UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO -...

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”

Departamento de Ciências Florestais

0110601 Estágio Profissionalizante em Engenharia Agronômica

APLICAÇÃO DE TOMÓGRAFO DE IMPULSO NA AVALIAÇÃO

DE RISCO DE QUEDA EM ÁRVORES DOS

MACIÇOS DE EUCALIPTO DO PARQUE IBIRAPUERA

Estagiária: Luciana Cavalcante Pereira

Orientador: Profº Dr. Demóstenes Ferreira da Silva Filho

dezembro/2006.

2

SUMÁRIO

Página

LISTA DE FIGURAS.......................................................................................................2

LISTA DE TABELAS.......................................................................................................7

RESUMO.....................................................................................................................9

1. INTRODUÇÃO.........................................................................................................10

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA........................................................................................11

2.1. O Parque Ibirapuera..............................................................................11

2.2. Estudo da anatomia da madeira...........................................................19

2.3. Densitometria de raio X.........................................................................22

2.4. Tomografia de impulso..........................................................................23

2.5. Avaliação do risco de queda associado a problemas do tronco...........28

2.6. Processamento de imagens..................................................................29

3. OBJETIVO..............................................................................................................31

3.1 Objetivos Específicos.............................................................................31

4. MATERIAIS E MÉTODOS..........................................................................................31

4.1. Atividades de teste em laboratório........................................................31

4.1.1. Coleta de amostras de lenho.............................................................31

4.1.2. Produção de gráficos de velocidade das amostras da primeira

coleta......................................................................................................................33

4.1.3. Análise dos gráficos de velocidade das amostras da primeira

coleta......................................................................................................................34

4.1.4. Comparação dos dados obtidos pela densitometria de raios X e pela

tomografia de impulso.............................................................................................34

3

4.1.5. Produção de gráficos de velocidade das amostras da segunda

coleta......................................................................................................................36

4.1.6. Velocidade limite entre tecido saudável e tecido ruim em Eucalyptus

saligna Lm...............................................................................................................39

4.2. Atividades de teste no Parque Ibirapuera.............................................39

4.2.1. Caracterização do local de estudo.....................................................39

4.2.2. Seleção e marcação de indivíduos arbóreos para aplicação do

tomógrafo de impulso.............................................................................................40

4.2.3. Produção de gráficos de velocidade dos indivíduos selecionados....40

4.2.4. Análise dos gráficos de velocidade das árvores de eucalipto do

Parque Ibirapuera...................................................................................................41

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO....................................................................................42

5.1. Produção de gráficos de velocidade.....................................................42

5.2. Comparação dos dados obtidos pela densitometria de raios X e pela

tomografia de impulso.............................................................................................53

5.2.1. O caso da amostra de cedro..............................................................57

5.3. Análise dos gráficos de velocidade dos indivíduos selecionados nos

maciços de eucalipto do Parque Ibirapuera............................................................59

6. ATIVIDADES DE TRANSFERÊNCIA DA TECNOLOGIA....................................................64

7. CONCLUSÃO..........................................................................................................65

8. AGRADECIMENTOS.................................................................................................66

9. BIBLIOGRAFIA........................................................................................................67

4

LISTA DE FIGURAS

Página

FIGURA 1. Localização dos maciços de eucalipto do Parque Ibirapuera de acordo

com VEIGA (2004)..................................................................................................13

FIGURA 2. Diagramas de dispersão entre distância dos maciços do centro do

parque (obtidas pelo SIG) e as variáveis condição péssima, lesões graves, altura

da 1ª ramificação (fonte: SILVA FILHO et al., artigo não publicado). ....................18

FIGURA 3. Seção de um tronco típico (fonte: BURGER, 1991)...............................20

FIGURA 4. Foto do tomógrafo de impulso e de PC usado para armazenar as

informações. ..........................................................................................................24

FIGURA 5. Software do tomógrafo de impulso exibindo a matriz de delta [%],

indicando a confiabilidade das medidas (RINNTECH, 2005).................................25

FIGURA 6 . Software do tomógrafo de impulso exibindo gráfico de velocidade de

linhas, com palheta de cores mostrando velocidades inicial, média e final a que se

referem....................................................................................................................26

FIGURA 7 . Software do tomógrafo de impulso exibindo gráfico de velocidade de

superfície, com palheta de cores mostrando velocidades inicial, média e final a que

se referem...............................................................................................................27

FIGURA 8. Amostras da primeira coleta : eucalipto, cedro e guapuruvu a frente;

pau-Brasil e pau-ferro atrás....................................................................................32

FIGURA 9. Discos de 5 centímetros de espessura retirados das amostras contendo

a seção transversal de fixação dos pregos: cedro, eucalipto, guapuruvu, pau-

Brasil, pau-ferro......................................................................................................34

5

FIGURA 10. Serra de disco; amostras diametrais de 1,5 cm de largura retiradas dos

discos; equipamento de dupla-serra; amostras transversais com 2 mm de

espessura retiradas das amostras diametrais........................................................35

FIGURA 11. Software do tomógrafo de impulso exibindo matriz de Runtimes [µs]..37

FIGURA 12. Software do tomógrafo de impulso exibindo matriz de Delta [%].........38

FIGURA 13. Gráfico de velocidade da amostra de eucalipto da primeira coleta com

pregos fixados apenas na casca............................................................................42

FIGURA 14. Gráficos de velocidade de onda da árvore 1 do maciço 8 (Parque

ibirapuera), sendo o segundo gráfico obtido pela alteração da posição do 3º e do

5º pregos usados na produção do primeiro gráfico................................................43

FIGURA 15. Foto da amostra de cedro da primeira coleta; gráfico de velocidade

produzido sem respeitar o limite interno entre os lenhos originários; gráfico de

velocidade do lenho originário maior; gráfico de velocidade do lenho originário

menor mais danificado............................................................................................44

FIGURA 16. Gráficos de número de batidas de martelo versus porcentagem de

dados confiáveis: eucalipto, guapuruvu, pau-Brasil, pau-ferro, todos os dados.....48

FIGURA 17. Diagrama de dispersão de distância entre sensores vs. número de

medições não realizadas entre sensores (todos os dados coletados)...................51

FIGURA 18. Diagrama de dispersão de distância entre sensores vs. número de

medições não realizadas entre sensores (excluídos 6 pontos discrepantes).........52

FIGURA 19. Eucalipto: gráfico de perfil de densidade aparente e gráfico de perfil de

velocidade de onda mecânica............................................................................... 54

FIGURA 20. Guapuruvu: gráfico de perfil de densidade aparente e gráfico de

perfil........................................................................................................................54

6

FIGURA 21. Pau-Brasil: gráfico de perfil de densidade aparente e gráfico de perfil

de velocidade de onda mecânica. .........................................................................54

FIGURA 22. Eucalipto: Diagrama de dispersão de médias de velocidade (eixo X) vs.

médias de densidade (eixo y) por faixa de posição e tabela de dados de

origem.....................................................................................................................55

FIGURA 23. Guapuruvu: Diagrama de dispersão de médias de velocidade (eixo X)

vs. médias de densidade (eixo y) por faixa de posição e tabela de dados de

origem.....................................................................................................................56

FIGURA 24. Pau-Brasil: Diagrama de dispersão de médias de velocidade (eixo X)


origem.....................................................................................................................56

FIGURA 25. Cedro: gráfico de perfil de densidade aparente e gráfico de perfil de

velocidade de onda mecânica. .......................................................................................58

FIGURA 26. Cedro: Diagrama de dispersão de médias de velocidade (eixo X) vs.

médias de densidade (eixo y) por faixa de posição e tabela de dados de

origem.....................................................................................................................58

FIGURA 27. Gráfico de velocidade da árvore 5 do maciço 1, e respectiva imagem

da classificação supervisionada (tecido bom em azul e tecido ruim em

vermelho)................................................................................................................59

FIGURA 28. Lista dos dados da classificação supervisionada do gráfico de

velocidade da árvore 5 do maciço 1.......................................................................60

7

LISTA DE TABELAS

Página

TABELA 1. Estado geral das árvores cadastradas.................................................. 14

TABELA 2. Equilíbrio geral das árvores cadastradas...............................................15

TABELA 3. Fitossanidade das árvores cadastradas.................................................15

Tabela 4. Intensidade do ataque provocado pelos diversos agentes identificados

nas árvores cadastradas.........................................................................................16

TABELA 5. Local do ataque do agente identificado nas árvores cadastradas..........16

TABELA 6. Intensidade das lesões das árvores cadastradas...................................17

TABELA 7. Interferências nas árvores cadastradas..................................................17

TABELA 8. Valores de densidade básica média da madeira no sentido medula-

casca para espécies do gênero Eucalyptus...........................................................22

TABELA 9. Características das amostras de lenho retiradas da região basal de 5

espécies diferentes (primeira coleta)......................................................................32

TABELA 10. Porcentagem de dados confiáveis conforme amostra, número de

sensores e número de batidas................................................................................47

TABELA 11. Perímetro da circunferência, distância entre sensores e número de

medições não realizadas entre sensores dos indivíduos selecionados por

maciço.....................................................................................................................50

TABELA 12. Maciço 1: dados da classificação supervisionada e risco de queda

associado à porcentagem de tecido ruim de acordo com BOND & TUCKER........61



8













9

Aplicação do Tomógrafo de Impulso na Avaliação de Risco de Queda em

Árvores dos Maciços de Eucalipto do Parque Ibirapuera.

Estagiária: Luciana Cavalcante Pereira

Orientador: Prof. Dr. Demóstenes Ferreira da Silva Filho

RESUMO

Este trabalho pretendeu viabilizar a aplicação da tomografia de impulso na

avaliação do risco de queda de árvores urbanas no Brasil. Para tanto, foram

realizados testes em laboratório e nos maciços de eucalipto do Parque Ibirapuera

para aprendizado do funcionamento do tomógrafo de impulso e para

estabelecimento de procedimentos para sua utilização, bem como à interpretação

das informações que produz.

O tomógrafo de impulso é composto por hardware e software com a

finalidade de produzir gráficos representativos do interior das árvores, por meio do

cálculo da velocidade de ondas mecânicas através da madeira. Tais ondas são

produzidas por pancadas de martelo sobre os sensores do equipamento que ficam

fixados à árvore.

As velocidades das ondas estão diretamente relacionadas à densidade da

madeira, o que permitiu a comparação das informações geradas pela tomografia

de impulso às geradas pela densitometria de raio X .

Por meio da interpretação dos gráficos de velocidade, com o auxílio de

ferramentas de processamento de imagens, pode-se inferir sobre a saúde das

árvores selecionadas no parque e conseqüentemente sobre seu risco de queda.

