Tese Doutorado Sutili

Transcrição

Tese
BIOENGENHARIA DE SOLOS NO ÂMBITO FLUVIAL
DO SUL DO BRASIL
por
Fabrício J. Sutili
Universidade Rural de Viena
Departamento de Engenharia Civil e Perigos Naturais
Instituto de Bioengenharia de Solos e Planejamento da Paisagem
BIOENGENHARIA DE SOLOS NO ÂMBITO FLUVIAL DO SUL DO BRASIL
ESPÉCIES APTAS, SUAS PROPRIEDADES VEGETATIVO-MECÂNICAS
E EMPREGO NA PRÁTICA
Tese apresentada à Universidade Rural de Viena
para obtenção do grau de doutor
elaborada por
Eng° Ftal, M.Sc. Fabrício J. Sutili
Orientação:
O. Univ. Prof. Dr. Florin Florineth
(Universidade Rural de Viena / Viena / Áustria)
a. o. Univ. Prof. Dr. Johannes Hübl
(Universidade Rural de Viena / Viena / Áustria)
Prof. Dr. Miguel Antão Durlo
(Universidade Federal de Santa Maria / Rio Grande do Sul / Brasil)
Viena, novembro de 2007
Nota do autor
Esse trabalho foi escrito concomitantemente em idioma alemão (A) e português (BR).
Com exceção de algumas das notas de rodapé, as duas versões correspondem-se
identicamente em conteúdo.
Titulo da versão em língua alemã:
Ingenieurbiologie an Fliessgewässern in Südbrasilien
geeignete Pflanzen, ihre biologisch-mechanischen Eigenschaften
und Anwendung in der Praxis
PREFÁCIO E AGRADECIMENTOS
Meu interesse pela bioengenharia de solos surgiu ainda no ano de 2000, quando, na
região da chamada “Quarta Colônia de Imigração Italiana” – RS, desenvolvia-se o projeto
“Revitalização da Pequena Propriedade Rural na Região Central do Rio Grande do Sul,
Brasil, pelo Cultivo Florestal”. Esse projeto, realizado em cooperação entre o Instituto de
Pesquisa em Crescimento Florestal (Institut für Waldwachstumsforschung) da Universidade
Rural de Viena (Universität für Bodenkultur, Wien) e o Departamento de Ciências Florestais
da Universidade Federal de Santa Maria, tinha por objetivo fomentar a atividade florestal na
região. Mesmo não sendo a bioengenharia de solos tema deste projeto original, não tardou
para que fosse notada a possibilidade de aplicação destas técnicas de intervenção, já
conhecidas e difundidas na Áustria. Estas se apresentavam como solução a uma série de
problemas que os pequenos agricultores enfrentavam na tentativa de estabilizar as margens
dos rios e arroios de comportamento torrencial. Ao se constatar isso, foram realizados os
primeiros contatos em Viena, com o Instituto de Bioengenharia de Solos (Institut für
Ingenieurbiologie und Landschaftsbau – IBLB). Mais tarde – em 2003 – em conjunto com
esse último instituto de pesquisa, deu-se início a um trabalho de investigação das
propriedades vegetativo-mecânicas da vegetação ribeirinha local e implantação de algumas
obras experimentais de estabilização de taludes fluviais, obtendo-se, assim, as condições
necessárias para o desenvolvimento desta tese de doutorado.
Por isso, quero, antes de tudo, agradecer aos idealizadores daquele primeiro projeto,
o ASS. PROF. DR. DR. H.C. FRANZ H. ANDRAE e o PROF. DR. MIGUEL A. DURLO, que foram
também responsáveis por iniciar os meus contatos com o meu futuro orientador. A esses
meus professores e amigos, não só agradeço, como dedico este trabalho.
Ao meu orientador O. UNIV. PROF. DR. FLORIN FLORINETH quero agradecer, tanto pela
orientação, como também pela atenciosa maneira como me recebeu e tratou. Quero
estender meus agradecimentos a todos os meus colegas do IBLB, que me proporcionaram,
durante três anos, um excepcional ambiente de trabalho e aprendizado. Mas quero, sim,
fazer especial referência ao UNIV. ASS. DR. HANS PETER RAUCH, que acabou por se revelar,
tanto meu orientador informal, como também colega neste e em outros projetos.
