5 a 8 de Junho de 2013
Implementação de um SIG no planeamento e gestão da avaliação
biomecânica e fitossanitária de exemplares arbóreos
P. Barracosa1*, M. Ribeiro1, D. Gaião1, H. Viana1
1: CI&DETS, Departamento de Agricultura e Ecologia Sustentável, Escola Superior Agrária, Instituto Politécnico de Viseu. Quinta da Alagoa, 3500-606. Quinta da Alagoa - Ranhados, 3500-606 Viseu. Tel:
+351 232 446 600; fax: +351 232 426 536. e-mail: pbarracosa@esav.ipv.pt
Resumo: Ao longo da última década, realizamos estudos de diagnóstico e avaliações
biomecânicas e fitossanitárias num número significativo de exemplares e de espécies, em diversos centros urbanos distribuídos pelo país. Os estudos realizados facultaram a aquisição de um conhecimento técnico-científico, sobre as principais deficiências e limitações observadas no património arbóreo, relacionando os defeitos com causas prováveis, de acordo com as características das espécies. O acompanhamento de obras de requalificação em espaços públicos, tem-nos permitido avaliar a evolução da situação dos exemplares, face aos constrangimentos que decorreram da implementação das infraestruturas e dos novos contextos espaciais. O extenso volume de dados obtidos e a necessidade de possuirmos uma plataforma dinâmica, passível de ser atualizada que possibilite a implementação de um sistema de avisos para um melhor planeamento e gestão, suscitou o objetivo de criar uma base de dados. Nesta ferramenta, são introduzidos elementos gerais relativos, à localização, parâmetros dendrométricos e características do estado biomecânico e fitossanitário para além de elementos gráficos, como as sondagens do resistógrafo, fotografias e a ficha de avaliação. A base de dados integrada num sistema de informação geográfica (SIG), permite uma visualização gráfica do contexto espacial da área de estudo, com a localização de pormenor de cada um dos exemplares arbóreos, bem como de todos os elementos infraestruturais que possam causar constrangimento. Com base nesta experiência, temos procurado disseminar os resultados e conclusões obtidas, numa perspetiva técnico-científica e pedagógica, junto das autarquias e das empresas de obras públicas e paisagismo, no sentido de sugerirmos neste domínio algumas propostas estratégicas a implementar numa perspetiva proactiva.
Palavras-chave: Património arbóreo, diagnóstico biomecânico e fitossanitário, paisagismo,
sistema de informação geográfica, bases de dados.
Abstract: Over the last decade, we have conducted studies of diagnostic and biomechanical
evaluations in a significant number of specimens and species in several urban centers. These studies provided the acquisition of technical and scientific knowledge and the main limitations observed in trees, relating the faults with probable cause, according the characteristics of each species. The development of a database were determined by a large quantity of data obtained and the need to possess a dynamic platform, which can be updated and permits a implementation of a warning system for better planning and management. Were introduced general elements relating to the location, characteristics and dendrometric parameters, biomechanical and phytosanitary observations, resistograph analysis, photographs and evaluation form. The integrated database in a geographic information system (GIS) provides a graphic visualization of the spatial context of the studied area, with the location in detail of each tree specimens, and the infrastructural elements that may cause constraint. Our aim is disseminate the results and conclusions obtained, through a technical and pedagogical way, near municipalities and landscaping enterprises, suggesting some strategic proposals to implement in a proactive perspective.
Keywords: Heritage tree, biomechanical and phytosanitary diagnosis, landscaping, geographic
1. INTRODUÇÃO
As árvores constituem estruturas vivas, características da paisagem urbana, que estabelecem uma estreita relação na arquitetura das cidades e que, desempenham um papel multifuncional de cariz funcional e estético nos ecossistemas urbanos. O controlo de elementos poluentes, designadamente O3, PM10, NO2, SO2 e CO, que constituem atualmente um dos maiores problemas ambientais, representa apenas uma das várias formas através da qual as árvores contribuem para a qualidade em meio urbano, assumindo-se como estruturas promotoras da saúde e bem-estar das populações. Deste modo, de acordo com os vários estudos realizados, o planeamento e gestão do coberto vegetal urbano tem-se revelado uma estratégia fulcral para melhorar os padrões da qualidade de vida das populações nas cidades e dos ecossistemas urbanos (Nowak et al., 2006).
As árvores pelos constrangimentos sofridos, em confronto com elementos infraestruturais aéreos ou subterrâneos, podem tornar-se suscetíveis a diversos fatores de stresse (Saebo et al., 2003), sendo que, por se constituírem como parte integrante do património cultural e ecológico dos espaços urbanos, carecem de preservação e manutenção, o que representam indubitavelmente custos associados (Terho, 2005).