10

1. INTRODUÇÃO

O projeto do Programa de Políticas Públicas da FAPESP „Avaliação de

áreas verdes e arborização urbana utilizando videografia aérea multiespectral e

tomografia‟, processo nº: 03/06428-6, possui como parte de seu objetivo “estudar

o emprego da tomografia (2ª fase) em árvores maduras como resposta para a

avaliação de árvores urbanas com risco de queda”, tendo o Parque Ibirapuera

como área de estudo para posterior transferência da tecnologia à administração

pública do parque e também à administração pública de Piracicaba (COUTO,

2004).

O Parque Ibirapuera se localiza na cidade de São Paulo, dentro do bairro

Ibirapuera, na Avenida Pedro Álvares Cabral s/n. Foi inaugurado em 21 de agosto

de 1954, em comemoração aos 400 anos da cidade de São Paulo (VEIGA, 2004).

Os maciços de eucalipto são a vegetação arbórea de maior porte e mais

antiga do parque. Foram plantados, provavelmente, entre o final da década de 20

e início da década de trinta. A maioria das árvores presentes nos maciços de

eucalipto encontram-se em processo de declínio, devendo-se proceder a sua

substituição por outras da mesma espécie devido à importância paisagística e

histórica dessas árvores. Os maciços mais afetados encontram-se na borda do

parque, mais próximos aos efeitos negativos do ambiente urbano (VEIGA, 2004;

SILVA FILHO et al., artigo não publicado).

O presente trabalho analisa como utilizar o tomógrafo de impulso para

obtenção de informações confiáveis, compara os dados obtidos pela tomografia de

impulso aos dados obtidos pela densitometria de raio X e, posteriormente, avalia o

risco de queda de árvores presentes nos maciços de eucalipto do parque por meio

11

de processamento das imagens tomográficas. Os testes realizados objetivaram

analisar a aplicação da tomografia de impulso na avaliação do risco de queda,

para posterior transferência da tecnologia.

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1. O Parque Ibirapuera

O Parque Ibirapuera se localiza na cidade de São Paulo, dentro do bairro

Ibirapuera, na Avenida Pedro Álvares Cabral s/n. Foi inaugurado em 21 de agosto

de 1954, em comemoração aos 400 anos da cidade de São Paulo.

Ibirapuera (Ybi-ra-ouêra) é uma palavra tupi que significa pau pobre, ex-

madeira, árvore velha, extinta, apodrecida; o pau ou a madeira que foi e agora

quase nada resta dela. A área de implantação do parque era inundada pelos

córregos Caaguaçu e Sapateiro.

Representa uma das mais importantes áreas verdes da cidade, local

permanente de cultura e lazer, sendo um dos parques mais procurados pela

população paulistana, com freqüência média de 300 mil usuários por semana em

uma área de 1.100 m2 (VEIGA, 2004).

Os maciços de eucalipto são a vegetação arbórea de maior porte e mais

antiga do parque. Foram plantados, provavelmente, entre o final da década de 20

e início da década de trinta, com o fim de melhorar as condições de drenagem do

local (SILVA FILHO et al., artigo não publicado).

12

As espécies de eucalipto plantadas no parque são: Eucalyptus

camaldulensis, E. cinérea, E. citriodora, E. goniocalix, E. resinifera, E. robusta,

Eucalyptus spp. (DEPAVE-CPHN 1 citado por VEIGA, 2004).

Em 1992, o parque foi tombado pelo Conselho de Defesa do Patrimônio

Histórico, Arqueológico, Artístico do Estado de São Paulo/CONDEPHAAT, por

meio da resolução nº 01, de 25 de Janeiro de 1992, na qual tem-se:

“Artigo 1º - Fica tombado o Parque Ibirapuera, Município de São Paulo,

incluindo:

I. Área verde localizada no interior da cercadura metálica atualmente

existente.

(...)

Artigo 3º - Visando garantir a manutenção de vegetação a longo prazo em

sintonia com os demais espaços do Parque, o CONDEPHAAT recomenda:

1. Avaliações freqüentes do estado dos conjuntos de vegetação do ponto

de vista fitossanitário e dos condicionantes locais, tais como pisoteio,

depredações, descascamento, acúmulo de lixo, excesso de compactação do solo

e destruição de raízes.

2. Reposição constante das árvores mortas ou doentes, se possível com

indivíduos da mesma espécie objetivando-se manter a variedade de espécies ou

ampliá-las.”

______________________

1 DEPAVE – CPHN. Conhendo o Verde: Parque Ibirapuera. N.11, 22p.,1988.

13

Com o intuito de caracterizar as condições fitossanitárias dos maciços de

eucalipto do parque, VEIGA (2004) avaliou as árvores neles presentes. Para tanto,

dividiu-os em 8 maciços localizados de acordo com a Figura 1.

Figura 1. Localização dos maciços de eucalipto do Parque ibirapuera de acordo

com VEIGA (2004).

14

VEIGA (2004) obteve como resultado que a maioria das árvores avaliadas

apresentavam-se em processo de declínio. Entre as características levantadas

tem-se:

Estado Geral – classificado em: ótimo – árvore vigoroso e sadia sem

necessidade de manutenção; bom – médias condições de vigor e saúde com

necessidade de pequenos reparos ou poda, sinais de ataque de insetos, doenças

ou problemas fisiológicos; regular – estado geral de início de declínio, ataque

severo por insetos, doenças ou injúria mecânica, desequilíbrio de copa ou caule,

problemas fisiológicos requerendo reparo; péssimo – avançado e irreversível

declínio, ataque severo de insetos, doenças ou injúrias mecânicas, desequilíbrio

de copa ou caule, problemas fisiológicos irremediáveis.

Nenhuma árvore avaliada apresentou-se em estado ótimo, 5,51% estavam

em estado bom, 79,81% estavam em estado regular, 15,65% em estado péssimo,

e 0,65% estavam mortas (Tabela 1).

Tabela 1. Estado geral das árvores cadastradas.

Estado (%) Mac.1 Mac.2 Mac.3 Mac.4 Mac.5 Mac.6 Mac.7 Mac.8

Ótimo 0 0 0 0 0 0 0 0

Bom 7,19 25 9,47 0 0 0 0 2,38

Regular 87,41 60,89 75,74 93,33 52 87,09 100 76,19

Péssimo 3,96 12,82 12,43 6,66 44 12,90 0 32,43

Morta 0 0 1,18 0 4 0 0 0

Fonte: VEIGA (2004).

15

Equilíbrio Geral – quando a árvore possui caule reto e copa de mesmas

proporções para todos os lados. Entre as árvores avaliadas 21,30% estavam

equilibradas. Portando o total de árvores desequilibradas foi de 78,70%, sendo

47,23% desequilibradas no caule, e 78,13% desequilibradas na copa (Tabela 2).

Tabela 2. Equilíbrio geral das árvores cadastradas.

Equilíbrio (%) Mac.1 Mac.2 Mac.3 Mac.4 Mac.5 Mac.6 Mac.7 Mac.8

Equilibrada 23,38 25,64 21,89 40 18 12,90 14,28 14,28

Desequilibrada Caule 58,27 33,33 36,09 23,33 40 67,74 57,14 61,90

Copa 58,99 66,02 71,59 60 76 80,64 71,43 78,57

Total 75,18 72,43 76 60 82 87,10 85,72 85,72


Fitossanidade – foi mais freqüente a presença de cupim, broca e fungos.

Assim, 29,04% das árvores avaliadas estavam atacadas por broca, 91,33%

atacadas por cupim e 19,85% atacadas por fungos (Tabela 3).

Tabela 3. Fitossanidade das árvores cadastradas.

Agente (%) Mac. 1 Mac.2 Mac.3 Mac.4 Mac.5 Mac.6 Mac.7 Mac.8

Broca 26,62 44,23 36,69 20,00 34,00 25,81 28,57 16,66

Cupim 83,81 71,15 85,21 100 100 100 100 90,48

Fungo 76,98 24,36 15,38 3,33 22,00 9,68 0 7,14

Fonte: VEIGA (2004), parte da tabela.

Intensidade do ataque – classificada em: leve – agente presente sem

causar danos à árvore; média – agente presente causando danos reparáveis;

pesada – agente causando danos graves, que podem levar a declínio irreversível.

16

Foi considerada leve a intensidade do ataque em 10,19% das árvores avaliadas,

média em 23,17%, pesada em 65,51% e ausente em 0,04% (Tabela 4).

Tabela 4. Intensidade do ataque provocado pelos diversos agentes identificados

nas árvores cadastradas.

Intensidade (%) Mac. 1 Mac.2 Mac.3 Mac.4 Mac.5 Mac.6 Mac.7 Mac.8

Leve 5,04 20,51 18,93 6,66 0 16,13 0 14,28

Média 17,99 29,49 31,95 43,33 14 12,90 14,28 21,43

Pesada 74,46 43,59 49,11 50 86 70,96 85,71 64,28

Ausente 0,36 0 0 0 0 0 0 0


Local de ataque – 98,97% das árvores avaliadas estavam atacadas no

caule; 10,45% na raiz; 8,93% nas folhas; não foram analisados ataques em frutos,

flores e ramos (Tabela 5).

Tabela 5. Local do ataque do agente identificado nas árvores cadastradas.

Local (%) Mac.1 Mac.2 Mac.3 Mac.4 Mac.5 Mac.6 Mac.7 Mac.8

Caule 97,48 94,87 99,41 100 100 100 100 100

Raiz 53,24 2,56 0,59 0 8 9,68 0 9,52

Folhas 8,27 8,33 7,10 3,33 22 12,90 0 9,52


Intensidade das lesões – classificada em: grave – quando a lesão

compromete a sobrevivência da árvore; média - lesão considerável, da qual a

árvore pode se recuperar mediante ações de controle; leve – lesão de pequena

proporção, da qual a árvore pode se recuperar sem qualquer auxílio. Em 63,90%

17

das árvores avaliadas foram encontradas lesões graves, em 20,51% lesões

médias e em 8,07% lesões leves. Também foi levantada a ocorrência de

vandalismo, presente em 39,78% das árvores avaliadas (Tabela 6).

Tabela 6. Intensidade das lesões das árvores cadastradas.