Agradeço também ao DI STEPHAN VOLLSINGER, responsável pelos primeiros contatos
e por ajudar nos passos iniciais do projeto que acabou por dar origem a minha tese.
.
5
Eu seria extremamente injusto se deixasse de lembrar não só a minha querida
universidade de origem, a UFSM (Universidade Federal de Santa Maria), mas, também, os
nomes de alguns professores desta universidade, que considero responsáveis pela minha
formação e que muito me ajudaram nos meus planos de doutorado. Meus sinceros
agradecimentos ao PROF. DR. DELMAR A. BRESSAN, ao PROF. DR. JOSÉ N. C. MARCHIORI, ao
PROF. DR. CÉSAR A. G. FINGER, ao PROF. DR. CLÓVIS HASELEIN, ao PROF. DR. PAULO R.
SCHNEIDER e ao PROF. DR. MAURO V. SCHUMACHER.
Menciono, em especial, o meu colega ENG° FTAL RAFAEL DORNELLES, que participou
de todas as fases dos trabalhos de campo, uma ajuda muito importante para a realização
desta tese. A ti, meu amigo, meu muito obrigado!
Agradeço também às pessoas que, nos momentos iniciais – os mais difíceis! – me
ajudaram com todo o amparo de que precisei. Aos meus pais CARMEN e IRINEU e ao meu
querido irmão FERNANDO, muito obrigado! A ti, LUZIANE, só posso dizer que sem teu apoio
inicial isso simplesmente não teria sido possível.
Novamente na Áustria, expresso meu agradecimento aos meus queridos amigos DI
KATHRIN PLUNGER e DI WERNER ALTREITER que foram pioneiros, ao desenvolverem suas
dissertações de mestrado relacionadas ao tema de bioengenharia de solos, no Sul do Brasil.
Desses primeiros trabalhos que realizamos juntos, nasceu não só um novo tema de
interrese comum entre nossas universidades, mas também uma grande amizade.
Ao DI STEPHAN LUTTER sou especialmente grato pela sua disposição em ler e fazer
sugestões valiosas para a versão deste trabalho em língua alemã.
Foram muitos os amigos que encontrei nesse curto período em que estive “fora de
casa”, e a todos sou grato, tanto pela ajuda como pela amizade demonstrada. No entanto,
agradeço e devo fazer referência nominal a dois deles:
Ao BAKK. TECHN. JOSEF PAULIČ, por toda a ajuda e simpatia. Muito obrigado, Peppo!
Ao DI CLEMENS WEISSTEINER de quem levo uma sincera amizade! Ver-nos-emos no Brasil!
Por fim, não poderia eu deixar de mencionar e externar minha gratidão à, agora,
também “minha” universidade BOKU (Universität für Bodenkultur, Wien) e às instituições
que foram responsáveis pelo financiamento da minha tese de doutorado. À ÖAD
(Österreichischer Austauschdienst) pela concessão da bolsa de estudos e à ÖAW / KEF
(Österreichische Akademie der Wissenschaften / Kommission für Entwicklungsfragen) pelo
financiamento das pesquisas e trabalhos de campo. Ao agradecer essas instituições
austríacas, quero fazê-lo de maneira a demonstrar minha profunda gratidão ao país que elas
representam e que de forma tão especial me recebeu e tratou durante o período em que lá
fui hóspede.
6
.