Uma árvore de risco é uma estrutura que apresenta defeitos estruturais que podem provocar a sua rutura, suscetível de causar danos de ordem material ou humana, conforme o local onde se encontre e dependendo do seu estado biomecânico e fitossanitário. As árvores que potencialmente, devido à combinação dos defeitos estruturais com algumas condições agravantes, possam atingir alvos devem ser avaliadas e, se necessário, acompanhadas através de uma monitorização regular de modo a evitar danos gravosos (Clark & Matheny, 1993).
Na realização destes estudos, procede-se inicialmente a uma análise cuidada, através da observação pormenorizada das áreas de estudo, de modo a identificar os exemplares que se possam constituir como árvores de risco e os alvos potenciais em caso de rutura. Quando se procede a uma avaliação, as raízes, o tronco e os ramos são as estruturas onde, normalmente, é possível encontrar os defeitos. São identificadas cavidades, feridas, fissuras, sinais de podridão, cancros, pragas, fungos e doenças. O meio envolvente à árvore também é tido em conta, pois muitas vezes, são os elementos envolventes que condicionam e promovem a degradação do exemplar e consequente rutura e queda de árvores (Clark & Matheny, 1993).
A realização destes estudos, em alguns casos, têm sido desenvolvidos em áreas sujeitas a projetos de requalificação paisagística e sobre os quais era fulcral fazer um diagnóstico exaustivo para que, a implementação dos novos projetos tivesse em linha de conta o estado biomecânico e fitossanitários dos exemplares envolvidos e que se promova um planeamento adequado dos espaços arborizados de forma a proporcionar, às árvores, as melhores condições de desenvolvimento, integrando-as num espaço e escala (Pereira, et. al., 2005, Barracosa et. al. 2009). Simultaneamente, procuramos ter uma atitude pedagógica para com as empresas e autarquias envolvidas nos projetos, de modo a chamar à atenção de práticas menos corretas e identificar os exemplares de risco, sempre na lógica de preservar os exemplares, salvaguardando a segurança de pessoas e bens, uma questão que se assume atualmente de vital importância. Temos vindo a assistir, com alguma frequência, à ocorrência de fenómenos climatológicos extremos, que provocam a queda e rutura de exemplares arbóreos, com
particular incidência em meios urbanos, com graves consequências materiais e por vezes até humanas. A identificação de exemplares com fragilidades biomecânicas, poderá constituir também nestes casos um meio auxiliar precioso para prevenir os danos causados por algumas destas ocorrência.
Tomando em consideração a intenção de contribuir para os objetivos acima referidos, iniciamos um projeto, em colaboração com a Câmara Municipal de Penafiel, que visou a criação de uma ferramenta dinâmica, onde se possa registar a informação relativa às espécies existentes nos seus espaços ajardinados, numa base de dados em formato digital e que esta possa ser integrada num Sistema de Informação Geográfica (SIG). As informações foram obtidas através da realização de um amplo estudo de diagnóstico biomecânico e fitossanitário do património arbóreo existente nos jardins da cidade de Penafiel, com recurso à observação e realização de sondagens por resistógrafo. Com esta ferramenta pretendeu-se criar condições para uma otimização da gestão e planeamento dos espaços verdes da cidade, de uma forma atualizada, dinâmica e que auxilie os meios técnicos da autarquia na tomada de decisão de uma forma mais correta e fundamentada.
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1. Ficha de Campo
Definiu-se uma ficha de campo (adaptada de Clark & Matheny (1993)) com os devidos ajustamentos relativos ao local de estudo, que permite descrever de modo objetivo cada um dos exemplares arbóreos. A ficha contempla aspetos, relativos à identificação da árvore: com indicação do número da árvore e a sua localização; Características da árvore: nome científico, diâmetro à altura do peito (DAP), perímetro à altura do peito (PAP), altura e classe de idade; Estado da árvore: existência de decaimento apical, estado do recobrimento das feridas e presença de rebentos epicórmicos; Condições do local: informações relativas ao estado e tipo de pavimento, obstruções ao crescimento, constrangimentos; Uso do alvo: existência de infraestruturas no espaço que possam constituir um alvo em caso de queda do exemplar, bem como a utilização do espaço circundante por pessoas, veículos ou elementos móveis: Defeitos gerais da árvore: indicação de defeitos gerais ao nível da raiz, colo, tronco, pernadas e copa relativos ao estado biomecânico da árvore; Classificação de risco: Esta análise é feita, segundo Clark (s/d) através da determinação de estimativa de risco, cujo cálculo é realizado com base nos seguintes fatores: potencial de rutura da árvore que será inferido após análise dos defeitos estruturais apresentados pela árvore, a dimensão do elemento com probabilidade de falha que está diretamente relacionada com os danos que poderá causar numa eventual falha e o uso do alvo que é classificado mediante a frequência com que a área é utilizada. Cada um destes itens é avaliado de 1 a 4 pontos, sendo que o valor final da estimativa de risco, que varia numa escala de 12 pontos, é o somatório dos 3 fatores. De 8 a 9 a árvore deve ser monitorizada semestral ou anualmente. Entre 10 e 11 o risco é muito elevado e obriga a uma tomada de decisão de modo a reduzir o risco. Quando é estimado um risco igual a 12 a árvore deve ser abatida.