Lesões (%) Mac.1 Mac.2 Mac.3 Mac.4 Mac.5 Mac.6 Mac.7 Mac.8

Grave 34,39 58,97 55,62 63,33 88 67,74 71,42 71,42

Média 26,62 13,46 27,21 26,66 12 12,9 28,57 16,66

Leve 12,59 13,46 11,83 6,66 0 12,90 0 7,14

Ausente 16,19 0,64 0,59 0 0 0 0 2,38

Vandalismo 21,22 50 55,02 56,66 30 38,70 42,86 23,80


Ação recomendada – a substituição foi a ação recomendada para 66,74%

das árvores avaliadas, refletindo o péssimo estado das árvores do parque

(Tabela7).

Tabela 7. Interferências nas árvores cadastradas.

Ação Recomendada (%) Mac.1 Mac.2 Mac.3 Mac.4 Mac.5 Mac.6 Mac.7 Mac.8

Poda leve 2,52 5,12 1,77 0 0 0 0 0

Poda pesada 5,76 0 3,55 0 0 0 0 0

Plantio 0 0 0 0 0 0 0 0

Controle de pragas 1,80 0 0 0 0 0 0 0

Reparo de danos 1,80 0 0 0 0 0 0 0

Substituição 49,64 38,46 38,46 53,33 98 87 100 69,04

Fonte: VEIGA (2004), parte da tabela.

18

O ambiente urbano é inapropriado ao ciclo de vida das árvores. Os

inconvenientes estão na ação de agentes bióticos e abióticos. A ação antrópica

pode causar danos diretos por meio de ferimentos, ou indiretos, pela poluição e

manejo inadequados. O Parque Ibirapuera é circundado por avenidas que

possuem trânsito intenso, ruído e poluição do ar que provavelmente afetam o

parque, sobretudo a biota próxima de sua borda (SILVA FILHO et al., artigo não

publicado).

SILVA FILHO et al. (artigo não publicado) analisando os dados levantados

por Veiga (2004), notou que conforme os maciços vão se distanciando do centro

do parque são encontrados maior número de árvores em estado geral péssimo,

mais árvores afetadas por lesões graves e menores alturas da 1ª ramificação

(Figura 2). Este último fator podendo estar relacionado ao maior número de queda

de árvores ou à maior quantidade de podas de rebaixamento efetuadas para

garantir a segurança do entorno do parque.

Diagrama de dispersão entre a distância dos

maciços de eucalipto em relação ao centro do

parque e a percentagem de árvores em

péssimas condições.

y = 0,0003x2 - 0,12x + 17,949

R2 = 0,8556 (**)

0

10

20

30

40

50

0 200 400 600 800

distância em metros do centro do parque

(%)

de

árv

ore

s

pé

ssim

as


maciços em relação ao centro do parque e a

percentagem de árvores com lesões graves.

y = 2E-06x3 - 0,0027x

2 + 0,9507x - 41,532

R2 = 0,9003(**)

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800


(%)

de

árv

ore

s c

om

le

sõ

es

gra

ve

s


maciços de eucalipto em relação ao centro do

parque e a percentagem de árvores em

péssimas condições.

y = 0,0003x2 - 0,12x + 17,949

R2 = 0,8556 (**)

0

10

20

30

40

50

0 200 400 600 800


(%)

de

árv

ore

s

pé

ssim

as

Figura 2. Diagramas de dispersão entre distância dos maciços do centro do

parque (obtidas pelo SIG) e as variáveis condição péssima, lesões graves, altura

da 1ª ramificação (fonte: SILVA FILHO et al., artigo não publicado).

19

2.2. Estudo da anatomia da madeira

Segundo BURGER & RICHTER (1991), em uma seção transversal de

tronco as seguintes partes se destacam (Figura 3):

Casca – a casca é constituída interiormente pelo floema, conjunto de

tecidos vivos especializados na condução da seiva elaborada, e exteriormente

pelo córtex, periderme e ritidoma. Além da condução e armazenamento de

nutrientes (floema), a casca tem função de proteger o vegetal contra o

ressecamento, ataques fúngicos, injúrias mecânicas e variações climáticas;

Câmbio – é o tecido meristemático situado entre o xilema e o floema, visível

só ao microscópio. É responsável pela formação dos tecidos secundários que

constituem o xilema e a casca;

Alburno e Cerne – onde são encontrados os anéis de crescimento. A cada

ano, um novo anel é acrescentado ao tronco, por isso sua contagem permite

conhecer a idade do indivíduo. A proporção cerne/alburno varia dentro da própria

árvore, e depende da idade, sítio, solo, clima e espécie. O alburno é a região

periférica do xilema, na qual, juntamente com o câmbio, ocorre mais intensamente

atividade fisiológica no tronco, sendo responsável por: transporte de seiva bruta e

armazenamento de substâncias nutritivas (atraentes aos microorganismos). Em

muitas árvores, o cerne (parte interna do tronco) se destaca por sua cor mais

escura e apenas suas camadas mais periféricas são fisiologicamente ativas. O

fluxo de seiva bruta ocorre nos anéis de crescimento mais externos do xilema. À

medida que as partes internas distanciam-se do câmbio, perdem gradativamente

sua atividade vital e adquirem coloração mais escura. Como deixa de armazenar

20

substâncias nutritivas, o cerne é muito menos susceptível à ação de agentes

degradadores e apresenta uma durabilidade natural superior à do alburno;

Raios – são faixas horizontais dispostas radialmente no tronco, de

comprimento indeterminado e formadas por células parenquimáticas, isto é,

elementos que desempenham a função de armazenamento de substâncias

nutritivas. Só são visíveis a olho nu quando extremamente largos e altos;

Medula – ocupa a parte central do tronco e tem como função armazenar

substâncias nutritivas. Particularmente importante nas plantas jovens, por

participar na condução de seiva bruta. O seu tamanho, coloração e forma

(principalmente nas angiospermas) são pouco variáveis. Constituída por tecido

parenquimático, é susceptível a apodrecimento causado por fungos.

Figura 3. Seção de um tronco típico (fonte: BURGER & RICHTER, 1991).

21

Dentre as propriedades físico-mecânicas da madeira, podem-se destacar:

Massa específica ou densidade (g/cm3) – é a propriedade mais importante

da madeira. A massa (g) reflete a quantidade de matéria lenhosa e de espaços

vazios por unidade de volume (cm3) na madeira. A massa específica varia de

acordo com vários fatores: cerne, alburno e, sobretudo, com o teor de umidade.

Portanto, uma comparação para ser válida, deve ser feita nas mesmas condições

(BURGER & RICHTER, 1991);

Massa específica aparente ou densidade aparente (g/cm3) – é a relação

entre a massa e volume da madeira a um determinado teor de umidade. Como

material poroso e higroscópico, a madeira tem seu volume alterado em função da

umidade até o ponto de saturação das fibras;

Densidade básica (g/cm3) – é a relação entre a massa absolutamente seca

da madeira (isenta de água livre e de adesão) e volume saturado (umidade acima

do PSF). São os valores mínimo de massa e máximo de volume (TOMAZELLO

FILHO, ano ?).

TOMAZELLO FILHO (1985, 1985 ,1987) estudou a variação da densidade

básica em espécies do gênero Eucalyptus. Em amostra de disco da altura do

DAP, foram preparados corpos de prova 2x2x3 cm em 5 diferentes posições no

sentido medula-casca (0; 25; 50; 75 e 100% do raio das amostras). A densidade

básica foi crescente no sentido medula-casca para as espécies: Eucalyptus

saligna, E. grandis, E. microcorys, E. pilularis, E. pellita e E. acmeniodes. Esse

modelo de variação da densidade é observado com maior freqüência para

diferentes espécies do gênero. Para o E. gummifera, os valores de densidade

básica mantiveram-se praticamente constantes, enquanto para o E. globulus, os

22

valores decresceram após a posição 50% do raio das amostras . Os valores

médios de densidade por espécie variaram de 0,385 a 0,562 g/cm3 (E. grandis e

E. microcorys respectivamente) (Tabela 8).

Tabela 8. Valores de densidade básica média da madeira no sentido medula-

casca para espécies do gênero Eucalyptus.

Espécie Densidade Básica Média (g/cm3)/ Posição Densidade Básica

Média (g/cm3) 0% 25% 50% 75% 100%

E. saligna 0,364 0,409 0,420 0,483 0,493 0,434

E. grandis 0,346 0,401 0,359 0,386 0,434 0,385

E.microcorys 0,509 0,503 0,559 0,619 0,619 0,562

E. pilularis 0,422 0,413 0,448 0,501 0,519 0,461

E. pellita 0,450 0,433 0,491 0,586 0,614 0,515

E.acmeniodes 0,470 0,465 0,511 0,582 0,610 0,528

E. gummifera 0,490 0,489 0,488 0,502 0,493 0,492

E. globulus 0,465 0,468 0,544 0,447 0,468 0,478

Fonte: modificado de TOMAZELLO FILHO (1985, 1985 e 1987).

2.3. Densitometria de raio X

Segundo o Glossary of dendrochronology, densitometria de raio X trata-se

de: “método para a medição da densidade da madeira a partir de filmes de raio X

de amostras finas de madeira (obtidas de seção do tronco)”.

Em estudo realizado por BANZATO & TOMAZELLO FILHO (1998), a

metodologia de densitometria de raio X, mostrou-se eficaz para determinação da

densidade aparente das árvores de Pinus taeda L.. Possibilitou analisar a

estrutura e as características dos anéis de crescimento, útil não só para

determinação da idade das árvores, mas também para se conhecer as taxas

anuais de crescimento radial e o efeito da aplicação de práticas de manejo.

http://www01.wsl.ch/glossary/FMPro?-db=dendroglossary.fp5&-lay=web&-format=details-po.html&ID_Nr=245&-Find



23

DECOUX et al. (2003) e LINDEBERG (2004) também obtiveram bons

resultados da aplicação da metodologia de densitometria de raios X.

2.4. Tomografia de impulso

O tomógrafo de impulso foi desenvolvido para avaliação do estado interior

das árvores. Baseia-se no princípio da cronometragem de ondas de estresse. A

velocidade do impulso dentro da árvore está altamente correlacionada com a

densidade do material, por isso pode ser usada para colher informações sobre o

seu estado (RINNTECH, 2005).

Onda é uma perturbação da matéria ou energia que se propaga, mantendo

as suas características. Transporta energia e informação, mas não matéria.

Existem dois tipos de ondas: ondas mecânicas - perturbação num meio material,

do qual dependem para se propagarem, por exemplo o som; ondas

eletromagnéticas - propagação de um campo elétrico e magnético que não

necessita de um meio material para se propagar. A velocidade das ondas

mecânicas está relacionada à rigidez do material, e com a densidade do mesmo

(VIEIRA, 2002).

