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Caracterização da combustibilidade de leitos florestais heterogéneos

Author(s): Almeida, Miguel Abrantes de Figueiredo Bernardo de cv logo 1

Date: 2005

Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/4597

Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro

Subject(s): Protecção ambiental; Incêndios florestais - Propagação


Description
Os incêndios são uma das principais causas de destruição das florestas. Desta forma, o estudo do comportamento do fogo e de modelos que definam a sua propagação torna-se indispensável para a gestão e preservação destes espaços vitais. O presente trabalho tem como objectivos a análise do comportamento do fogo num leito heterogéneo de combustíveis florestais (feno, caruma e estilha de madeira) e o estudo e aplicação do modelo de Rothermel perante as condições de ensaio num leito constituído por uma mistura de combustíveis. No cumprimento do primeiro objectivo fez-se uma caracterização às densidade absoluta e relação superfície – volume das espécies florestais utilizadas. Nos ensaios de combustibilidade fez-se variar a percentagem de cada um de dois combustíveis constituintes do leito, mantendo-se sensivelmente constantes as restantes variáveis experimentais (carga, altura do leito, porosidade,…). Realizaram-se 5 sequências de ensaios tendo-se variado as espécies constituintes do leito em cada sequência. Os parâmetros analisados foram: perda de massa, evolução da temperatura, velocidade de propagação, dimensões da chama e tempo de reacção. Da análise resultou que o comportamento do fogo aumenta polinomialmente (de 1º ou 2º grau, dependendo dos parâmetros) com o aumento da percentagem de combustível que apresenta maior combustibilidade, que corresponde ao combustível com maior relação superfície – volume. As características químicas do combustível, embora não tivessem sido analisadas, também levaram a variações do comportamento do fogo mediante uma alteração da mistura de combustíveis. Na aplicação do modelo de Rothermel a leitos heterogéneos, calcularam-se as variáveis de entrada para a mistura de combustíveis pela contribuição mássica de cada espécie. Obteve-se resultados bastante próximos daqueles obtidos laboratorialmente. Aplicou-se ainda os resultados a outros dois modelos de estudo do comportamento do fogo. O primeiro analisa o parâmetro adimensional de velocidade de propagação, calculando, pelo mesmo método, outros parâmetros adimensionais referentes a outras variáveis de ensaio. Todos os parâmetros adimensionais originaram tendências de crescimento polinomial de 1º ou 2º graus mediante o aumento da percentagem mássica do combustível com maior combustibilidade. Apenas o parâmetro adimensional de perda de massa não resultou numa tendência bem definida. O segundo modelo de estudo aplicado, relaciona a perda de massa, a carga efectiva de combustível e a velocidade de propagação. Este modelo, que havia sido definido para leitos de combustíveis simples, apresentou bons resultados nestes casos. Para leito heterogéneos de combustível, os resultados não foram tão satisfatórios, apresentando, no entanto, dentro de um intervalo que inclui os resultados teóricos do modelo. Fires are one of the main causes of destruction of the forests. This way, the study of the behaviour of the fire and of models that define its propagation becomes indispensable for the administration and preservation of these vital spaces. The present work has as goals the analysis of the behaviour of the fire in a heterogeneous bed of forest fuels (hay, needles and wood fragments) and the study and application of the Rothermel’s model under the researchable conditions in a bed constituted by a mixture of fuels. In the execution of the first goal it was made a characterization to the absolute density and relationship surface - volume of the used forest species. In the combustibility rehearsals it was varied the percentage of each one of two fuels constituent of the bed, staying sensibly constant the remaining experimental variables (load, height of the bed, porosity, etc.) They took place in 5 sequences of rehearsals where it was varied the constituent species of the bed in each sequence. The analyzed parameters were: mass loss, evolution of the temperature, rate of spread, dimensions of the flame and time of reaction. Of the analysis it resulted that the behaviour of the fire increases at a polynomial expression of first or second degree, depending on the parameters, with the increase of the percentage of fuel that presents larger combustibility, which corresponds to the fuel with larger relationship surface - volume. The chemistry characteristics of the fuel, although they had not been analyzed, they also caused variations of the behaviour of the fire by means of an alteration of the mixture of fuels. In the application of the Rothermel’s model to heterogeneous beds, the entrance variables were calculated for the mixture of fuels by the mass contribution of each species. It was obtained quite close results of those obtained in laboratory way. It was still applied the results the other two models of study of the behaviour of the fire. The first analyses the adimensional parameter of rate spread, calculating, for the same method, other adimensional parameters referring to the other rehearsal variables. All the adimensional parameters originated tendencies of polynomial growth of 1st or 2nd degrees by means of the increase of the mass percentage of the fuel with larger combustibility. The parameter adimensional of mass loss didn't just result in a well defined tendency. The second model of study, it relates the mass loss, the effective load of fuel and the rate spread. This model, which it had been defined for beds of simple fuels, it presented good results in these cases. For heterogeneous beds of fuel, the results were not so satisfactory, presenting, however, inside of an interval that includes the theoretical results of the model. Mestrado em Gestão e Políticas Ambientais
Document Type Master Thesis
Language Portuguese
Advisor(s) Viegas, Domingos Xavier; Miranda, Ana Isabel
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