronco; diâmetro da copa em duas direcções (paralela e perpendicular ao passeio); caracterização da localização e das condições onde se encontra a árvore; percentagem de copa podada; duas imagens digitais de cada árvore DADOS GEOGRÁFICOS E VALORIZAÇÃO ECONÓMICA DOS BENEFÍCIOS O guia arbóreo apresenta a quantificação dos benefícios e custos relativos a árvores típicas, de dimensão grande, média e pequena. A análise assume que as árvores plantadas, em locais públicos ou privados, apresentam uma duração de 40 anos, com uma determinada taxa de sobrevivência. Os custos de manutenção deverão ser obtidos através da entidade autárquica responsável pela manutenção do arvoredo ou/e de viveiristas. Os benefícios deverão ser calculados utilizando as curvas de crescimento e modelos numéricos que têm em atenção o Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., Ob. cit., p Peper, P. J.; McPherson, E.G Comparison of five methods for estimating leaf area index of open-grown deciduous trees. Journal of Arboriculture 24 (2): Peper, P.J.; McPherson, E. G., Evaluation of four methods for estimating leaf area of isolated trees. Urban Forestry and Urban Greening 2: Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., Ob. cit., p Peper, P.J.; McPherson, E.G.; Mori, S., Predictive equations for dimensions and leaf area of Coastal Southern California Municipal Trees. Journal of Arboriculture 27 (4):

5 clima regional, as características dos edifícios, e as concentrações de poluentes atmosféricos, etc 611. A precisão de cada guia arbóreo depende de numerosos factores, como por exemplo, a taxa de mortalidade das árvores utilizada para estimar benefícios e custos associados à remoção e libertação de dióxido de carbono através da decomposição arbórea (a taxa de mortalidade arbórea varia de cidade para cidade) ANÁLISE DE CUSTOS E BENEFÍCIOS DA FLORESTA URBANA O principal objectivo da análise de custo benefício da floresta urbana consiste em verificar se os benefícios anuais proporcionados pelo arvoredo urbano excedem os respectivos custos de manutenção. A referida análise proporciona às entidades responsáveis pela manutenção e gestão do arvoredo uma indicação detalhada do valor e/ou função das suas árvores urbanas. Antes de proceder à discussão dos benefícios e custos, deve ser feita uma descrição das tendências correntes de gestão e manutenção, tais como: composição das espécies, estrutura, idade e condições do arvoredo existente. A referida descrição prévia irá contribuir para que os investigadores identifiquem as tendências da floresta urbana, bem como os respectivos cuidados de manutenção Influência local dos benefícios provenientes das árvores Os benefícios proporcionados pelo arvoredo urbano resultam de influências genéticas e ambientais. O programa STRATUM inclui na influência ambiental duas categorias: variáveis e factores. Cada uma destas categorias influencia os benefícios oferecidos por cada árvore 614. Alguns termos utilizados no presente estudo definem-se da seguinte forma 615 : 1. recursos unitários (RU): são os valores que representam os benefícios provenientes das árvores. Por exemplo, o valor de RU para a intercepção de água pluvial corresponde ao volume, expresso em metros cúbicos, retido por árvore; 2. factores de crescimento: são as características que influenciam as dimensões das árvores, tais como a duração da estação de crescimento; 3. variáveis de crescimento: referem-se às dimensões do arvoredo e outras características que influenciam a importância dos benefícios proporcionados; 4. factores geográficos: incluem as circunstâncias ambientais que influenciam as variáveis geográficas. Por exemplo: temperatura ambiente, vento e radiação solar, McPherson, E. G.; Simpson, J.R.; Peper, P.J.; Xiao, Q.; Maco, S.E.; Hoefer, P.J., Northern mountain and prairie community tree guide: benefits, costs and strategic planting. Center for Urban Forest Research, USDA Forest Service, Pacific Southwest Research Station, p Hoekstra, J. R., Ob. cit., p Idem, p. p Idem, p Idem, p

6 são considerados factores geográficos que influenciam a variável temperatura diária, a qual afecta o potencial de energia das árvores necessário para poupar a redução da temperatura diária; 5. variáveis geográficas: representam medidas ou valores ambientais que estão relacionados com os resultados das unidades de recurso. Por exemplo, o número de dias quentes é considerado uma variável geográfica. Segundo Hoekstra 616 as cinco categorias supramencionadas são definidas da seguinte forma: 1. Recursos unitários Os efeitos dos benefícios resultantes das árvores, relacionados com o tamanho da árvore, bem como os relacionados com a localização geográfica, são quantificados de acordo com as seguintes unidades de recurso 617 : poupança de energia de arrefecimento (kwh/árvore); poupança de energia de aquecimento (Mj/árvore); redução de CO 2 (kg/árvore); redução de O 3 (retirado kg/árvore); redução de NO 2 (retirado kg/árvore); redução de SO 2 (retirado kg/árvore); redução de partículas inaláveis PM10 (retirado kg/árvore); Compostos orgânicos voláteis biogénicos (COVBs) libertado (kg/árvore); intercepção da água pluvial (m 3 /árvore); aumento do valor médio da propriedade imobiliária ($/m 2 área foliar). 2. Factores de crescimento Os factores de crescimento por vezes conseguem justificar as diferenças das dimensões de árvores que se registam entre cidades. Estes factores incluem 618 : duração da estação de crescimento; stresse hídrico (depende de: média da evapotranspiração mensal, precipitação e rega); tipo de solo; trabalhos de manutenção; factores abióticos e bióticos de stresse (e.g, pragas, doenças, granizo, vento e vandalismo); localização da árvore Idem, p

