Curva de vulnerabilidade à queda de Syzygium cumini por meio
da tomografia de impulso
Potenza, R.F.¹; Mendes, F.H.²; Polizel, J.L. 3
; Silva Filho, D.F. 4
1
Mestranda em Recursos Florestais, Esalq/USP, re_potenza@hotmail.com.br;
2
Mestrando em Recursos Florestais, Esalq/USP, friquemendes@usp.br;
3
Técnico de Laboratório do Departamento de Ciências Florestais, Esalq/USP, jlpolize@usp.br
4
Prof. Dr. do Departamento de Ciências Florestais, Esalq/USP, dfilho@usp.br
Resumo
Este trabalho objetivou realizar uma curva de vulnerabilidade à queda de Syzygium
cumini (jambolão) por meio da tomografia de impulso. Foram executadas tomografias
em sete árvores de jambolão no município de Piracicaba (SP). Em seguida, no
software Arbotom, geraram-se mapas temáticos com as respectivas velocidades
obtidas. Fez-se a correlação entre as variáveis velocidade média de propagação e DAP, não sendo esta significativa. O pareamento de dados entre a velocidade emitida e recebida pelo sensor é mais significativa para altos valores. Tendo-se por base a velocidade de propagação do som no ar (340 m/s), elaborou-se uma equação de vulnerabilidade para a espécie. A regressão exponencial mostrou alto coeficiente de determinação, podendo-se concluir que a sanidade do jambolão pode estar comprometida se a porcentagem de velocidades emitidas (igual ou inferior a 340 m/s) for maior que 50% do total analisado para cada indivíduo.
Palavras-chave: tomografia de impulso, curva de vulnerabilidade, sanidade
Abstract
This study aimed to find a falling vulnerability curve in Syzygium cumini, through technology available on impulse tomography. We did tomographies on seven trees in Piracicaba (SP). Then, through Arbotom software, thematic maps were generated with respective speed obtained, which were exported to a text file for later analysis. There wasn’t a correlation between the variables average propagation speed and DAP. Paired data between issued and received speed by the sensor showed to be more significant for higher speed values. Based on the propagation speed of sound in air (340 m/s), we elaborated a vulnerability equation for the specie. The exponential regression showed high determination coefficient (R² = 0,7613), and we concluded that
the sanity may be damaged if the percentage of emitted speeds (equal or lower than 340 m/s) will be higher than 50% of the total analyzed for each individual.
Keywords: impulse tomography, vulnerability curve, sanity in Syzygium cumini.
Introdução
É importante que as árvores possuam suficiente nível de segurança e sejam mecanicamente seguras para persistirem e sobreviverem em todos os ambientes em que estão presentes. Problemas no tronco, como podridão, ataque de fungos e cupins, entre outros, possibilitam a ocorrência de acidentes e atribuem sérios riscos de queda em árvores adultas (MATTHECK; BRELOER, 1997).
Em 1994, Mattheck e Breoler desenvolveram um método que representou um grande avanço na detecção de defeitos na madeira, denominado Visual Tree Assessment (VTA). Este método utiliza três ferramentas para análise interna do tronco: som de pancadas de martelo na árvore, penetrômetro e medidor de fraturas.
O uso da avaliação visual externa é proposta por diversos autores para a identificação de problemas biomecânicos e fitossanitários e posterior avaliação correta do risco de queda de indivíduos arbóreos. Porém, em diversos casos, há falta de informação sobre o estado da árvore que auxiliem na tomada de decisão e posterior manejo adequado (MATTHECK; BRELOER, 1997; ALBERS et al., 2003; BRAZOLIN, 2009).
Latorraca et al. (2011) ressaltam a possibilidade da avaliação da integridade do tronco através da técnica não destrutiva, ao permitir avaliação dos defeitos internos existentes nos troncos, representando, assim, vantagem em relação às técnicas convencionais.
Entre os métodos não destrutivos, atualmente, destaca-se a tomografia de impulso (PEREIRA et al., 2007), a qual se fundamenta na cronometragem de ondas mecânicas, medindo o tempo de transmissão das ondas entre os sensores e reconstruindo as seções das árvores.
O equipamento tomógrafo de impulso é composto por sensores que são fixados em seções transversais no local a ser analisado. Estes sensores recebem pancadas de martelo que produzem ondas mecânicas, onde os tempos de percurso entre os sensores são medidos e as velocidades são calculadas por um software, para posterior obtenção da imagem tomográfica (RINNTECH, 2005).