2.2. Registo Fotográfico
No âmbito deste tipo de estudo, é essencial a existência de um registo fotográfico que será anexado à ficha individual de cada exemplar na base de dados, permitindo uma rápida identificação da árvore e poderá ser um elemento importante na observação e monitorização da evolução do defeito e na fundamentação das intervenções sugeridas. As fotografias devem permitir visualizar um enquadramento geral do exemplar no espaço e observar em pormenor os defeitos dos exemplares estudados.
2.3. Base de dados
De forma a constituir uma ferramenta dinâmica, de fácil consulta e rápida atualização foi criada uma base de dados em Microsoft Access com os parâmetros recolhidos na ficha de campo, tal como o nome científico, nome comum, diâmetro à altura do peito, circunferência à altura do peito, altura, local, coordenadas geográficas, parâmetros relativos ao estado fitossanitário, a classificação de risco, registo fotográfico, entre outros. O formulário criado possibilita adicionar novos registos de exemplares, pesquisar uma árvore pelo seu código de identificação ou outro parâmetro e facilita a elaboração de relatórios, tabelas e gráficos dinâmicos, que se revelarão como um auxílio fundamental na gestão do património arbóreo.
2.4. Sistema de Informação Geográfica para a gestão do parque arbóreo urbano
De forma a fazer uma gestão eficaz do parque arbóreo urbano foi construída uma base de dados geográfica, utilizando o ArcGis 9.x, com os exemplares arbóreos. A aplicação SIG permite fazer a gestão de dados geográficos dos dados georreferenciados, análise espacial, edição de dados, produção de cartografia, pesquisas estruturadas à base e ligação a base de dados externas.
A ligação da base de dados externa criada em Microsoft Access, aos dados geográficos, possibilita a visualização da informação detalhada, relativa a cada árvore, através de uma simples inquirição da localização (ponto) geográfica referente a cada árvore, permitindo a análise em SIG com base nesses atributos.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1. Análise Geral
No estudo, que serviu de base para a implementação de uma ferramenta SIG e de uma base de dados externa, foram avaliadas um total de 375 árvores, distribuídas pelos jardins do Sameiro e do Calvário na cidade de Penafiel. Ambos os jardins apresentam uma elevada diversidade de espécies, autóctones e alóctones, tendo sido identificados um total de 32 espécies, sendo que o Platanus
hybrida, o Cupressus macrocarpa e a Tilia tomentosa foram aquelas que revelaram uma maior
Figura 1 - Distribuição do número de exemplares por espécie no Jardim do Sameiro.
Em relação à estimativa de risco dos exemplares arbóreos avaliados, podemos observar que a extensa maioria não apresenta valores de risco elevados, sendo reduzido o número de árvores com estimativas de risco superiores a 9 e que consequentemente necessitem de uma monitorização apertada ou uma qualquer tomada de decisão (Figura 2).
Figura 2 - Distribuição do número de espécies por classificação de risco.
3.2. Avaliação Biomecânica e Fitossanitária
A título de exemplo de avaliação biomecânica apresentamos o exemplar arbóreo Plantanus hybrida (n.º 279), que revela como maior defeito estrutural uma cavidade de grande dimensão na base de um dos seus ramos principais (Figura 3), o que suscitou a necessidade de realização de uma sondagem recorrendo ao resistógrafo. Apresenta igualmente alguns sinais de decaimento apical (dieback) na sua copa e rebentos epicórmicos imediatamente abaixo da cavidade.
Foi realizada uma sondagem com resistógrado do lado oposto à cavidade, de modo a tentar avaliar a extensão da podridão. Pela análise e interpretação da sondagem, é possível verificar que apresenta uma resistência normal, sensivelmente até os 14 cm, após o qual sofre uma abruta redução da resistência numa extensão de três centímetros. Regista-se uma recuperação da resistência embora apenas durante 2 cm após o qual se observa uma alteração significativa da resistência até ao final da sondagem (Figura 4).
