Seleção de árvores resistentes a vento

Transcrição

1 IV WORKSHOP EM MELHORAMENTO FLORESTAL Seleção de árvores resistentes a vento Antonio Marcos Rosado OUTUBRO DE 2008

2 Importância

3 Áreas afetadas

4 Áreas afetadas

5 Áreas afetadas

6 Áreas afetadas

7 Áreas afetadas

8 Áreas afetadas

9 Áreas afetadas

10 Áreas afetadas

11 Áreas afetadas

12 Áreas afetadas

13 Áreas afetadas

14 Áreas afetadas

15 Padrões de danos encurvada tombada quebrada arrancada

16 Gráfico 1 - Histórico de Danos por Vento em Áreas da CENIBRA /97 97/98 98/99 99/00 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 07/08 Registro de danos Reg.Alta Reg.Baixa Período (ha)

17 Estudo dos ventos na CENIBRA Preciptação Total (mm) Gráfico 2 - Preciptação e Velocidade do Vento na CENIBRA 3, Julho/02 a Junho/03 2,8 2, Julho/03 a Junho/04 Julho/04 a Junho/05 2,8 Período 1144 Julho/05 a Junho/06 2, Julho/06 a Junho/07 3,1 PRECIPTAÇÃO (mm) 957 Julho/07 a Abril/08 3,20 3,10 3,00 2,90 2,80 2,70 2,60 2,50 2,40 Veloc. Vento Média (m/s) VENTO (m/s)

18 Quebra das árvores - fatores que afetam Condições ambientais: temperatura, UR, Precipitação; vento; Condições da árvore: Morfoloca, Características da madeira, ritmo de crescimento, etc Comportamento da madeira à aplicação de forças externas Força (1) Força (2) Propriedades da madeira Força (1) Velocidade do vento Superfície de contato (Vento/planta) Força (2) Peso copa Peso de água de chuva retida na copa Propriedades Características intrínsecas da madeira

19 Os Ventos

20 Danos provocados por ventos em florestas plantadas Identificação de alternativas para mitigação dos efeitos WM7 Meteorologia Ester Regina Ito Fernanda S. Ide Lab. de Clima e Biosfera Demerval S. Moreira Prof. Dr. Humberto R. Rocha

21 Descrição do local Altitude (m) VALE DO RIO DOCE

22 Importância da Topografia FÁBRICA CENIBRA

23 Circulação vale montanha

24 Canalização dos ventos VENTO MÉDIO TOTAL Coqueiro latitude(graus) Sta.B. Man Gaspar L.Grande Guan Man N.Era Man Cocais Alfié Cataq. Fab Viveiro Fab Man Escala de vento m/s longitude(graus)

25 Tempestades MEDIA DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS ( ) Menor incidência no vale do que nas áreas elevadas (Marliéria) Nov a Fev (Verão) Indicativo que danos na Baixada sejam decorrentes de tempestades em outras áreas micro ou macroexplosão

26 Estudo dos ventos Tempestades Causadas por micro-explosões de ventos Danos causados pelas tempestades ocorrem no período do verão árvores afetadas possuem aproximadamente 24 meses árvores em áreas de baixada são mais suscetíveis

27 Micro e Macro-explosão Forte corrente descendente de uma tempestade que se choca no solo Rajadas podem se estender por vários quilômetros Microexplosão: < 4 km Macroexplosão: > 4 km

28 Estudo dos ventos Efeito da corrente de ar descendente de uma tempestade sobre a superfície.

29 Estrutura esquemática de uma microexplosão simétrica e assimétrica

30 Mapa de risco

31 Ações recomendadas Áreas de maior risco A serem plantadas: clones mais resistentes, áreas protegidas, solo mais profundo e melhor drenagem, evitar grandes clareiras, intervalo para fertilização Já plantadas: mudança na geometria de exposição, escalamento de cortes, podas na copa Evitar deixar faixas estreitas de árvores entre clareiras ficam mais expostas (> 500m) Monitoramento dos Níveis de Susceptibilidade (NS)

32 Ações recomendadas Melhoria na rede de monitoramento e banco de dados meteorológicos Ampliação do check list de ocorrências de danos (data, direção do tombamento, altura e diâmetro da árvore, profundidade da raiz) Cruzamento de eventos com características meteorológicas da ocorrência Banco de dados e mapas SIG de danos e topografia de alta resolução Estudo da resistência de clones x vento crítico (Tunel de vento)

33 A ação do vento sobre as árvores Fatores que influenciam nos danos Características da árvore Características do plantio Características do solo Características topográficas Condições meteorológicas