RINNTECH (2005) explica que o hardware do tomógrafo de impulso é

composto por (Figura 4):

Sensores – cada sensor é equipado com um vibrômetro e um regulador

eletrônico para análise direta do tempo de entrada dos impulsos. Batendo no

sensor com um martelo são geradas ondas de estresse que viajam através da

madeira. O tempo de viagem das ondas entre os sensores é gravado e

transformado em velocidade;

24

Bateria – para fornecer energia para o tomógrafo. Através de um cabo serial

conector da bateria, os dados medidos são transferidos dos sensores para PC;

Cabos de conexão – conectam os sensores uns aos outros, um dos

sensores à bateria e a bateria ao PC.

Figura 4. Foto do tomógrafo de impulso e de PC usado para armazenar as

informações.

O software do equipamento foi projetado para gravar os dados produzidos e

exibi-los em matrizes e em gráficos de velocidade (Figura 5, 6 e 7):

Matriz de runtimes [µs] – contem o tempo de percurso do impulso medido

entre os sensores. Se um impulso não alcança um sensor, o runtime tende a

valores extremamente altos;

25

Matriz de velocidade [m/s] – contem a velocidade calculada entre os

sensores. As velocidades das ondas entre os sensores são calculadas através da

distância entre os sensores fornecida pelo usuário dividida pelo tempo de percurso

medido;

Matriz de delta [%] – exibe a porcentagem de erro da medida realizada,

portanto quanto um dado é confiável. Quando o delta está entre 0 e 10%, o dado é

confiável, e quando delta está acima de 10%, o dado é não confiável;

Figura 5. Software do tomógrafo de impulso exibindo a matriz de delta [%],

indicando a confiabilidade das medidas (RINNTECH, 2005).

Gráfico de linha – exibe a velocidade entre os pares de sensores por meio

de linhas coloridas. Não permite localizar o defeito da madeira. Todas as cores do

gráfico são encontradas na palheta de cores, que exibe as velocidades inicial,

média e final a que se referem;

26

Figura 6 . Software do tomógrafo de impulso exibindo gráfico de velocidade de

linhas, com palheta de cores mostrando velocidades inicial, média e final a que se

referem.

Gráfico de superfície – é calculado através do gráfico de linha, usando

algoritmo matemático. Sua qualidade depende da densidade da rede de sensores.

Permite localizar o defeito da madeira. Todas as cores do gráfico são encontradas

na palheta de cores, que exibe as velocidades inicial, média e final a que se

referem.

27

Figura 7 . Software do tomógrafo de impulso exibindo gráfico de velocidade de

superfície, com palheta de cores mostrando velocidades inicial, média e final a que

se referem.

As medidas do tomógrafo de impulso não são explicadas por elas mesmas.

A velocidade do impulso está altamente correlacionada com a densidade da

madeira, mas pode ser afetada por parâmetros anatômicos. As diferenças

particulares entre as espécies precisam ser levadas em conta (RINNTECH, 2005).

28

2.5. Avaliação do risco de queda associado a problemas do tronco

Para sobreviver em qualquer ambiente, as árvores necessitam ser

mecanicamente confiáveis e possuir um razoável nível de segurança. Esse nível

de segurança, que deve ser ajustado de acordo com o crescimento da planta,

pode ser baseado no tronco. A susceptibilidade do tronco para falhas mecânicas

aumenta conforme a árvore cresce em massa e em altura (NIKLAS, 2002).

BOND & TUCKER (2006) recomendam a seguinte avaliação de risco de

queda referente a defeitos no tronco:

Baixo – defeitos são pequenos (feridas pequenas recuperáveis pela árvore);

Médio – defeitos são presentes e óbvios (cavidade abrangendo 10 a 25%

da circunferência do tronco);

Alto – defeitos presentes são numerosos e/ou significativos (cavidade

abrangendo 30 a 50% da circunferência do tronco);

Severo – defeitos são muito severos (cavidade abrangendo mais de 50% do

tronco).

A remoção é recomendada para árvores em que ocorrem: apodrecimento

em mais de 2/3 do tronco; cavidade maior que metade da circunferência do tronco

e 1/3 do diâmetro do tronco apodrecido; cavidade cobrindo 2/3 ou mais da

circunferência do tronco (BOND & TUCKER, 2006).

Para KARLOVICH et al. (2000), árvores são classificadas como boas

quando possuem as condições:

não mais que rachaduras ou fendas pequenas;

cavidades não excedendo 30% do diâmetro do tronco;

galhos quebrados com diâmetro menor que 20cm;

29

não mais que mínimas evidências de insetos, doenças ou plantas

parasitas;

menos que 1/3 do sistema radicular exposto;

inclinação menor que 30%.

Não ocorrendo qualquer dos critérios acima, a árvore é considerada em má

condição.

2.6. Processamento de imagens

SILVA FILHO (2004) avaliou a floresta urbana de nove bairros do município

de Piracicaba-SP por meio de imagens de videografia. Neste trabalho, foi feita

identificação e quantificação do tecido urbano como um todo, composto por

floresta urbana, sistema viário, edificações, pavimentações e outros tipos de

coberturas. Para tal, foi utilizada a metodologia de classificação supervisionada

por meio do programa TNT Mips 6.8.

A classificação supervisionada utiliza algoritmos cujo reconhecimento dos

padrões espectrais na imagem se faz com base numa amostra de área de

treinamento (treinador), que é fornecida ao sistema de classificação pelo analista.

Por meio das classes identificadas no treinador, são determinados valores

centrais e a variabilidade em cada banda (R, G, B) para cada classe do treinador.

Esta informação permite ao processo determinar a probabilidade de uma dada

célula de um pacote de bandas pertencer a uma determinada classe do treinador.

A probabilidade depende da distância do valor da célula para o valor central da

classe, e o tamanho e forma das classes no espaço espectral.

30

Para avaliar estatisticamente a exatidão do mapeamento temático utilizou-

se a estatística Kappa extraída de matriz de erro obtida pelo programa de

geoprocessamento TNT Mips 6.8, conforme descrito em Landis & Koch2 e

Moreira3 citados por SILVA FILHO (2004). A estatística Kappa pode ser obtida por

meio das equações:

Sendo Po a exatidão geral; Pc, a proporção de unidades que concordam

por casualidade; M, o número de classes presentes na matriz de erro; nij, o

número de observações na linha i e coluna j; n i + e n + i, os totais marginais da

linha i e da coluna j, respectivamente; e N, o número total de unidades amostrais

contempladas pela matriz.

O valor da estatística Kappa, determinado por meio da equação (1), é

comparado em classes de acurácia, sendo que de 80% a 100% a classificação é

reconhecida como excelente.

______________________

2 LANDIS, J. R.; KOCH, G. G. The measurement of observer agrement for categorical data.

Biometrics, Arlington, v.33, n.1, p.159-174, 1977. 3 MOREIRA, M. A. Fundamentos do Sensoriamento Remoto e Metodologias de Aplicação. 2

ed. Viçosa, UFV, 307p., 2003.

31

3. OBJETIVO

Os testes realizados objetivaram a aplicação do tomógrafo de impulso na

avaliação do risco de queda de árvores dos maciços de eucalipto do Parque

Ibirapuera.

3.1 Objetivos Específicos

Analisou-se qual o melhor procedimento de utilização do equipamento para

obtenção de informações confiáveis;

Compararam-se os valores de velocidade de onda obtidos pela tomografia

de impulso aos valores de densidade aparente obtidos pela densitometria de raio

X, para verificar a confiabilidade do tomógrafo de impulso;

Avaliou-se o risco de queda de árvores dos maciços de eucalipto do Parque

Ibirapuera por meio da utilização de ferramentas de processamento de imagens.

4. MATERIAIS E MÉTODOS

4.1. Atividades de teste em laboratório

4.1.1. Coleta de amostras de lenho

Para os testes do tomógrafo de impulso em laboratório foram realizadas 2

coletas de material vegetal do lenho de árvores:

Primeira coleta - foram coletadas seções da região basal de 5 árvores de

espécies diferentes do Parque da ESALQ, tombadas durante o mini-ciclone

ocorrido em 29 de março de 2006. Tais amostras possuíam as seguintes

características (Tabela 9 e Figura 8):

32

Tabela 9: Características das amostras de lenho retiradas da região basal de 5

espécies diferentes (primeira coleta).

Nome Científico Nome Popular Altura (cm)

Perímetro da circunferência (cm)

Schizolobium parahyba (Vell.) Blake guapuruvu 35,5 203

Eucalyptus saligna Sm. eucalipto 19,5 144

Caesalpinia echinata Lam. pau-Brasil 43 132

Caesalpinia férrea Mart. Ex Tul. pau-ferro 45 126

Cedrela odorata L.* cedro 37 186

* O lenho amostrado era composto por dois lenhos originários: um maior com 133 cm de

perímetro da circunferência e outro menor com 105 cm.

Figura 8. Amostras da primeira coleta: eucalipto, cedro e guapuruvu à frente; pau-

Brasil e pau-ferro atrás.

Segunda coleta - foram coletadas 16 amostras do lenho de árvores da

espécie Eucalipto saligna Sm. de variadas regiões do tronco, com cerca de 50 cm

33

de altura e com diversas medidas de diâmetro. O local de origem foi a Estação

Experimental de Anhembi – ESALQ/USP, plantio para produção de madeira.

4.1.2. Produção de gráficos de velocidade das amostras da primeira coleta

Na seção transversal das amostras de lenho a 30 cm de altura, foram

fixados 12 pregos. Procurou-se distribuí-los ao longo da circunferência das

amostras a distâncias iguais, atravessando a região cerne/alburno (RINNTECH,

2005). A profundidade utilizada foi de 1 a 2 cm dentro do alburno.

Os pregos foram utilizados para sustentação dos sensores do tomógrafo.

Tais sensores receberam pancadas de martelo, para a produção de ondas

mecânicas e, consequentemente, dos gráficos de velocidade.

Foram produzidos gráficos com 2, 3, 4, 5 e 6 pancadas, primeiramente,

utilizando-se 12 sensores, depois 9 sensores e por último 6 sensores, sendo

realizadas 6 repetições para cada tratamento (exceto para guapuruvu e eucalipto

com 12 sensores e 6 pancadas, para os quais foram feitas apenas 5 repetições).

Os pregos não foram mudados de posição, apenas foram retirados 3 sensores e

depois 6, sempre de forma intercalada. Totalizaram-se 448 gráficos de velocidade.

Para o cedro, além das repetições acima, produziram-se 2 gráficos

diferenciados, pois o lenho dessa amostra era originado da união de dois lenhos.

Tais gráficos foram produzidos respeitando-se o limite entre os lenhos originários.