7 3. Variáveis de crescimento Os benefícios regionais das árvores baseiam-se nos seguintes parâmetros do arvoredo 619 : DAP; altura da árvore; altura da copa; altura do tronco; superfície da área foliar; diâmetro da copa; coeficiente de ensombramento; percentagem de coberto arbóreo; período com folhagem; biomassa da folhagem e da madeira. A combinação de cada espécie arbórea com as variáveis de crescimento resulta num único nível de benefícios. As relações biométricas DAP/copa ilustram as alterações nas taxas de crescimento das árvores ao longo do tempo e permitem identificar as variáveis de crescimento entre as cidades. Muitos factores influenciam as variáveis de crescimento, uma espécie pode crescer muito numa determinada cidade norte-americana, mas a sua taxa de crescimento pode ser diferente noutra parte do mundo devido aos factores de crescimento locais 620. A correcta selecção de uma espécie arbórea é determinante para o sucesso de uma plantação, ou seja, a espécie escolhida deve adaptar-se com sucesso às condições que a cidade oferece por pertencer à flora local ou por facilmente se adaptar às condições de determinada cidade. Por exemplo, para Portugal o estudo e definição das associações vegetais apresenta-se trabalhada pelos Professores João de Carvalho e Vasconcellos e João Amaral Franco, onde apresentam a relação das espécies arbóreas e arbustivas que se encontram associadas às espécies de carvalhos mais importantes, bem como o mapa da sua distribuição pelo nosso país. As referidas associações também se apresentam publicadas na obra já citada dos Professores Francisco Caldeira Cabral e Gonçalo Ribeiro Telles Factores geográficos Os factores geográficos vão influenciar as variáveis geográficas. Os factores geográficos incluem 622 : data de construção dos edifícios: a eficácia energética de uma casa é estimada através da utilização de material de construção típico de diferentes épocas de construção; eficiência dos equipamentos de condicionamento ambiental; efeito climático: Cabral, F.C.; Telles, G. R., Ob. cit Hoekstra, J. R., Ob. cit., 19,

8 a temperatura determina a necessidade de aquecimento ou de arrefecimento, bem como a taxa de COVB libertada pelas árvores (aumenta a partir de determinado valor de temperatura); o nível elevado de radiação solar contribui para o incremento de emissões COVB das árvores; a intensidade e frequência do vento eleva a necessidade de aquecimento no Inverno. utilização de combustível para a manutenção do arvoredo; taxa de emissão proveniente do gás natural: os poluentes libertados pela combustão do gás natural e outras formas de aquecimento (electricidade, etc.) afectam a taxa de emissão de calor; centrais térmicas cujo combustível influencia as concentrações das emissões de CO 2, NO 2, SO 2 e PM Variáveis geográficas As variáveis geográficas afectam o nível de benefícios proporcionados pelas árvores. As variáveis geográficas incluem 623 : dias onde há necessidade de aquecimento: quando a temperatura média diária é inferior a 18,3ºC, à temperatura média diária subtrai-se os 18,3ºC, estimando-se assim os graus de aquecimento suplementares necessários para cada dia. Esta variável indica a energia de aquecimento utilizada nos edifícios relacionada com a energia poupada, bem como com os benefícios da qualidade do ar; dias onde há necessidade de arrefecimento: quando a temperatura média diária é superior a 18,3ºC, a este valor subtrai-se a temperatura média diária, obtendo-se desta forma os graus de arrefecimento necessários para cada dia. Esta indica a energia de arrefecimento utilizada nos edifícios relacionada com a energia poupada, bem como com os benefícios da qualidade do ar; características do edifício: relacionadas com a época de construção, que influencia o dimensão da casa, o grau de insolação e a eficiência do equipamento utilizado no condicionamento ambiental a qual afecta a poupança de energia; área foliar das árvores (m 2 ). A capacidade de retenção de água pluvial pelas árvores é calculada em função da área foliar; número de dias com precipitações compreendidas entre 2,54 e 10 mm. Este intervalo de precipitações, que se relaciona com os benefícios hidrológicos, representa a capacidade de captação de água através das árvores. Chuvas inferiores a 2,54 mm não são suficientes para causar inundações mas quando superiores a 10 mm ultrapassam a capacidade de retenção de água pluvial pelas árvores; Idem, p