34 A madeira

35 Influência das propriedades da madeira na suscetibilidade das árvores a quebra pela ação do vento Variações nas propriedades da madeira de clones de Eucalyptus cultivados em diferentes topografias e sujeitos a tempestades Vanete Maria de Melo Orientador: Prof. Dr. José Tarcísio Lima

36 Material genético 10 clones 4 árvores/clone/local Idade: 24 meses Baixada e Encosta Região Vale do Rio Doce - MG Empresa CENIBRA

37 Tolerância dos clones à ação das tempestades Níveis de tolerância dos clones à ação de tempestades. Clone Topografia Baixada Encosta Baixada Encosta Baixada Encosta Baixada Encosta Nível de tolerância

38 Resumo Morfologia das fibras Ângulo microfibrilar Densidade da madeira Propriedades mecânicas Tensão de crescimento Mecânica das árvores Comportamento frente a tempestades

39 Morfologia das fibras

40 Morfologia das fibras Comprimento das fibras Largura das fibras Diâmetro do lúmen Espessura da parede Fibras da madeira de Eucalyptus no plano tangencial

41 Morfologia das fibras 2.1 Dimensões das fibras Comprimento das fibras relacionado com a resistência mecânica Maior diâmetro do lúmen e maior largura das fibras menor resistência mecânica Fibras mais espessas presentes em madeiras mais resistentes

42 Morfologia das fibras Tolerância (T) 95 T = -85,222CF + 159,02; R 2 = 7,2% ,95 1 1,05 1,1 1,15 Comprimento das fibras (mm) Tolerância (T) T = -7,0877LF+ 190,39; R 2 =75,4% 75,5% Largura das fibras Tolerância (T) T = -6,6147DL + 130,2; R 2 = 60,0% Diâmetro do lúmen das fibras Tolerância (T) T = -25,462EP + 169,98; R 2 =19,5% 3 3,5 4 4,5 5 Espessura da parede das fibras Análise de regressão do nível de tolerância (T) a danos causados por tempestades em função das dimensões das fibras.

43 Ângulo microfibrilar da madeira

44 Ângulo das microfibrilas É o ângulo que as microfibrilas fazem com o eixo das fibras Orientação (Boyd, 1980) Coníferas: 10 a 30 Folhosas: 5 a 20 Microfibrila α Eixo da fibra Micrótomo Microscópio de luz polarizada Mesa giratória MLP Fibras de Eucalyptus em MLP no plano tangencial

45 Ângulo microfibrilar x propriedades da madeira Mecânicas: > ângulo < resistência à tração e rigidez Contração longitudinal: > ângulo > contração Menores ângulos em lenho de tração (Yamamoto et al., 1997)

46 Ângulo das microfibrilas Tolerância (T) T = 0,304AMF + 61,873; R 2 = 0,07% Ângulo das microfibrilas Análise de regressão do nível de tolerância (T) a danos causados por tempestades em função do ângulo das microfibrilas.

47 Densidade da madeira

48 Densidade básica É a massa de madeira seca em relação ao volume verde da madeira Propriedade que fornece muitas informações sobre a madeira densidade resistência mecânica Árvores mais resistentes aos danos

49 Densidade básica Tolerância (T) T = 20,363DB + 60,757; R 2 = 0,23% 45 0,400 0,420 0,440 0,460 0,480 0,500 Densidade básica (g/cm 3 ) Análise de regressão do nível de tolerância (T) a danos causados por tempestades em função da densidade básica.

50 Propriedades mecânicas da madeira

51 Propriedades mecânicas Tolerância (T) T = 1,6224RC - 14,005; R 2 = 53,2% Tolerância (T) T = 0,0076MOEc + 11,387; R 2 = 44,8% Tolerância (T) Resistência à compressão (MPa) 95 T = 0,8237MOR - 8,8067; R 2 = 44,1% Módulo de ruptura (MPa) Tolerância (T) Módulo de elasticidade à compressão (MPa) 95 T = 0,0143MOEf - 17,89; R 2 = 53,7% Módulo de elasticidade à flexão (MPa) Testes de flexão estática Análise de regressão do nível de tolerância (T) a danos causados por tempestades em função das propriedades mecânicas Testes de compressão

52 Tensões de crescimento

53 Tensões de crescimento Medição das deformações residuais (DRL) Método não-destrutivo DAP Tensões de Crescimento TC = DRL * MOEf/45000 Método de medição da DRL Método de medição do MOEf

54 Tensões de crescimento Resultado da ação de forças internas que atuam sobre os tecidos das árvores de forma a mantê-las íntegras e eretas (Lima et al., 2003) Importância Crescimento e desenvolvimento normais da árvore Regulação da posição espacial da copa Estabilidade física da árvore, prevenindo a ocorrência de falhas mecânicas e quebra pelo vento