Portanto, produziu-se um gráfico do lenho originário maior (9 sensores e 6 batidas)

e outro do lenho originário menor (6 sensores e 6 batidas).

34

4.1.3. Análise dos gráficos de velocidade das amostras da primeira coleta

Para análise dos gráficos de velocidade obtidos dos tratamentos e

repetições nas amostras da primeira coleta, foram utilizadas suas matrizes de

Delta [%]. Por meio do uso do Excel foi possível avaliar os dados nelas contidos.

Os gráficos de velocidade da amostra de cedro não foram usados, pois não

correspondiam à condição real do lenho, devido à colocação errônea dos pregos

na amostra (abordado no item 5.1.i). Portanto foram analisados 358 gráficos de

velocidade.

4.1.4. Comparação dos dados obtidos pela densitometria de raios X e pela

tomografia de impulso

Após a produção dos gráficos de velocidade das primeiras amostras

coletadas, estas foram preparadas para aplicação da densitometria por raio-X.

Foram cortados discos de 5 centímetros de espessura, que incluíram a seção

transversal de fixação dos pregos, e portanto de produção dos gráficos

(BANZATTO & TOMAZELLO FILHO, 1998) (Figura 9).

Figura 9. Discos de 5 centímetros de espessura retirados das amostras contendo

a seção transversal de fixação dos pregos: cedro, eucalipto, guapuruvu, pau-

Brasil, pau-ferro.

35

Nos discos, foram demarcadas e cortadas amostras diametrais com 1,5 cm

de largura em serra de disco e, destas, cortadas amostras transversais em

equipamento de dupla-serra, com 2 mm de espessura (BANZATTO &

TOMAZELLO FILHO, 1998) (Figura 10).

Figura 10. Serra de disco; amostras diametrais de 1,5 cm de largura retiradas dos

discos; equipamento de dupla-serra; amostras transversais com 2 mm de

espessura retiradas das amostras diametrais.

Acondicionadas em sala a 20C e 50% de umidade relativa por 12 horas, as

amostras transversais foram homogeneizadas a 12% de umidade relativa.

Posteriormente foram radiografadas com aparelho Hiwlett Packarb Faxitron 43850

e reveladas (BANZATTO & TOMAZELLO FILHO, 1998). Os filmes radiográficos

foram digitalizados e os valores pontuais de um eixo das amostras, bem como os

respectivos gráficos dos perfis de densidade aparente das amostras de lenho

foram obtidos através da aplicação dos softwares CRAD e CERD.

No caso do pau-ferro, não foi possível concluir a metodologia acima, pois

suas amostras continham substâncias extrativas, que interferiram na radiografia,

impedindo a produção do gráfico do perfil de densidade aparente.

Para comparar os dados obtidos pela densitometria de raio X e pela

tomografia de impulso, selecionou-se a faixa da imagem tomográfica (gráfico de

velocidade produzido com 12 sensores e 6 batidas) na qual estaria contido o eixo

36

utilizado pela densitometria de raio X. Dessa faixa, percorreu-se uma linha de

pixels para confecção do gráfico dos perfis de velocidade de onda mecânica das

amostras de lenho, a semelhança da densitometria.

As cores dos pixels da linha percorrida foram reconhecidas com o auxílio do

software Adobe Photoshop. Foram também reconhecidas as cores da palheta

exibida nos gráficos de velocidade. Pode-se associar um valor de velocidade a

cada cor de pixel, dividindo-se a faixa de velocidades do gráfico (cujos valores

extremos são mostrados junto à palheta) pelo total de cores observadas na

palheta. Por fim, cada pixel da linha percorrida recebeu a velocidade

correspondente a sua cor e o gráfico do perfil de velocidade de onda mecânica

produzido.

Também, produziu-se o diagrama de dispersão das médias de velocidade

vs. médias de densidade em faixas de 3 cm das posições das amostras e foi

aplicado teste de Tukey para comparação entre as médias.

É importante destacar que em todos os métodos, sempre foram utilizados

os gráficos de velocidade de superfície (e não os gráficos de linha), pois permitem

a visualização de defeito do tronco. Também são chamados de imagens

tomográficas.

4.1.5. Produção de gráficos de velocidade das amostras da segunda coleta

Nas 16 amostras de lenho de Eucalyptus saligna Lm. da segunda coleta, os

pregos para sustentação dos sensores foram fixados em seção transversal a

cerca de 15 cm da seção transversal externa da amostra, para possibilitar a

comparação entre o gráfico de velocidade obtido pelo tomógrafo de impulso e a

37

observação visual da seção transversal externa. Foram utilizados 12 sensores

sustentados pelos pregos fixados a distâncias iguais entre si, atravessando a

casca e o alburno entre 1 e 2 cm de profundidade.

Cada sensor recebeu 5 pancadas de martelo. Enquanto as pancadas eram

executadas, o software do tomógrafo de impulso exibia a matriz de Runtimes [µs]

para que fosse avaliada a qualidade do impulso recebido. Caso fosse observado

que não havia sido medido o runtime (tempo de percurso da onda mecânica) entre

vários sensores, a exemplo da última linha da matriz da Figura 11, a linha era

excluída e repetida a pancada, até que se completassem 5 pancadas por sensor.

Figura 11. Software do tomógrafo de impulso exibindo matriz de Runtimes [µs].

38

Após a execução das pancadas, observava-se a matriz de Delta [%]

produzida. Caso ocorressem células com valores maiores que 10%, que

significam medições da velocidade não confiáveis, mais algumas pancadas eram

executadas naquele sensor para tentar reduzir o valor até a faixa aceitável (delta

entre 0 e 10%). Foram dadas, no máximo mais 5 pancadas.

No exemplo da Figura 12, os sensores ID_5576, ID_5581, ID_5583

receberam novas pancadas para diminuição dos deltas iguais a 100%.

Figura 12. Software do tomógrafo de impulso exibindo matriz de Delta [%].

39

4.1.6. Velocidade limite entre tecido saudável e tecido ruim em Eucalyptus

saligna Lm.

Por meio da observação visual da seção transversal externa das amostras

de lenho de Eucalyptus Saligna Lm. da segunda coleta e dos gráficos de

velocidade dessas amostras, separou-se a região representativa de tecido

saudável da região representativa de tecido ruim nos gráficos.

Foi observado a partir de qual cor de pixel o gráfico estaria representando

regiões de tecido ruim nos 16 gráficos de velocidade das diferentes amostras.

A variação da densidade nas espécies mais comuns do gênero Eucalyptus,

é entre 0,385 e 0,562 g/cm3 e esta densidade geralmente e crescente no sentido

medula-casca. A densidade do Eucayipus saligna Lm. é 0,434 g/cm3 e é crescente

no sentido medula-casca, tornando-a boa representante do gênero (TOMAZELLO,

1985). A análise foi feita em amostras de Eucalyptus saligna Lm. para que os

resultados obtidos pudessem ser extrapolados para os indivíduos, também do

gênero Eucalyptus, selecionados no Parque Ibirapuera.

4.2. Atividades de teste no Parque Ibirapuera

4.2.1. Caracterização do local de estudo

O Parque Ibirapuera se localiza na Zona Sul do município de São Paulo, no

bairro Ibirapuera.

Sua área é de 110,0 ha. E pode ser dividida, segundo uma linha norte-sul

que passa pelo seu centro, em dois ambientes geológicos distintos: i) na porção

oriental do parque, encontram-se terrenos aluviais quaternários contendo antigas

várzeas que foram aterradas (onde hoje se localizam os lagos); ii) na porção

40

ocidental, há terrenos firmes constituídos por maciços de sedimentos terciários da

Formação Resende. O lençol freático está a profundidades que variam de 1,50 a

2,50m na região a montante e de 1,5 a 4,5m na região da Av. República do Líbano

(Link et al. 4 citado por VEIGA, 2004).

O clima da região é subtropical úmido com estiagem no inverno, com a

temperatura do mês mais quente superior a 23ºC e a do mês mais frio inferior a

18ºC (VEIGA, 2004).

Os maciços de eucaliptos do Parque Ibirapuera foram divididos e

localizados para este estudo conforme a Figura 1, como foi feito por VEIGA

(2004).

4.2.2. Seleção e marcação de indivíduos arbóreos para aplicação do

tomógrafo de impulso

Dentro de cada um dos 8 maciços de eucalipto do Parque Ibirapuera foram

escolhidas 7 árvores que apresentassem preferencialmente: estado geral regular a

péssimo, proeminente desequilíbrio de caule e/ou de copa, lesão aparentes. Tais

indivíduos foram marcados à cal com um número que os identificou dentro do

maciço.

4.2.3. Produção de gráficos de velocidade dos indivíduos selecionados

Foram produzidos gráficos de velocidade de seção transversal localizada

na região basal do lenho das árvores selecionadas, de acordo com a metodologia

____________________ 4 LINK et al., 2003. Plano diretor do Parque Ibirapuera e respectivas intervenções. VRL Arquitetos

Associados. v. 1, 145p.

41

de produção de gráficos de velocidade das amostras da segunda coleta (item

4.1.5).

4.2.4. Análise dos gráficos de velocidade das árvores de eucalipto do

Parque Ibirapuera

A análise dos gráficos de velocidade das árvores de eucalipto do Parque

Ibirapuera foi composta por duas partes: 1ª parte – foram analisados os dados da

matriz de Velocidade [m/s] dos gráficos com o auxílio do Excel; 2ª parte –

classificação supervisionada das imagens tomográficas (gráficos de velocidade)

por meio do software TNT Mips 7.2.

Na classificação supervisionada dos gráficos de velocidade por meio do

TNT Mips 7.2, foram usadas amostras de área de tecido bom e de tecido ruim

para confecção do treinador. A partir da cor de pixel da velocidade limite entre

tecido saudável e tecido ruim observada nas amostras de Eucalipto saligna Lm. da

segunda coleta, pode-se selecionar as amostras dentro da imagem tomográfica.

Após a confecção do treinador, procedeu-se a classificação. Para todas

obteve-se valor de estatística Kappa superior a 80% (considerado excelente).

Com a porcentagem de área de tecido bom e de tecido ruim dada pela

classificação supervisionada, pode-se avaliar o risco de queda da árvore de

acordo com os critérios de BOND & TUCKER (2006).