9 a frequência de chuvas durante o período em que as árvores apresentam folhagem está também relacionada com os benefícios hidrológicos. Este dado é importante, uma vez que as árvores de folha caduca interceptam mais água pluvial quando estão revestidas com folhas; a média ou a mediana dos valores das casas de habitação. A diferença do preço entre casas pode ser fortemente influenciada pelos benefícios proporcionados pelas árvores urbanas. O valor estético baseia-se numa percentagem da média ou da mediana do preço das casas, sendo que a diferença de valor pode variar amplamente; a distribuição das árvores de acordo com a ocupação do solo. As árvores associadas a diferentes tipos de propriedade aumentam proporcionalmente o seu valor; quantidade de emissões de arrefecimento. As centrais térmicas emitem poluentes específicos, dependentes do tipo de combustível utilizado; poupança de arrefecimento. O tipo de construção do edifício e outros factores influenciam a necessidade de ar condicionado no Verão. Quando aumenta a necessidade de energia de arrefecimento, também cresce o potencial de poupar energia através da sombra das árvores; quantidade de emissões de aquecimento. O combustível utilizado para aquecimento degrada a qualidade do ar; poupança de aquecimento. O tipo de construção do edifício e outros factores influenciam a necessidade de aquecimento no Inverno. Quando aumenta o potencial de utilizar energia para aquecimento, também cresce o potencial para se poupar através do recurso a quebra ventos; concentração de poluentes. As árvores removem mais poluentes do ar quando as respectivas concentrações se apresentam mais elevadas, do que quando são baixas; CO 2 que se liberta para a manutenção das árvores. O CO 2 produzido através das operações inerentes à manutenção das árvores reduz a qualidade do ar; a taxa de mortalidade anual por classes. Quando as árvores morrem, o CO 2 armazenado é libertado, o que contribui para a alteração do clima Estimativa dos benefícios proporcionados pelas árvores a uma cidade Descrevem-se em seguida os modelos estudados para a estimativa dos benefícios proporcionados pelas árvores urbanas, expondo, como exemplo de aplicação, a forma como foram estimados os referidos benefícios para a cidade de São Francisco, Califórnia 624. Recursos unitários Cada espécie de árvore contribui com um determinado nível de benefícios ao longo da sua vida. Em consequência, a informação relativa à idade da árvore de determinada espécie ou ao Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., Ob. cit. 221

10 seu tamanho, é fundamental para estimar os benefícios das árvores quantificados através das referidas unidades de recurso. O programa em apreço, ao recorrer a modelos numéricos para estimar as unidades de recurso, permite simular, para cada espécie de árvore e dentro de cada categoria de classe de DAP, o seu contributo em termos de benefícios 625. Preços Os preços são definidos para cada custo (e.g., plantação, rega, poda, abate, reparação de infra-estruturas, indemnizações) e para cada benefício (e.g., poupança de energia no aquecimento/ arrefecimento, decréscimo da poluição atmosférica, redução da quantidade de escoamento de águas pluviais) através de uma estimativa directa e de uma avaliação implícita dos benefícios ambientais exteriores 626. Para quantificar o interesse que a sociedade pretende pagar por uma melhoria da qualidade do ar e pela redução da água pluvial de escoamento devidas às árvores, fez-se uma estimativa dos custos que lhes estão implícitos 627. Por exemplo, os benefícios da qualidade do ar poderão ser estimados através da seguinte simulação: se uma empresa pretende pagar $1 por lb para instalar tecnologia que reduza emissões, então o valor de uma árvore que absorva e intercepte 1 lb da poluição do ar deve valer $ Poupança energética Na Figura 7.2. apresenta-se um modelo que ilustra a forma como as variáveis e factores, quer geográficos quer de crescimento da árvore, afectam a poupança de energia 629. Seguidamente descreve-se um exemplo mais detalhado sobre a metodologia utilizada para estimar a diminuição de consumo de energia pelo CUFR, de forma a adaptar o programa STRATUM à cidade de São Francisco, Califórnia. Metodologia para estimar a poupança de energia eléctrica e gás natural 630 O cálculo da energia anual de um edifício utilizada por residência unitária (Unit Energy Consumption [UEC]) é baseado numa simulação de computador que incorpora edifícios, efeitos de clima e sombra, seguindo métodos delineados por McPherson & Simpson 631. Alterações nos UECs das árvores (ΔUECs) foram calculados por árvore, baseados em resultados comparados antes e depois da presença da árvore. As características dos edifícios (e.g., equipamentos de Hoekstra, J. R Ob. Cit., p McPherson, E. G.; Simpson, J.R.; Peper, P.J.; Xiao, Q.; Maco, S.E.; Hoefer, P.J Ob. cit., p McPherson, E.G.; Simpson, J.R.; Xiao Q.; Peper, P.J.; Maco, S.E Benefit-Cost Analysis of Fort Collins Municipal Forest. Center for Urban Forest Research, USDA Forest Service, Pacific Southwest Research Station, p McPherson, E. G.; Simpson, J.R.; Peper, P.J.; Xiao, Q.; Maco, S.E.; Hoefer, P.J Ob. cit., p Hoekstra, J. R Ob. cit., p Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., Ob. cit McPherson, E.G.; Simpson, J.R., Ob. cit. 222