55 Lenho de reação Lenho diferenciado Efeito de esforços externos, como ventos predominantes, inclinação do terreno Copas desuniformes Resposta à ação da gravidade sobre hormônios de crescimento Lenho de compressão: coníferas Lenho de tração: folhosas

56 Características do lenho de tração Desenvolve no lado superior de caules inclinados Alto conteúdo de celulose Baixo conteúdo de lignina Fibras gelatinosas Crescimento excêntrico Baixa resistência à compressão paralela às fibras Lenho de tração em Eucalyptus Coloração mais escura (Higuchi, 1997) Pequenos ângulos microfibrilares E. camaldulensis (Baba et al., 1996)

57 Tensão de crescimento 95 T = 0,6307TC - 15,479; r 2 = 72,1 % Tolerância (T) Tensão de crescimento (kgf/cm 2 ) Análise de regressão do nível de tolerância (T) a danos causados por tempestades em função das tensões de crescimento.

58 Tolerância A tolerância das árvores às tempestades pode ser explicada em função dos valores de diâmetro dos lumens, largura das fibras, propriedades mecânicas e tensão de crescimento. As melhores estimativas foram obtidas com a largura das fibras (r 2 = 75,4%) e com a tensão de crescimento (r 2 = 72,1%)

59 Estudo dos ventos na CENIBRA Porque quebra mais nas regiões baixas? 5,00 Média de Velocidade_Média_do_Vento 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0, Alta Baixa

60 Estudo dos ventos na CENIBRA Porque???? 9 Média de Velocidade_Máxima_do_Vento Alta Baixa

61 Estudo dos ventos na CENIBRA Ahaaaa! Diferença (%) Diferença entre Veloc. Máxima e Veloc. Média Alta Baixa

62 Estudo dos ventos na CENIBRA Ahaaaa!

63 Teste de resistência

64 Teste de resistência a vento

65 Evolução nas puxadas 2 Na alavanca 1 No braço 3 No acelerador 4 No botão

66 Teste de resistência a vento

67 Teste de resistência a vento dinamômetro catraca carritil carritil

68 Teste de resistência a vento Ficha de avaliação da resistência a vento Clone: Regional: Projeto: Talhão: Condição Topográfica: Data de plantio: Data de avaliação: Lançamento da parcela Árvore 1 Árvore 2 Árvore 3 Árvore 4 Árvore 5 1 linha 2 linha 3 linha 4 linha 5 linha 6 linha Soma dos CAP's Total dos CAP's Características Árvore 1 Árvore 2 Árvore 3 Árvore 4 Direção de queda Hora da avaliação Condição do tempo Temperatura Comp. Topo-quebra Altura total Altura do amarrio Comp. Amarrio-quebra Altura da quebra DAP ou CAP Força p/ tombar Força p/ tocar o solo Força p/ quebrar Força p/ arrancar

69 Referência para o teste Níveis de tolerância dos clones à ação de tempestades. clone Condição de encosta 2 anos

70 Resultado do teste CLONE Altura total da árvore CAP Força p/ Tombar Força p/ PD

71 Resumo da ANOVA Altura total da árvore CAP Força p/ Tombar Força p/ PD Média geral CV (%) Probabilidade *** *** *** *** Onde: *** - significância a 1% de probabilidade.

72 Teste de média (Scott e Knott) Tombamento Perda de dominância clone media Scot Knott clone media Scot Knott a a b b b c c d c e d e d f e f f g g h

73 Análise de Regressão Tolerância (T) y = x R 2 = Força para tombar Tolerância (T) y = 0.976x R 2 = Força para perda de dominância

74 Níveis de tolerância dos clones à ação de tempestades. CLONE FORÇA % DE DANO ( potencial) % DANO = - 0,6112 ( FORÇA) + 64,811

75 RECOMENDAÇÃO DE MATERIAL GENÉTICO Teste de Resistência a Vento aos 3 anos (Reg. Alta) 1245 C3682 C3805 C C C C3706 C C C Força Referência (Clone 57) Clone Força para Perda de Dominância (kgf)

76 RECOMENDAÇÃO DE MATERIAL GENÉTICO Continuação Teste de Resistência a Vento aos 3 anos (Reg. Alta) C C C C7074 C C Força para Perda de Dominância (kgf) C4143 C3888 Força Referência (Clone 57) Clone

77 Para não dizer que só traz desgraça...

78 ...

79 Eeeee!!!...

80 Obrigado