Este método é capaz de analisar a sanidade do lenho de árvores vivas, sem que haja destruição do mesmo. O estado de sanidade do lenho interfere na velocidade
da onda, sendo que podridão, cavidades e fraturas reduzem o tempo de transmissão das ondas (RINNTECH, 2005).
Quanto à espécie estudada, Syzygium cumini, é representante da família Myrtaceae. Popularmente é conhecida como jambolão, jamelão ou jalão, originária do Sri Lanka, podendo ser encontrada em todo o globo, com uma altura de até 20 metros, sendo perenifólia e com tronco de casca rugosa. Suas folhas são simples, aromáticas e verde-brilhantes. Possui frutos roxos, lisos, com polpa suculenta e comestível, porém de sabor adstringente (LORENZI, 2003).
O jambolão é amplamente utilizado para fins medicinais. Diferentes partes da planta possuem efeitos benéficos como potencial antimicrobiano, diurético, anti-hipertensivo e redução de glicemia (KAPPOR, 1990; PANIZZA, 1998; GROVER et al., 2002). Os frutos do jambolão possuem boa aparência e sabor agradável quando maduros, apresentando grande potencial para serem consumidos in natura (VIZZOTO; PEREIRA, 2008). Além de ser consumido pela população, o Syzygium cumini apresenta grande atratividade e serve de alimento para a fauna local, principalmente às aves (TOSCAN et al., 2010). A espécie atrai sabiás, sanhaços, bem-te-vis, entre outros (FRISCH, 2005).
Objetivo
O objetivo desse estudo foi encontrar uma curva de vulnerabilidade para a espécie Syzygium cumini, por meio das velocidades de ondas tomográficas, a fim de verificar a sanidade destes indivíduos, baseado na velocidade de propagação do som no ar.
Materiais e Métodos
O estudo foi desenvolvido em Piracicaba (SP), como pode ser visto na figura 1. A cidade encontra-se a 546 m acima do nível do mar, com coordenadas geográficas 22°42’30” S e 47°38’00” W. O clima, de acordo com a classificação de Köppen, é do tipo Cwa, com verão úmido e estiagem no inverno. Segundo dados do Cepagri / Unicamp, a precipitação média anual é de 1328 mm, com temperaturas anuais mínima média de 14,8°C e máxima média de 28,2°C. Dados da Folha de Piracicaba mostram que a vegetação predominante no município é a floresta estacional semidecidual, que está localizada no domínio da Depressão Periférica Paulista (OLIVEIRA; PRADO, 1989).
Figura 1. localização da área de estudo. Fonte: adaptado do Google Earth.
Para a condução da pesquisa, os materiais necessários foram: um mapa do local das espécies, equipamento tomógrafo de impulso e o respectivo software Arbotom®, computador de campo, fita métrica para mensuração do DAP e distâncias entre os sensores e bússola para que o sensor 1 marcasse o norte magnético.
O equipamento tomógrafo de impulso consiste em sensores fixados a pinos que circundam o tronco da árvore num eixo paralelo ao solo e, por meio da velocidade de propagação da onda tomográfica entre os sensores, é possível verificar a resistência mecânica do material presente no interior da árvore: se há madeira de reação ou compressão e presença de ocos. A densidade básica para a Syzygium
cumini é igual a 0,70 g/cm³ (FAO, 1997).
Foram realizadas 7 tomografias em árvores da espécie jambolão. Em todos os casos foram utilizados 10 sensores, de modo a padronizar a metodologia aplicada, obtendo, assim, 90 valores de velocidade para cada árvore.
Em sequência, compararam-se as velocidades médias das tomografias e correlacionou-se com o DAP, a fim de verificar se há influência das velocidades em árvores adultas e, em seguida, fez-se a quantificação de valores abaixo de 340 m/s na seção analisada, que corresponde à velocidade média de propagação do som no ar, representado pelo vazio (oco), para, então, elaborar uma curva de vulnerabilidade para a espécie.
Resultados e Discussão
O tomógrafo de impulso foi utilizado nos 7 indivíduos de Syzygium cumini e assim, analisada a seção transversal do tronco. Foram posicionados 10 sensores, na qual foi possível obter 90 valores de velocidade para cada árvore, conforme figura 2.