11 arrefecimento e de aquecimento, área coberta, número de divisões, insolação, área de janela) vão variando com a idade de construção: pré-1950, e pós Os coeficientes de ensombramento para as folhas das copas das árvores basearam-se em técnicas de fotografia para medir espécies, as quais estimam a densidade visual. As referidas técnicas provaram que proporcionavam uma estimativa aceitável de atenuação de luz para as folhas das árvores 633. Figura 7.2. Modelo para simular a influência dos factores que afectam a poupança energética (Hoekstra, J. R Ob. cit., p. 24). A densidade visual calculada, em computador, para a taxa de área de copa inclui as falhas e presenças de folhas na copa. As áreas das copas foram obtidas através de imagens digitais isoladas, realçando as características mais notáveis, com utilização do método de Peper & McPherson 634. Os valores para as árvores não medidas, e para todas as árvores que estejam sem folhas, foram baseados em valores publicados que se encontram disponíveis 635,636. Os valores para as restantes árvores basearam-se em considerações taxonómicas (árvores do mesmo género assumiram o mesmo valor) ou observaram-se semelhanças nos campos para espécies conhecidas. Os períodos de foliação para as espécies caducas foram obtidos através Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., Ob. cit., p Idem, p Peper, P. J.; McPherson, E.G Ob. Cit Hammond, J.J.; Zanetto; Adams, C., Planning Solar Neigbourhoods. California Energy Commission, Sacramento (cit. McPherson E. G., 1984) McPherson E.G., Planting design for solar control. In: McPherson (Ed.), Energy-Conserving Site design. American Society of Landscape Architects, Washington:

12 da bibliografia 637 ou basearam-se na consulta a arboricultores locais e a gestores das árvores da cidade Redução do dióxido de carbono atmosférico Na Figura 7.3. apresenta-se um modelo que ilustra a forma como as variáveis e factores, quer geográficos quer de dimensão da árvore, influenciam a redução do dióxido de carbono atmosférico Metodologia para estimar o sequestro e libertação de CO 2 O sequestro, a taxa de biomassa de CO 2 armazenada à superfície da terra e debaixo da terra durante uma estação, é calculado através da utilização de espécies de árvores com equações de crescimento para DAP e altura descritos para calcular o volume da árvore. O peso fresco (kg/m 3 ) e taxas específicas de gravidade de Alden 641 foram aplicados para converter volume em biomassa 642. Figura 7.3. Modelo para simular a melhoria da qualidade do ar devida à redução de emissões (Hoekstra, J. R Ob. cit., p. 25) Hammond, J.J.; Zanetto; Adams, C., Planning Solar Neigbourhoods. California Energy Commission, Sacramento (cit. McPherson E. G., 1984) Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., Ob. cit., p Hoekstra, J. R Ob. Cit., p Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., 2003.Ob. cit Alden, H. A., Harwoods of North America. USDA Forest Service, FPL General Technical Report Nº 83. Madison, WI, 136 pp. (cit. Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q. 2003) Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., 2003.Ob. cit., p

13 O dióxido de carbono libertado através da decomposição da biomassa da madeira morta varia de acordo com as características da própria madeira, do destino da madeira (e.g., sem intervenção, cortar, queimar), e das condições locais do solo e do clima. Reciclar os desperdícios urbanos constitui presentemente uma prioridade, e assume-se que parte desse material é cortado e aplicado como mulch na paisagem e jardins. Os cálculos são conservadores, porque se considera que as árvores mortas são removidas e transformadas em mulch no próprio ano da sua morte e, desta forma, cerca de 80% do seu carbono armazenado é libertado para a atmosfera como CO 2 nesse mesmo ano. A decomposição total anual baseiase no número de árvores de cada espécie e de cada classe de idade que morrem e que decompõem a sua biomassa. A taxa de árvores que sobrevive é o principal factor que influencia a decomposição. A mortalidade de árvores baseia-se na média de peso anual da taxa de mortalidade para árvores públicas e privadas da cidade de São Francisco. Finalmente, o CO 2 libertado da manutenção das árvores foi estimado em cerca de 0,76 lb CO 2 /in DAP com base nas médias nacionais Metodologia para quantificar a redução das emissões de CO 2 Ao reduzirmos o consumo de energia dos edifícios estamos a diminuir as emissões de CO 2. As emissões foram calculadas como produto da energia utilizada nos factores de emissão de CO 2 correspondentes à energia eléctrica e ao aquecimento. Em são Francisco os principais combustíveis utilizados no aquecimento são o gás natural e a energia eléctrica. Em 2001, a energia consumida na cidade de São Francisco proveio em 70% da sua central eléctrica, 22% foi gerada pela Hunter s Point e 8% pela instalação de Portrero (Comissão de Utilidades Públicas de São Francisco, 2002). O tipo de energia consumida foi: 55% gás natural, 18% hidroeléctrica, 13% nuclear, 4% carvão, 4% geotérmica, e 6% alternativa. No Quadro 7.1. apresenta-se o peso dos factores de emissão para energia eléctrica (lb/mwh) e gás natural (lb/mbtu) pela mistura de combustível apropriada. O valor da redução das emissões de CO 2 é $0.008/lb, baseado na média, das estimativas alta e baixa, para o emergente mercado comercial de carbono nos EUA Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., 2003.Ob. cit., p