42

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

5.1. Produção de gráficos de velocidade

Os testes realizados em laboratório e em campo, demonstraram que 5

fatores influenciam a produção de gráficos de velocidade: i) colocação dos pregos

de sustentação dos sensores; ii) qualidade da pancada de martelo e do impulso

produzido; iii) número de pancadas de martelo por sensor; iv) número de sensores

em relação ao perímetro da circunferência do lenho; v) condições climáticas e

interferências externas.

i) Colocação dos pregos de sustentação dos sensores:

Profundidade dos pregos - como é salientado pela RINTECH (2005), os

pregos devem atravessar a casca e parte do alburno do lenho para produção de

imagens tomográficas de qualidade. Na Figura 13, observam-se manchas

amarelas e vermelhas na periferia do gráfico devidas à pouca profundidade dos

pregos, que ficaram presos apenas à casca do lenho.

Figura 13. Gráfico de velocidade da amostra de eucalipto da primeira coleta com

pregos fixados apenas na casca.

43

É necessário atravessar o alburno até que o prego fique firme (importante

também para sustentação do sensor), de 1 a 2 cm de profundidade no alburno foi

suficiente. Em alguns casos, o prego continuou sem firmeza mesmo quando

enfiado até o fim, o que foi resolvido pela remoção de parte da casca ou escolha

de outro local para fixação.

Posição dos pregos - todos os pregos devem estar direcionados para o

centro do lenho para evitar distorções do gráfico de velocidade. A Figura 14

mostra dois gráficos diferentes, o segundo foi obtido pela mudança na posição dos

pregos que sustentavam o 3º e o 5º sensores na produção do primeiro gráfico.

Estes pregos foram redirecionados para o centro do lenho. Observa-se que esta

alteração, reduziu a área de menores velocidades do primeiro para o segundo

gráfico.

Figura 14. Gráficos de velocidade de onda da árvore 1 do maciço 8 (Parque

Ibirapuera), sendo o segundo gráfico obtido pela alteração da posição do 3º e do

5º pregos usados na produção do primeiro gráfico.

Há situações em que a colocação dos pregos não será tão obvia, como

ocorreu com a amostra de cedro da primeira coleta, quando o lenho da árvore era

44

formado pela união de dois lenhos (Figura 15). Para produção do primeiro gráfico

da Figura 15, colocaram-se os pregos equidistantemente, sem respeitar o limite

interno entre os lenhos originários, gerando um gráfico incorreto. Os outros

gráficos foram obtidos respeitando-se esse limite, o segundo gráfico

correspondente ao lenho originário maior e o terceiro ao lenho originário menor

mais danificado.

Figura 15. Foto da amostra de cedro da primeira coleta; gráfico de velocidade

produzido sem respeitar o limite interno entre os lenhos originários; gráfico de

velocidade do lenho originário maior; gráfico de velocidade do lenho originário

menor mais danificado.

45

Além de direcionados para o centro, os pregos também devem estar

preferencialmente distribuídos a distâncias iguais (RINTECH, 2005). Este

procedimento será mais discutido a frente nos itens iii e 5.2.1.

ii) Qualidade da pancada de martelo e do impulso produzido:

Conforme é explicado pela RINTECH (2005), a pancada do martelo no

sensor deve ser: precisa - batendo-se bem em cima do parafuso do sensor para

pancada; firme - sem usar muita força ou pouca força; e uniforme – evitando

variações de intensidade.

Constatou-se nas etapas de produção de gráficos, que a qualidade da

batida influencia diretamente na qualidade do impulso produzido.

Os dados dos impulsos recebidos pelos sensores são exibidos nas matrizes

do software do tomógrafo de impulso. No método de produção de gráficos

utilizado nas amostras da primeira coleta essas matrizes não foram analisadas. Ao

contrário do método utilizado nas amostras de eucalipto e nos indivíduos

selecionados do Parque Ibirapuera, no qual as matrizes do software foram

analisadas.

Quando as matrizes são analisadas, conforme o segundo método, podem-

se eliminar dados de impulso de má qualidade ou introduzir mais medições por

meio de novas pancadas, melhorando a qualidade dos dados das matrizes e,

conseqüentemente, do gráfico de velocidade.

46

iii) Número de pancadas de martelo por sensor:

Na análise das matrizes de Delta% dos 358 gráficos de velocidade obtidos

das primeiras amostras coletadas, foram separados os dados confiáveis (até 10%

de erro) dos dados não confiáveis (acima de 10% de erro). Foi calculada a

porcentagem de dados confiáveis, conforme o número de batidas e de sensores

das amostras (Tabela 10) e construídos os gráficos da Figura 16.

Na Tabela 10, observa-se em cada amostra que conforme o número de

batidas de martelo aumentou, a porcentagem de dados confiáveis cresceu (exceto

para o pau-Brasil com 6 sensores de 5 para 6 batidas e para o pau-ferro com 6

sensores de 4 para 5 batidas). Os acréscimos na porcentagem de dados

confiáveis tenderam a ser menores conforme o número de batidas aumentou.

A mudança do número de sensores também alterou a porcentagem de

dados confiáveis. Os resultados de 6 para 12 sensores foram sempre melhores,

enquanto de 6 para 9 sensores houve aumento da porcentagem de dados

confiáveis em poucas observações. Os 9 sensores não foram distribuídos a

distâncias iguais, o que provavelmente diminuiu a qualidade das medições,

mostrando a importância de manter os sensores a distâncias iguais, conforme já

foi comentado no item i.

As colunas de „Total Global‟ confirmam essas tendências observadas.

47

Tabela 10. Porcentagem de dados confiáveis conforme amostra, número de

sensores e número de batidas.

Porcentagem de dados confiáveis Sensores

Amostra Batidas 6 9 12 Total Global

Eucalipto 2 0,56% 0,46% 0,51% 0,51%

3 42,22% 34,95% 47,98% 41,72%

4 58,33% 56,02% 68,18% 60,84%

5 72,22% 77,31% 84,97% 78,17%

6 75,00% 82,18% 88,48% 81,50%

Eucalipto Total 49,67% 50,19% 56,97% 52,22%

Guapuruvu 2 0,56% 0,23% 0,88% 0,56%

3 43,33% 47,22% 46,09% 45,55%

4 65,00% 59,03% 65,28% 63,10%

5 76,67% 74,31% 85,23% 78,73%

6 91,67% 87,50% 91,97% 90,29%

Guapuruvu Total 55,44% 53,66% 56,71% 55,26%

Pau-brasil 2 0,00% 0,69% 0,00% 0,23%

3 43,33% 35,65% 45,83% 41,60%

4 59,44% 55,32% 65,40% 60,06%

5 75,56% 65,97% 77,15% 72,89%

6 73,89% 76,39% 80,56% 76,94%

Pau-Brasil Total 50,44% 46,81% 53,79% 50,35%

Pau-ferro 2 0,00% 0,93% 0,63% 0,52%

3 35,00% 28,94% 56,06% 40,00%

4 65,56% 52,31% 73,23% 63,70%

5 63,33% 54,86% 81,19% 66,46%

6 71,67% 64,12% 84,22% 73,33%

Pau-ferro Total 47,11% 40,23% 59,07% 48,80%

Total Global 50,67% 47,72% 56,63% 51,65%

Os gráficos seguintes ressaltam as informações da Tabela 10, percebe-se

claramente a tendência de acréscimo na porcentagem de dados confiáveis

conforme o número de batidas aumenta e de que forma este incremento tende a

ser menor com o aumento do número de batidas.

48

Figura 16. Gráficos de número de batidas de martelo versus porcentagem de

dados confiáveis: eucalipto, guapuruvu, pau-Brasil, pau-ferro, todos os dados.

49

Assim, estabeleceu-se como suficiente o número de 5 batidas por sensor

para a produção de gráficos de velocidade. Acompanhando as matrizes de

Runtimes [µs] e de Delta % (conforme método apresentado no item 4.1.5) pode-se

observar a qualidade dos dados e excluir ou adicionar medições quando

necessário.

iv) Número de sensores em relação ao perímetro da circunferência do

lenho:

Os indivíduos selecionados do Parque Ibirapuera apresentaram uma

diversidade no perímetro da circunferência entre 108 a 504cm, resultando numa

variação na distância entre os 12 sensores usados de 9 a 42cm (Tabela 11).

De suas matrizes de Velocidade [m/s] produzidas pelo software do

tomógrafo, foram contadas as células que exibiam valor nulo de velocidade, pois

significa que as medições entre o par de sensores não foram feitas pelo

equipamento (Tabela 11).

50

Tabela 11. Perímetro da circunferência, distância entre sensores e número de

medições não realizadas entre sensores dos indivíduos selecionados por maciço.

Maciço Árvore Perímetro da

Circunferência Distância entre

Sensores nº medições

não realizadas 1 1 180 15 9 1 2 312 26 22 1 3 156 13 0 1 4 216 18 34 1 5 264 22 11 1 6 360 30 39 1 7 108 9 0 2 1 348 29 27 2 2 216 18 8 2 3 288 24 17 2 4 204 17 11 2 5 288 24 16 2 6 276 23 11 2 7 216 18 5 3 1 252 21 6 3 2 144 12 0 3 3 192 16 31 3 4 228 19 5 3 5 252 21 9 3 6 180 15 3 3 7 276 23 16 4 1 156 13 0 4 2 144 12 9 4 3 192 16 1 4 4 168 14 1 4 5 240 20 6 4 6 276 23 3 4 7 204 17 4 5 1 264 22 2 5 2 240 20 2 5 3 312 26 5 5 4 276 23 7 5 5 192 16 0 5 6 324 27 6 5 7 144 12 0 6 1 228 19 1 6 2 264 22 12 6 3 408 34 22 6 4 168 14 4 6 5 216 18 0 6 6 228 19 0 6 7 240 20 1 7 1 120 10 0 7 2 180 15 0 7 3 204 17 1 7 4 192 16 3 7 5 372 31 10 7 6 240 20 4 7 7 504 42 10 8 1 168 14 12 8 2 324 27 32 8 3 324 27 20 8 4 264 22 28 8 5 168 14 8 8 6 180 15 0 8 7 192 16 2

Indivíduos com o maior e menor perímetro entre as circunferências Indivíduos retirados na produção do segundo diagrama de dispersão

51

O diagrama de dispersão e a equação linear de 1º grau das distâncias entre

sensores vs. número de medições não realizadas entre sensores (Figura 17),

mostrou não haver correlação entre estas duas variáveis, quando utilizados todos

os dados coletados. O R2 igual a 0,2571 não foi significativo pelo teste de Tukey.

Diagrama de dispersão de distância entre sensores em cm (eixo X) versus

número de medições não realizadas entre sensores (eixo y).

y = 0,808x - 7,1016

R2 = 0,2571

0

4

8

12

16

20

24

28

32

36

40

44

5 10 15 20 25 30 35 40 45

Figura 17. Diagrama de dispersão de distância entre sensores vs. número de

medições não realizadas entre sensores (todos os dados coletados).