Figura 2. Metodologia aplicada na seção em estudo.
A partir do software embarcado Arbotom, obteve-se mapas temáticos das seções analisadas. O sensor 1 corresponde ao norte magnético local, aferido por meio de uma bússola. Segundo Magnetic Field Calculators, desenvolvido pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), a declinação magnética para Piracicaba (SP) é de 20,6°W, para ajustar ao norte geográfico, se desejável. A figura 3 ressalta as imagens tomográficas, padronizadas para uma escala de 340 a 1500 m/s, em ordem crescente de velocidade média. A média entre as 7 analisadas foi de 810,9 m/s, enquanto que o desvio padrão, 284,2 m/s.
Figura 3. Comparativo de tomografias, em ordem crescente de valores de velocidade
média, de (A) a (G).
Com intuito de verificar a relação entre a velocidade média (m/s) dos exemplares e o respectivo DAP (cm), os dados foram dispostos em gráfico de dispersão e elaborado o coeficiente de determinação (R²).
Figura 4. Correlação entre as variáveis velocidade média e DAP.
Para a espécie analisada, o valor de R² foi considerado baixo, não apresentando correlação entre as variáveis, diferentemente do encontrado por Brazolin (2009), onde houve correlação entre o DAP e a deterioração interna do lenho para a espécie Tipuana tipu, na qual os indivíduos com DAP maior que 0,60 m podem apresentar biodeterioração do seu lenho.
A figura 5, em sequência, mostra a correlação dos dados emitidos e recebidos por um sensor escolhido aleatoriamente (no caso, sensor 1) de 3 indivíduos com diferentes velocidades de propagação da onda mecânica, com baixa, média e alta
velocidade, respectivamente. Inferiu-se que os dados encontraram-se mais pareados quando há altos valores de velocidade da onda, conforme nota-se por meio dos respectivos coeficientes de determinação (R²).
Figura 5. Comparação do pareamento dos dados de velocidade emitida e recebida pelo
sensor 1, em três diferentes casos de tomografias: baixo, médio e alto valor de velocidade, conforme mapas temáticos da figura 3.
Baseado na velocidade de propagação do som no ar, adotou-se o valor de 340 m/s como o correspondente ao vazio na madeira. A partir da porcentagem do número de ondas com velocidade inferior a 340 m/s, tendo-se 90 valores no total para cada árvore, fez-se a regressão exponencial, obtendo-se a equação de vulnerabilidade para
Syzygium cumini (figura 6).
Figura 6. Equação de vulnerabilidade para verificação da sanidade de Syzygium cumini.
A regressão exponencial apresentou alto valor de R² (0,7613), permitindo a elaboração da equação de vulnerabilidade. Atribuindo-se nesta equação o valor de 340 m/s, encontrou-se o valor de 50%. Mattheck e Breloer (1997) concluíram que o valor crítico para ocorrência de ruptura da madeira é de 67% (2/3 de comprometimento da seção analisada), enquanto neste trabalho, pressupõe-se que os indivíduos que apresentam uma porcentagem superior a 50%, podem estar com sua sanidade comprometida.
Conclusão
Por meio dessa pesquisa pôde-se perceber que a variável velocidade de propagação da onda mecânica não apresentou correlação com o DAP para a espécie
Syzygium cumini.
Sobre a comparação das velocidades de propagação de onda mecânica emitidas e recebidas por um sensor aleatório (no caso, sensor 1), nas três situações averiguadas, concluiu-se que houve maior pareamento de dados para altos valores de velocidade, seguido pelo indivíduo de valor intermediário e, por fim, baixo valor.
Baseado na velocidade de propagação do som no ar (340 m/s), a equação de vulnerabilidade permitiu encontrar que se a porcentagem de velocidades tomográficas iguais ou inferiores a 340 m/s for maior que 50% do total das velocidades emitidas, a sanidade do indivíduo pode estar comprometida. Entretanto, mais tomografias seriam necessárias para melhor aferição da curva, de modo que o desvio padrão de 284,2 m/s, referente às velocidades médias, seja reduzido.
Futuras pesquisas com diferentes espécies arbóreas devem ser realizadas, seguindo a metodologia proposta, com a finalidade de comparação e incrementação deste estudo. Além disso, recomenda-se a avaliação de outras variáveis intrínsecas e extrínsecas que possam interferir na fitossanidade.
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