14 QUADRO 7.1. FACTORES DE EMISSÃO E CONSEQUENTES VALORES PARA CO 2 Fonte: Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., Ob. cit., p Melhorar a qualidade do ar A forma como as variáveis e factores, quer geográficos quer de crescimento da árvore, influenciam a melhoria da qualidade do ar apresenta-se ilustrada num modelo representado nas Figuras 7.4., 7.5. e Figura 7.4. Modelo para simular a influência dos factores que afectam a qualidade do ar (CO 2 libertado através das actividades de manutenção e da decomposição) (Hoekstra, J. R Ob. cit., p. 26) Hoekstra, J. R Ob. cit., p

15 Figura 7.5. Modelo para simular a melhoria da qualidade do ar por deposição dos poluentes (Hoekstra, J. R Ob. cit., p. 27). Figura 7.6. Modelo para simular a redução local dos compostos orgânicos voláteis biogénicos (Hoekstra, J. R Ob. cit., p. 28). 227

16 Metodologia para estimar a redução das emissões poluentes 647 O decréscimo de energia consumida em aquecimento e arrefecimento dos edifícios pode também conduzir à diminuição da emissão de poluentes do ar. Esta análise considera os compostos orgânicos voláteis biogénicos (COVBs), tais como isopreno e monoterpeno, e o de dióxido de azoto (NO 2 ), ambos precursores da formação de ozono (O 3 ), bem como das partículas de diâmetro < 10 micron (PM10). Alterações na média anual de emissões e dos seus valores foram calculadas da mesma forma que para o CO 2, contra a utilização da emissão de factores para a energia eléctrica e combustível de aquecimento (Quadro 7.1.). Metodologia para estimar a deposição e intercepção dos poluentes 648 As árvores também removem os poluentes da atmosfera. A deposição contínua de poluentes secos por árvore é expressa como um produto da velocidade de depósito V d = 1/ (R a + R b +R c ), uma concentração de poluentes C, uma cobertura de projecção de área CP, de acordo com determinado horário. O horário da velocidade de depósito para cada poluente foi calculado utilizando a estimativa de resistência R a, R b, R c, para cada hora do ano. Em São Francisco, os parâmetros nacionais padrão da qualidade do ar foram excedidos apenas para PM 10, não obstante se considerarem padrões muito rigorosos. Dados de 1999 foram seleccionados para representar a modelação do depósito baseada nas concentrações de ozono e de PM 10, sendo o limite do período a considerar os últimos 10 anos de dados disponíveis ( ), devido ao declínio verificado em todas as concentrações nos últimos vinte anos. O ano 1999 foi o seleccionado, porque os valores de ozono e de PM10 se registaram um pouco acima da média. Para as espécies caducas os depósitos foram determinados apenas quando as árvores apresentavam folhas. Metodologia para estimar a emissão de COVBs 649 Emissões de compostos orgânicos voláteis biogénicos (COVBs), associadas com o aumento da formação de ozono, foram estimadas para a cobertura de copa utilizando os métodos descritos por McPherson et al Nesta abordagem, as contínuas emissões de carbono, como isopropeno e monoterpeno, estão expressas como produtos de base de factores de emissão e de factores de biomassa foliar ajustados à luz solar e à temperatura. As emissões contínuas foram somadas de forma a obter-se os totais anuais. O custo destas emissões é estimado em $7,84/lb Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., 2003.Ob. cit Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., 2003.Ob. cit McPherson, E. G.; Scott, K. I.; Simpson, J. R., Estimating cost effectiveness of residential yard trees for improving air quality in Sacramento, California, using existing models. Atmospheric Environment 32 (2):

17 Reduzir o escoamento de águas pluviais e hidrologia A forma como as variáveis e factores, quer geográficos quer de dimensão da árvore, determinam o decréscimo do escoamento de águas pluviais encontra-se ilustrada no modelo apresentado na Figura Figura 7.7. Modelo para simular a unidade de recurso referente à intersecção da chuva (Hoekstra, J. R Ob. cit., p. 30). Metodologia para estimar a redução do escoamento de águas pluviais 652 Foi utilizado um modelo de simulação numérica para estimar a intercepção da chuva anual 653. O modelo de intercepção considera a água interceptada pela árvore, bem como a que cai através do tronco e que se espalha. A água interceptada é armazenada temporariamente na cobertura das copas, na superfície das folhas e na superfície da casca da árvore. Uma vez que a folha se encontre saturada a água cai em gotas, desde a superfície da folha, e espalha-se por entre a superfície do tronco em direcção ao solo, ou evapora-se. Os parâmetros das copas das árvores incluem a espécie, a superfície de área foliar, o coeficiente de ensombramento, o período de foliação e as dimensões da árvore. O dado relativo à altura da árvore é utilizado para estimar a velocidade do vento a diferentes alturas desde o solo e convertido em taxas de evaporação. O volume de água armazenada em cada copa de árvore é estimado através da área de projecção da copa debaixo da linha de gotejamento da árvore, indicadores de área foliar (LAI, a relação entre a superfície de área foliar com a área de projecção de copa), e a Hoekstra, J. R Ob. cit., p Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., Ob. cit Xiao Q.; McPherson, E.G.; Ustin, S.L.; Grismer, M.E.; Simpson, J.R., Winter and rainfall interception by two mature open-grown trees in Davis, California. Hydrol Process 14:

18 profundidade de água na superfície da copa da árvore. O coeficiente de ensombramento de determinadas espécies influencia a quantidade de água caída através da projecção. Para se calcular esta simulação basearam-se em fontes contínuas de base de dados disponíveis, metereológicos e de queda de água de 1999, fornecidos pelo California Irrigation Management Information System (CIMIS, Station ID: 149 in Oakland). Tal como muitas outras cidades da Califórnia, a cidade de São Francisco dispõe de um sistema de esgotos que recebe tanto os efluentes domésticos como as águas pluviais. Até ao início dos anos oitenta, qualquer chuvada causava escoamentos e inundava a linha de costa, afectando praias onde se era obrigado a proibir as actividades recreativas. Contudo, em 1997 foi elaborado um projecto para a cidade que contemplou um plano de aproveitamento das águas desperdiçadas um projecto que custou mais de 1,4 mil milhões de dólares. Assim, presentemente, armazena-se um volume enorme de águas de esgoto (mistura de águas pluviais com efluentes domésticos) num local situado na periferia da cidade. subsequentemente, a referida mistura é tratada em amplas estruturas subterrâneas (fossas), antes de ser conduzida para a baía ou para o oceano. Porque o sistema combinado de tratamentos inclui as águas pluviais e os efluentes domésticos, os custos estão associados ao tratamento e armazenamento de grandes volumes de efluentes. Os custos para as operações e gestão, inerentes ao sistema de controlo de poluição de água atingiram 155 milhões de dólares. Durante o ano médio, o sistema combinado tratou aproximadamente 33 mil milhões de galões de efluentes domésticos e águas pluviais, por um custo, controlado e testado, de 4,70 dólares por 1000 galões 654. Este valor foi utilizado para estimar o valor da água interceptada pelas árvores de arruamento em São Francisco. O custo do tratamento da qualidade da água é multiplicado pelos galões de chuva que é interceptada cada ano para estimar os benefícios na hidrologia urbana Kench, A., Personal communication on May 1, Public Utilities Commission, City and County of San Francisco, CA. (cit. Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., Ob. cit.). 230

19 Benefícios aumento do valor de propriedade imobiliária Na Figura apresenta-se a forma como as variáveis e factores, quer geográficos quer de dimensão da árvore, influenciam os benefícios estéticos. Figura 7.8. Modelo para simular a influenciam dos factores que afectam os valores estéticos (Hoekstra, J. R Ob. cit., p. 31). Metodologia para estimar o valor de propriedade imobiliária 656 Muitos dos benefícios atribuídos às árvores urbanas são difíceis de quantificar e traduzir em termos económicos. A beleza, privacidade, sombra que propicia conforto humano, habitat da vida selvagem, o sentido do lugar e do bem-estar, são todos produtos difíceis de quantificar e de se lhes atribuir um preço. Contudo, o valor de alguns desses benefícios pode ser estimado através do valor da propriedade urbana no local onde essas árvores se encontram. Para estimar o valor desses outros benefícios, foram utilizados resultados de investigação que comparavam as variações entre preços de casas cujas diferenças estavam associadas às árvores. As variações nos preços de venda reflectem o desejo dos compradores pagarem pelos benefícios e custos associados às árvores. Este estudo tem a virtude de revelar o que é que os compradores valorizam quer por benefícios quer por custos das árvores nos preços das Hoekstra, J. R Ob. cit., p Maco, S. E.; McPherson G.; Simpson, J.; Peper, P.; Xiao, Q., Ob. cit. 231

20 casas. Enumeram-se em seguida algumas dificuldades para utilizar o referido estudo na cidade de São Francisco: 1. determinação do valor individual das árvores de arruamento adjacentes às propriedades privadas; 2. necessidade de extrapolar os resultados de estudos realizados em anos anteriores no Este e Sul da Califórnia; 3. necessidade de extrapolar resultados de árvores frondosas à frente das propriedades residenciais para árvores de arruamento existentes em várias localizações (e.g., comercial vs residencial). Assumindo que 0,88% 657, 658, 659 é o valor considerado para o aumento da propriedade em São Francisco, cada árvore grande pode ter o valor base de 4,805 dólares baseado na média dos preços de revenda de casas uni-familiares em São Francisco (546,000 dólares). Contudo, nem todas as árvores em frente a uma casa valorizam efectivamente a propriedade. Por exemplo, árvores próximas de casas multi-familiares não elevam o valor da propriedade com a mesma taxa que quando situadas em frente das casas uni-familiares. Contudo, para toda a cidade foi aplicado um factor de redução (0,76) como taxa temporária do valor das árvores, baseado na hipótese de que as árvores próximas dos diferentes usos foram quantificadas da seguinte forma 660 : casa residencial individual, 100% do valor total de 4805 dólares; casa multi-residencial, 70% do valor total de 4805 dólares; institucional/ industrial, 40% do valor total de 4805 dólares; desabitada, 25% do valor total de 4805 dólares; parque, 40% do valor total de 4805 dólares; e comercial, 66% do valor total de 4805 dólares Estimativa da importância dos benefícios para uma cidade Definindo as unidades de recurso (valores absolutos para os benefícios das árvores urbanas de São Francisco) como sendo: poupança de energia eléctrica (kwh/árvore) e de gás natural (kbtu/árvore); redução de CO 2 atmosférico (lbs/árvore); melhoria de qualidade do ar (NO 2, PM10, e VOCs [lbs/árvore]); redução da quantidade de escoamento da água pluvial (intercepção de precipitação [ft 3 / árvore]); Anderson & Cordell (1988) apresentaram que um estudo, realizado em Atenas, no qual se conclui que uma frondosa árvore de entrada está associada a um incremento de 0,88% do valor imobiliário de uma casa Anderson, L. M.; Cordell, H. K., Influence of Trees on Residential Property Values in Athens, Georgia (U.S.A.): a survey based on Actual Sales Prices. Landscape and Urban Planning 15 (1988): Anderson, L.M.; Cordell, H.K., Residential property values improve by landscaping with trees. Southern Journal of Applied Forestry 9: McPherson, E. G., Sacramento s parking lot shading ordinance: environmental and economics costs of compliance. Landscape and Urban Planning 57:

21 e aumento do valor da propriedade (ΔLSA [ft 2 /árvore]). Foram estabelecidos os valores de acordo com os métodos descritos anteriormente. A estimativa da importância dos benefícios (unidades de recurso) produzidos por todas as árvores de arruamento de São Francisco requereu quatro procedimentos: 1. agrupar as árvores de arruamento por categorias, por espécies e valores de DAP, baseados nos resultados do inventário de amostragem; 2. estabelecer a correspondência entre as espécies com as 22 espécies modeladas; 3. agrupar as restantes outras espécies por tipo; 4. aplicar o recurso unitário para cada árvore em cada zona da cidade INFORMAÇÃO PARA ESTUDAR UMA CIDADE No âmbito do programa STRATUM importa: 1. caracterizar a cidade; 2. calcular os custos; 3. estimar o valor dos benefícios; 4. codificar as espécies arbóreas; 5. decidir o tipo de inventário (completo ou por amostragem) e, subsequentemente, elaborá-lo de acordo com o protocolo definido pelo programa STRATUM para as árvores da cidade (vide Capítulo 9). 1. Caracterizar a cidade É necessário fornecer a seguinte informação sobre a cidade em estudo 661 : nome da cidade; orçamento anual do município; número de habitantes; área total da cidade (m2); largura média das ruas da cidade (m); largura média dos passeios da cidade (m); comprimento total das ruas da cidade (m). 2. Calcular os custos É necessário fornecer as despesas anuais atinentes a cada item abaixo discriminado 662 : plantação; poda; CUFR, Ob. cit., p Idem ibidem. 233

22 remoção de árvore e/ou cepo; controlo fitossanitário; manutenção da instalação de rega; reparação de infra-estruturas; limpeza e recolha dos resíduos provenientes das árvores; valor anual relativo a despesas relacionadas com indemnizações e processos contenciosos derivados de reclamações sobre árvores; administração e gestão; inspecção/ requisição de serviços. 3. Estimar o valor dos benefícios Para todas as regiões estudadas pelo programa STRATUM os valores dos benefícios são estimados por defeito. Nestas circunstâncias, ao seleccionar a região, onde se insere a cidade em estudo, os referidos valores são apresentados por defeito. No entanto, este campo do programa permite ao utilizador aferir os valores locais e introduzi-los no citado programa. 4. Codificar as espécies arbóreas Para cada zona climática o programa STRATUM apresenta uma extensa lista de espécies, onde se apresenta definido o código e o tipo de árvore de cada espécie. A atribuição da categoria do tipo de árvore resulta da conjugação de informação sobre se a árvore é folhosa (de folha persistente ou caduca), conífera ou palmeira com os dados respeitantes ao respectivo tamanho (grande quando superior a 15 m, média com altura entre 8 e 15 m, pequena quando inferior a 8m). Quando as espécies são inventariadas o seu registo deve ser elaborado em conformidade com os códigos já estabelecidos para o referido programa. Quando se atribui a cada espécie o código previamente estabelecido a espécie fica automaticamente identificada quanto ao tipo de árvore. Por vezes, ao importar o ficheiro para o aludido programa algumas espécies não são reconhecidas, pois não constam da lista pré-estabelecida, e aparece então o aviso Unmatched. Neste caso, existem duas hipóteses para superar esta situação: 1ª) verificar no ficheiro inicial (antes de introduzir no STRATUM) se os códigos estão em sintonia com a lista apresentada e, caso não estejam, substituir a espécie (código) por aquela que seja mais semelhante e que conste da lista; 2ª) inserir o ficheiro e, sempre que aparecer a mensagem Unmatched, seleccionar a espécie que apresenta esta mensagem, introduzir o nome científico, o nome vulgar e o código (ter atenção para não ser repetido), depois fazer a correspondência com uma espécie semelhante através do Species vallue assignement. Ao estabelecer-se a correspondência entre duas espécies através do Species vallue assignement devemos ter em atenção relativamente à 234