No segundo diagrama de dispersão e em sua equação do 1º grau

(Figura18), 6 pontos discrepantes do conjunto de dados do primeiro diagrama

foram retirados. Obteve-se R2 igual a 56,29 que foi significativo pelo teste de

Tukey a 1%, constatando haver correlação entre as variáveis distância entre

sensores e número de medições não realizadas entre sensores.

Conforme a distância entre os sensores diminui, o número de medições não

realizadas tende a diminuir. Portanto, na aplicação do tomógrafo de impulso

52

recomenda-se utilizar o maior número de sensores a disposição, para que o

conjunto de dados sobre os impulsos seja melhor e, portanto, o gráfico de

velocidade produzido.

Diagrama de dispersão de distância entre sensores em cm (eixo X) versus

número de medições não realizadas entre sensores (eixo Y).

y = 1,2303x - 16,419

R2 = 0,5629**

0

4

8

12

16

20

24

28

32

36

5 10 15 20 25 30 35

Figura 18. Diagrama de dispersão de distância entre sensores vs. número de

medições não realizadas entre sensores (excluídos 6 pontos discrepantes).

v) Condições climáticas e interferências externas:

É destacado pela RINNTECH (2005) a impossibilidade do uso do tomógrafo

de impulso enquanto houver chuva, independente de sua intensidade.

Em campo, durante as medições realizadas no Parque Ibirapuera,

constatou-se que o vento também pode impedir o uso do equipamento. As copas

das árvores são balançadas, produzindo ondas mecânicas que acabam sendo

captadas pelos sensores e confundidas com as pancadas de martelo.

53

O tráfego intenso de automóveis nas Avenidas República do Líbano e

Pedro Álvares Cabral se apresentou como uma importante interferência externa.

As ondas mecânicas produzidas pela passagem dos automóveis também

impossibilitaram o uso do equipamento, sendo necessário aguardar períodos de

menor movimento.

5.2. Comparação dos dados obtidos pela densitometria de raios X e pela

tomografia de impulso

As Figuras 19, 20 e 21 exibem os gráficos de perfil de densidade aparente

seguidos pelos gráficos de perfil de velocidade das amostras de eucalipto,

guapuruvu e pau-Brasil. Pela observação dos pares de gráficos, nota-se que

existem semelhanças entre as suas curvas, tanto no primeiro raio (representado

pelos valores negativos de posição) como no segundo raio (valores positivos de

posição).

No gráfico de perfil de densidade aparente do eucalipto, percebe-se que

existe crescimento da densidade no sentido medula-casca (TOMAZELLO, 1985).

A queda da densidade aparente observada nas extremidades do gráfico é

atribuída à degradação da madeira, uma vez que as árvores coletadas estavam

caídas a cerca de 4 meses.

54

Figura 19. Eucalipto: gráfico de perfil de densidade aparente e gráfico de perfil de

velocidade de onda mecânica.

Figura 20. Guapuruvu: gráfico de perfil de densidade aparente e gráfico de perfil

de velocidade de onda mecânica.

Figura 21. Pau-Brasil: gráfico de perfil de densidade aparente e gráfico de perfil

de velocidade de onda mecânica.

55

O diagrama de dispersão e a equação de regressão polinomial de 2° grau

das médias de velocidade vs. as médias de densidade (Figura 22, 23, 24)

permitem se analisar quanto os dados obtidos pela tomografia de impulso são

semelhantes aos obtidos pela densitometria de raios X. Os asteriscos indicam que

o valor de R2 foi significativo pelo teste de Tukey a 1%, portanto as médias de

densidade aparente e de velocidade de onda obtidas ao longo do perfil do lenho

são semelhantes.

Eucalipto

Diagrama de dispersão de médias de velocidade (eixo X) vs médias de

densidade (eixo Y) da amostra de Eucalipto combinados pela posição.

y = -3E-06x2 + 0,006x - 1,861

R2 = 0,5019**

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15

650 700 750 800 850 900 950

Figura 22. Eucalipto: Diagrama de dispersão de médias de velocidade (eixo X) vs.

médias de densidade (eixo y) por faixa de posição e tabela de dados de origem.

Faixas (cm)

Velocidade (m/s)

Densidade Ap. (g/cm

3)

-22--19 757,15 0,81

-19--16 904,20 1,01

-16--13 848,10 0,99

-13--10 821,73 0,96

-10--7 805,78 1,11

-7--4 810,14 1,08

-4--1 708,49 0,88

-1-2 657,43 0,81

2-5 758,95 0,76

5-8 781,17 0,94

8-11 755,36 0,98

11-14 824,95 1,01

14-17 788,63 0,99

17-20 696,02 0,77

56

Guapuruvu


densidade (eixo Y) da amostra de Guapuruvu combinados pela posição.

y = 2E-05x2 - 0,0164x + 3,9176

R2 = 0,7407**

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

350 400 450 500 550 600

Figura 23. Guapuruvu: Diagrama de dispersão de médias de velocidade (eixo X)


origem.

Pau-Brasil


densidade (eixo Y) da amostra de Pau-brasil combinados pela posição.

y = 2E-06x2 - 0,0022x + 1,6478

R2 = 0,5364**

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15

1,20

1,25

1,30

1,35

1,40

650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100

Figura 24. Pau-Brasil: Diagrama de dispersão de médias de velocidade (eixo X)


origem.

Faixas (cm)

Velocidade (m/s)

Densidade Ap. (g/cm

3)

-21--18 586,59 0,54

-18--15 571,51 0,48

-15--12 544,64 0,37

-12--9 463,22 0,34

-9--6 422,32 0,33

-6--3 440,66 0,25

-3-0 425,19 0,23

0-3 396,69 0,26

3-6 387,99 0,27

6-9 460,60 0,26

9-12 492,03 0,24

12-15 474,54 0,28

15-18 501,43 0,28

18-21 552,34 0,39

21-24 560,56 0,42

24-27 566,94 0,54

27-30 563,94 0,46

30-33 579,95 0,81

Faixas (cm)

Velocidade (m/s)

Densidade Ap. (g/cm

3)

-25--22 792,38 1,14

-22--19 907,44 1,23

-19--16 941,78 1,20

-16--13 925,70 1,14

-13--10 881,28 1,02

-10--7 846,99 0,99

-7--4 893,06 0,96

-4--1 799,25 0,89

-1-2 667,88 0,99

2-5 866,74 1,17

5-8 920,79 1,07

8-11 1032,81 1,31

11-14 1078,86 1,29

14-17 860,27 1,11

57

Como observado anteriormente, ocorreram semelhanças entre os gráficos.

Contudo houve variações devidas, provavelmente, ao método usado para

obtenção dos valores de velocidade - em uma linha de pixels da imagem

tomográfica - para confecção da tabela de valores à semelhança da densitometria

de raios X. Tal método é específico da densitometria (apenas um eixo amostral),

enquanto a tomografia de impulso reproduz regiões na totalidade da secção

transversal, com uma resolução diferente do raio X. O tomógrafo é mais eficiente

para detectar regiões. Enquanto que o raio X é mais preciso em um eixo da

amostra, porém incapaz de avaliar áreas completas de uma seção do tronco.

Com os resultados obtidos, comprovou-se que existe coincidência das

medições dos lenhos de eucalipto, guapuruvu e pau-Brasil feitas pela tomografia

de impulso e pela densitometria de raios X, o que comprova a eficiência do

tomógrafo de impulso para reproduzir planos do interior das árvores.

5.2.1. O caso da amostra de cedro

Para o cedro, foram feitos os gráficos de densidade aparente e de

velocidade de onda apenas para o lenho originário maior da amostra. Pois o raio X

atravessa a madeira para obter resultados de densidade e o lenho originário

menor estava com um grande oco.

Pela observação dos gráficos de densidade aparente e de velocidade de

onda da amostra de lenho de cedro (Figura 25), percebe-se que existem

semelhanças entre as cursas do segundo raio (valores positivos de posição),

porém a discrepância é grande no primeiro raio (valores negativos). A extremidade

58

exterior do primeiro raio coincide com o limite entre os dois lenhos originários da

amostra, trecho impossível de se fixar pregos para sensores.

Figura 25. Cedro: gráfico de perfil de densidade aparente e gráfico de perfil de

velocidade de onda mecânica.

As médias de densidade aparente e de velocidade de onda encontradas ao

longo do perfil do lenho não foram semelhantes. O R2 igual a 0,1766 foi não

significativo pelo teste de Tukey (Figura 26).


densidade (eixo Y) da amostra de Pau-brasil combinados pela posição.

y = 1E-06x2 - 0,0013x + 1,0153

R2 = 0,1766

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

450 550 650 750 850

Figura 26. Cedro: Diagrama de dispersão de médias de velocidade (eixo X) vs.

médias de densidade (eixo y) por faixa de posição e tabela de dados de origem.

Faixas (cm)

Velocidade (m/s) Densidade

-16--13 503,15 0,65

-13--10 500,13 0,76

-10--7 496,54 0,82

-7--4 505,59 0,74

-4--1 472,63 0,61

-1-2 493,31 0,48

2-5 606,20 0,66

5-8 621,40 0,73

8-11 806,96 0,68

11-14 865,54 0,83

14-17 816,00 0,86

17-20 826,84 0,73

20-23 776,73 0,64

59

Este resultado pode estar associado ao fato dos sensores não estarem

distribuídos a distâncias iguais e também pela grande distância que o trecho de

união entre os lenhos originários provocou entre dois sensores.

5.3. Análise dos gráficos de velocidade dos indivíduos selecionados nos

maciços de eucalipto do Parque Ibirapuera

Pela comparação das seções transversais das amostras de Eucalipto

saligna Lm. da segunda coleta com suas imagens tomográficas, pode-se observar

que a cor do pixel da velocidade limite entre tecido bom e tecido ruim possuía

banda R= 255, banda G= 255, banda B= 0. Este resultado foi extrapolado para a

classificação supervisionada das imagens tomográficas dos eucaliptos do Parque

Ibirapuera.

A classificação supervisionada gerou uma imagem da classificação (tecido

bom em azul e tecido ruim em vermelho) e uma lista com os dados da

classificação para cada gráfico de velocidade analisado (Figura 27 e 28).

Figura 27. Gráfico de velocidade da árvore 5 do maciço 1, e respectiva imagem

da classificação supervisionada (tecido bom em azul e tecido ruim em vermelho).