Figura 3 - Vista geral do decaimento apical na copa do exemplar de Plantanus hybrida (Esq.). Pormenor da cavidade no tronco e dos rebentos epicórmicos (Dir.)
Figura 4 - Sondagem por registógrafo realizada no exemplar Plantanus hybrida (n.º 279).
3.3. Base de dados
A estrutura do formulário elaborado teve como intuito possibilitar a pesquisa rápida de uma árvore obtendo informações acerca do seu estado no momento em que foi avaliada e, facilmente, poder observar-se a sua evolução. Para que esta ferramenta se torne uma mais valia exige uma contínua atualização dos dados referentes aos exemplares estudados, bem como o registo de novos exemplares que permitirão ampliar a área e o número de exemplares em análise. A possibilidade de serem gerados gráficos e tabelas dinâmicas é também um aspeto a realçar que permite a elaboração de relatórios periódicos devidamente fundamentados em dados objetivos, para as tomadas de decisão (Figura 5).
Figura 5 - Exemplo do ambiente da base de dados relativo ao exemplar Plantanus hybrida (n.º 52).
3.4. Sistema de Informação Geográfica para a gestão do parque arbóreo urbano
O sistema de informação geográfica permite a visualização, análise e atualização dinâmica da base de dados geográfica. A tabela de atributos pode ser relacionada com a base de dados externa e facilmente atualizada com a informação de cada exemplar arbóreo. Na Figura 6 podemos observar a localização dos exemplares arbóreos no jardim do Sameiro, com a indicação do grau de risco, de acordo com as avaliações realizada em cada um dos exemplares arbóreos, após a ligação à base de dados externa desenvolvida em Microsoft Access.
Figura 6- Exemplo do SIG relativo à indicação da classificação de risco nos exemplares arbóreos do jardim do Sameiro.
4. CONCLUSÃO
O um sistema de informação geográfica, contendo a vasta informação recolhida sobre o património arbóreo de uma cidade é uma ferramenta dinâmica, passível de atualizações periódicas, constituindo uma ferramenta fundamental para uma otimização da gestão e planeamento dos espaços verdes urbanos. O sistema pode evoluir no sentido de poder ser programado um sistema para emissão de sinais de alerta, onde somos avisados automaticamente e com antecedência, sobre as monitorizações e intervenções que se devem ir realizando nos diversos exemplares. Desta forma, é possível acompanhar a evolução do estado fitossanitário das árvores, delinear o plano de visitas, planear atempadamente as intervenções rentabilizando meios e recursos. A monitorização continua permite, por exemplo, no caso de aviso atempado de fenómenos climatéricos extremos, por parte da proteção civil, estabelecer perímetros de segurança nos exemplares que denotem fragilidade nas características biomecânicas, por forma a evitar ou minimizar potenciais danos materiais ou humanos. Outra das vantagens desta ferramenta prende-se com o facto de poderem ser elaborados relatórios de forma mais célere e tecnicamente fundamentada e facilitar as questões relativas ao planeamento e orçamentação das ações de preservação e manutenção a realizar sobre o património arbóreo.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos aos serviços técnicos da autarquia de Penafiel, designadamente ao gabinete técnico florestal, pela colaboração e disponibilização de informação técnica essencial para prossecução e desenvolvimento deste estudo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Barracosa, P. Viana, H., Costa, D., Coimbra, F., 2009, Preservação e Valorização do Património Arbóreo. Estudos de Avaliação Biomecânica: Estudo de Casos. 6º Congresso Florestal Nacional, pp. 794-801.
Clark, JR, Matheny, NP, 1993. A Handbook of Hazard Evaluation for Utility Arborists. International Society of Arboriculture USA.
Nowak D, Crane, D, Stevens J, 2006. Air pollution removal by urban trees and shrubs in the United States. Urban Forestry & Urban Greening 4:115-123.
Pereira, C, Barracosa, P., Coimbra, F., Viana, H., Fernandes, M., 2005, Estudo Fitossanitário e Biomecânico do Património Arbóreo Parque Aquilino Ribeiro (Viseu). [CD-ROM]. 5º Congresso Florestal Nacional - A Floresta e as Gentes, 16 a 19 de Maio de 2005. Instituto Politécnico de Viseu, 9pp.
Saebo A, Benedikz, T, Randrup, TB, 2003. selection of trees for urban forestry in the Nordic countries. Urban Forestry & Urban Greening 2:101-114.
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