23 árvore o seguinte: tamanho, tipo (regime de folha e dimensão), forma, família, género. Se por algum motivo tivermos dificuldade em fazer a selecção pode-se sempre optar por escolher apenas através do tipo de árvore. 5. Definir o tipo de inventário Antes de se começar a fazer o levantamento de campo, é preciso definir se o inventário da cidade será completo ou elaborado por amostragem e ainda decidir se irá englobar todas as árvores públicas e/ou privadas. Caso se opte pela amostragem, aconselha-se que a mesma seja feita de acordo com o método proposto por Jaenson et al. 663 Depois é necessário definir, dentro de todos os campos que o STRATUM oferece, quais aqueles que vão ser inventariados e quais os que devem ser adaptados. A selecção dos campos a inventariar deve ser feita de acordo com a informação que se pretende nos relatórios finais APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS O programa STRATUM analisa a estrutura das árvores de arruamento e a correspondente relação custo benefício. No menu Report estão disponíveis três tipos de relatório: i) sobre análise custo benefício; ii) sobre a análise da estrutura dos recursos arbóreos; e iii) relativo ao custo de substituição das árvores. i) Relatórios da análise custo benefício 664 Os relatórios elaborados através do STRATUM pretendem dar uma ideia aproximada do valor de alguns dos benefícios e custos das árvores de arruamento. Obviamente que existe uma série de condicionantes que não permitem que os valores obtidos sejam exactos. As dificuldades muitas vezes apontadas são, por exemplo, a quantificação do impacto na saúde mental, no crime e na violência. Outro tipo de dificuldade que surge muitas vezes decorre do facto de não se conhecerem em pormenor os processos fisiológicos das árvores e as suas interacções, o que leva à obtenção de dados imprecisos, tais como o destino dos poluentes retirados pelas árvores e, depois, eventualmente lavados pela água da chuva. As taxas de crescimento e de mortalidade das árvores são amplamente variáveis e, por conseguinte, os seus benefícios e custos dependem muito das condições específicas do local (e.g., espécie arbórea, condições de crescimento, práticas de manutenção). De qualquer forma o STRATUM, apesar de fornecer informação escassa sobre as condições gerais onde se encontram as árvores, disponibiliza uma útil estimativa da relação custo benefício, o que acaba por constituir Jaenson, R.; Bassuk, N.; Schwager, S.; Headley, D., A statistical method for the accurate and rapid sampling of urban street tree populations. Journal of Arboriculture 18(4): CUFR, Ob. cit., p

24 uma ferramenta importante nas tomadas de decisão 665. Os métodos que descrevem a forma de quantificar o valor dos benefícios encontram-se descritos nos referidos Guias arbóreos (disponíveis no site http//cufr.ucdavis.edu) 666. Existem três tipos de análise da relação custo-benefício 667 : 1) Benefícios anuais 668 : energia: a quantidade de energia poupada devido ao decréscimo da utilização de combustível no Inverno (expressa em MBtu/ árvore/ ano) e a quantidade de redução de energia eléctrica utilizada no condicionamento ambiental durante o Verão (expressa em kwh/ árvore/ ano); escoamento de águas pluviais: quantifica a redução de escoamento de águas pluviais devida ao facto destas terem sido interceptadas pela presença arbórea (expressa em centenas de pés cúbicos/ árvore/ ano); qualidade do ar: a soma da quantidade de poluentes atmosféricos (NO 2, SO 2, PM10) depositados na superfície das árvores e a diminuição das emissões provenientes das centrais térmicas (NO 2, PM10, COVs biogénicos, SO 2 ) devida ao menor consumo de energia eléctrica (expressa em libras/árvore/ano). O modelo também considera o potencial efeito negativo das árvores na qualidade do ar devido às suas emissões de COVs biogénicos; dióxido de carbono: o decréscimo da quantidade de CO 2 atmosférico devido quer ao sequestro feito pelas árvores, quer à diminuição da emissão de CO 2 pelas centrais eléctricas derivada da menor utilização de energia; estético/ outro: a quantificação dos benefícios estéticos tangíveis e intangíveis proporcionados pelas árvores é difícil de contabilizar e de se lhe atribuir um valor monetário; de qualquer forma, o STRATUM contempla a valorização dos prédios urbanos resultante da presença de árvores (expressa em $ por árvore); resumo: considera o total dos benefícios decorrentes da poupança de energia, do escoamento da água pluvial, da qualidade do ar, e dos efeitos estéticos (expresso em $ por árvore ou total em $); resumo por DAP: a média do valor dos benefícios anuais por classe de DAP ou por cada categoria (expressa em $ por árvore ou total em $). 2) Custos de gestão e manutenção 669 : o total (valor líquido) dos custos associados à gestão e manutenção do arvoredo de arruamento; 3) Benefícios anuais líquidos 670 : resumo do balanço dos benefícios e custos inerentes ao arvoredo existente na área em estudo Maco, S.E.; McPherson, e.g A practical approach to assessing structure, function, and value of street tree population in small communities, Journal of Arboriculture 29 (2): 84 97, p CUFR, Ob. Cit., p