60

Figura 28. Lista dos dados da classificação supervisionada do gráfico de

velocidade da árvore 5 do maciço 1. A seta indica as porcentagens de tecido bom

e ruim.

Nas tabelas abaixo, encontram-se a porcentagem de tecido bom e a

porcentagem de tecido ruim calculada pela classificação supervisionada e o risco

61

de queda associado à porcentagem de tecido ruim das árvores selecionadas de

cada maciço.

Foi obtido baixo risco de queda em: 1 árvore dos maciços 1, 2, 3, 5 e 8; em

4 árvores dos maciços 6 e 7; e em 5 árvores do maciço 4. Portanto as árvores

selecionadas apresentaram melhores condições no maciço 4. Obtiveram médio

risco de queda: 1 árvore do maciço 7; 2 árvores do maciço 2; e 3 árvores dos

maciços 3, 5 e 8. O alto risco de queda foi encontrado em: 1 árvore dos maciços

6 e 7; 2 árvores dos maciços 2, 4, 5 e 8; 3 árvores dos maciços 3; e 5 árvores do

maciço 1. Severo risco de queda encontrou-se em: 1 árvore dos maciços 1, 5, 7 e

8; e 2 árvores dos maciços 2 e 6. Portanto o maciço 1 apresentou as árvores

selecionadas em pior estado, com 5 árvores de alto risco de queda e 1 de risco

severo.

No total foram 18 árvores com baixo risco de queda (32,14%), 12 árvores

com médio risco de queda (21,43%), 18 com alto risco de queda (32,14%) e 8 com

severo risco de queda (14,28%).

Tabela 12. Maciço 1: dados da classificação supervisionada e risco de queda

associado à porcentagem de tecido ruim de acordo com BOND & TUCKER.

Maciço 1 % de Tecido Ruim % de Tecido bom Risco de Queda

Árvore 1 39,82 60,18 Alto

Árvore 2 69,41 30,59 Severo





Árvore 7 0 100 Baixo

62





Árvore 2 10,31 89,69 Médio



















Árvore 1 3,19 96,81 Baixo







63































64











6. ATIVIDADES DE TRANSFERÊNCIA DA TECNOLOGIA

Atividades de transferência da tecnologia realizadas:

Tradução do „User Manual - Arbotom 3-D Tree Impulse Tomograph,

version 1.59 for Microsoft Windows 98, 2000, XP‟ com instruções de utilização do

tomógrafo de impulso e do seu software, para facilitar a sua consulta pelos

usuários que falam língua portuguesa (RINNTECH, 2005) – Anexo 1;

Demonstração da aplicação do tomógrafo de impulso em aula da

disciplina de Silvicultura Urbana para alunos da pós-graduação;

Apresentação de 3 posters no 14º SIICUSP (06 de novembro de

2006) com resultados do presente trabalho, dos quais dois foram selecionados

entre os 10 melhores das Ciências Florestais – Anexo 2;

Acompanhamento da metodologia realizada por Bianca M. Bortolato,

aluna do curso de graduação em Engenharia Florestal da ESALQ-USP.

Atividades de transferência de tecnologia planejadas:

Doação de cópias deste trabalho para a Administração do Parque

Ibirapuera e para a Prefeitura de Piracicaba;

65

Produção de artigo para publicação;

Realização de outras atividades que se façam necessárias.

7. CONCLUSÃO

O tomógrafo de impulso foi capaz de produzir gráficos de velocidade que

reproduziram as condições internas das amostras coletadas e das árvores

selecionadas nos maciços de eucalipto do Parque Ibirapuera. Para tanto, foram

obtidas boas imagens tomográficas quando adotada a seguinte metodologia de

uso:

os pregos para sustentação dos sensores do tomógrafo atravessaram a

casca e a região do cerne/alburno entre 1 e 2 cm de profundidade, foram

direcionados para o centro do tronco (correspondente à medula do lenho) e

distribuídos a distâncias iguais;

as pancadas de martelo foram dadas precisamente sobre os parafusos

para pancada dos sensores, com firmeza e intensidade constante;

foram dadas 5 pancadas de martelo por sensor, verificando as matrizes de

Runtimes [µs], para exclusão de dados ruins, e de Delta% [m/s], para

execução de novas pancadas caso houvesse delta superior a 10%;

foram utilizados todos os sensores a disposição, para reduzir a distância

entre os sensores;

não havia vento ou chuva, nem trânsito de automóveis durante as

medições.

66

Os gráficos de perfil de densidade aparente (densitometria de raio X)

apresentaram semelhanças com os gráficos de perfil de velocidade da onda

(tomografia de impulso). Foram obtidos R2 significativos a 1% pelo teste de Tukey,

na comparação das médias de densidade aparente com as médias de velocidade

em faixas de 3cm de posição dos gráficos. Portanto, a tomografia de impulso

produz dados confiáveis, que refletem a realidade.

As imagens tomográficas das árvores selecionadas nos maciços de

eucalipto do Parque Ibirapuera foram eficientemente analisadas por classificação

supervisionada, calculando as porcentagens de tecido saudável e tecido ruim,

para avaliação do risco de queda pelos critérios de BOND & TUCKER (2006).

Mais de 46% dessas árvores apresentaram risco de queda alto ou severo,

revelando as condições precárias dos maciços de eucalipto do parque.

8. AGRADECIMENTOS

A Deus, “porque dele, por ele e pra ele são todas as coisas”.

A meus pais por todas as oportunidades oferecidas.

Ao meu cunhado, minha irmã e minha sobrinha pelo apoio sempre

presente.

Ao Professor Dr. Demóstenes Ferreira da Silva Filho por ser, além de

orientador, amigo.

Ao Engº Agrônomo Heraldo Guiaro, administrador do Parque Ibirapuera,

por permitir a aplicação do tomógrafo de impulso nas árvores do parque e pelo

acompanhamento do meu trabalho.

67

Ao Professor Dr. Mário Tomazello Filho por transmitir a mim seus

conhecimentos sobre anatomia da madeira e densitometria de raio X, além de

disponibilizar os equipamento e bibliografias do Laboratório de Anatomia da

Madeira (ESALQ-USP). Ao mestrando Matheus P. Chagas do Curso de Mestrado

em Anatomia da Madeira da ESALQ-USP, por me auxiliar em todas as etapas da

densitometria de raio X.

Ao doutorando José Mauro Magalhães Ávila Paz Moreira do

Curso de Doutorado em Economia Aplicada da ESALQ-USP, que compartilhou

comigo seus conhecimento em Excel para possibilitar minhas análises.

Ao Gestor Ambiental Francisco Martins de Almeida Rollo, bolsista de

treinamento técnico vinculado ao projeto de políticas públicas da FAPESP, por

realizar o processamento da maior parte das imagens tomográficas e por me

capacitar para também fazê-lo. Por acreditar em mim, por todo incentivo e carinho.

9. BIBLIOGRAFIA

BANZATTO, A. C. & TOMAZELLO FILHO, M. Avaliação das características dos

anéis de crescimento de Pinus taeda L. segundo a microdensitometria de

raios X. Revista de Ciência e Tecnologia, p.17- 23, 1998.

BURGER, L. M.; RICHTER, H. G. Anatomia da madeira. São Paulo: Nobel,

154p.,1991.

68

CONDEPHAAT. Resolução nº 01 de 25 de Janeiro de 1992. Processo de

tombamento do Parque Ibirapuera.

COUTO, H. T. Z. Avaliação de áreas verdes e arborização urbana utilizando

videografia aérea multiespectral e tomografia. FAPESP - Programa de Políticas

Públicas, processo nº: 03/06438-6: Relatório da primeira fase, 70p., nov. 2004.

DECOUX, V.; VARCIN, E.; LEBAN, J. Relacioships betweem the intra-ring

wood density assessed by X-ray densitometry and optical anatomical

measurements in conifers.Consequences fro de cell wall apparent density

determination. INRA, EDP Sciences, p. 251-262, 2004.

BOND, J. & TUCKER, F. Field Guide. Disponível em

<http://www.umass.edu/urbantree/accessguide1.doc>. Acesso em: 03 dez. 2006.

GLOSSARY OF DENDROCHRONOLOGY. Densitometria de raio-X. Disponível

em <http://www01.wsl.ch/glossary/FMPro?-db=dendroglossary.fp5&-lay=web&-

format=details-po.html&ID_Nr=350&-Find>. Acesso em: 03 dez. 2006.

KARLOVICH, D. A.; GRONINGER, W. G.; CLOSE, D. D. Tree

conditionassociated with topping in southern illinois communities. Journal of

Arboriculture, 26 (2): p.87-91, March 2000.

http://www.umass.edu/urbantree/accessguide1.doc

69

LINDEBERG, J. X-ray Based Tree Rings Analyses. Swedish University of

Agricultural Sciences: doctoral thesis, 25p., 2004.

NIKLAS, K. J. Wind, size and tree safety. Journal of Arboriculture, 28 (2): p.84-

93, March 2002.

RINNTECH. User Manual - Arbotom 3-D Tree Impulse Tomograph, version

1.59 for Microsoft Windows 98, 2000, XP. 42p., 2005.

TOMAZELLO FILHO, M. Formação e anatomia da madeira. ESALQ-USP, ?.

TOMAZELLO FILHO, M. Variação radial da densidade básica e da estrutura

anatômica da madeira do Eucalyptus saligna e E. grandis. Revista do IPEF:

n.29, p.37-45, abr. 1985.

TOMAZELLO FILHO, M. Variação radial da densidade básica e da estrutura

anatômica da madeira do Eucalyptus gummifera, E. microcorys E E. grandis.

Revista do IPEF: n.30, p.45-54, ago. 1985.

TOMAZELLO FILHO, M. Variação radial da densidade básica em estrutura

anatômica da madeira do Eucalyptus globulus, E. pellita e E. acmenioides.

Revista do IPEF: n.36, p.35-42, . 1987.

70

SILVA FILHO, D. F. et al. Efeito de borda no inventário dos maciços de

eucalipto do Parque Ibirapuera por meio do uso de sensoriamento remoto e

geoprocessamento. Artigo não publicado.

SILVA FILHO, D. F. Aplicação de videografia aérea multiespectral na

avaliação de floresta urbana. UNESP-Jaboticabal: Tese de Doutorado, 88p.,

abr. 2004.

VEIGA, A. P. B. Avaliação dos maciços de eucalipto e sua relação com o

entorno no Parque Ibirapuera. ESALQ-USP: Relatório de Estágio

Supervisionado, 68p., jun. 2004.

VIEIRA, A. Física III. Instituto Superior de Engenharia do Porto - Porto, 93p., 2002.

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