RESUMO / KURZFASSUNG / ABSTRACT
Técnicas de bioengenharia de solos são conhecidas e comumente utilizadas na Europa para
a estabilização de taludes fluviais. Para implementar estas técnicas, espécies (plantas)
adequadas devem ser selecionadas e diferentes métodos de intervenção devem ser
experimentados com os materiais e sob as condições de trabalho locais. Este estudo
apresenta os resultados dos testes e investigações sobre as características biotécnicas de
algumas espécies do Sul do Brasil (Rio Grande do Sul). Além disso, foram instaladas e
monitoradas sob as condições locais, diferentes obras de bioengenharia de solos. Entre as
espécies estudadas: Phyllanthus sellowianus, Salix humboldtiana, Salix × rubens e
Sebastiania schottiana revelaram-se capazes de produzir os efeitos esperados. Calliandra
brevipes, Morus nigra, Pouteria salicifolia e Terminalia australis mostraram-se pouco
promissoras. As técnicas de bioengenharia de solos experimentadas mostraram sucesso e
puderam ser construídas com material local, de maneira prática e a um custo justificável.
Palavras-chave: bioengenharia de solos, vegetação reófila, estabilização de taludes fluviais
Ingenieurbiologische Bauweisen zur Sicherung von Fluss- und Bachufern haben sich in
Europa durchgesetzt. Damit diese Methoden durchgeführt werden können, müssen
geeignete Gehölze gesucht und getestet, und verschiedene Bauweisen dem Klima und den
vorhandenen Materialien und Arbeitsbedingungen angepasst werden. In der vorliegenden
Arbeit wurden verschiedene Gehölze auf ihre Eignung für ingenieurbiologische
Uferschutzmaßnahmen getestet und Bauweisen unter lokalen Standortsbedingungen von
Rio Grande do Sul (Südbrasilien) erprobt. Mit Ausnahme von Calliandra brevipes, Morus
nigra, Pouteria salicifolia und Terminalia australis haben sich die anderen getesteten Arten,
Phyllanthus sellowianus, Salix × rubens, Salix humboldtiana und Sebastiania schottiana als
viel versprechend für ingenieurbiologische Maßnahmen herausgestellt. Die in situ erprobten
Bauweisen konnten erfolgreich mit lokalen Baustoffen und bei annehmbaren Kosten
durchgeführt werden.
Schlüsselwörter: Ingenieurbiologie, Ufervegetation, Uferschutz, Südbrasilien
In Europe, soil bioengineering measures are commonly used for the protection of the banks
of rivers and creeks. In order to implement these techniques, appropriate plant species need
to be selected and various soil bioengineering methods need to be investigated regarding
their compatibility with the local climate, materials, and working conditions of Rio Grande do
Sul (Southern Brazil). This study shows the results of the tests and investigations on various
plant species from Southern Brazil. Moreover, different bioengineering constructions were
installed and monitored in situ, focusing on their performance under local conditions. Among
the studied species, Phyllanthus sellowianus, Salix humboldtiana, Salix × rubens and
Sebastiania schottiana, are promising to be used in soil bioengineering. Calliandra brevipes,
Morus nigra, Pouteria salicifolia and Terminalia australis did not show satisfactory results.
The tested soil bioengineering structures were successfully built with local materials in an
economical and practical way.
Keywords: soil bioengineering, river bank vegetation, bank protection, Southern Brazil
.
7
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO E OBJETIVO
11
2
ÁREA EM ESTUDO
12
2.1
Localização e hidrografia
12
2.2
Clima
13
2.3
Geomorfologia, geologia e solos
14
2.4
Vegetação original
17
2.5
Vegetação atual e usos da terra
20
2.6
Processamento fluvial e problemas decorrentes
21
3
DESCRIÇÃO DAS ESPÉCIES
27
3.1
Calliandra tweediei Benth.
29
3.2
Calliandra brevipes Benth.
30
3.3
Phyllanthus sellowianus Müll. Arg.
31
3.4
Sebastiania schottiana (Müll. Arg.) Müll. Arg.
33
3.5
Pouteria salicifolia (Spreng.) Radlk.
34
3.6
Terminalia australis Camb.
35
3.7
Salix × rubens Schrank
36
3.8
Salix humboldtiana Willd.
38
3.9
Morus nigra L.
40
3.10
Hedychium coronarium J. König
41
3.11
Cynodon plectostachyus (K. Schum.) Pilg.
42
4
PROPRIEDADES TÉCNICAS DA VEGETAÇÃO
43
4.1
Desenvolvimento vegetativo
43
4.1.1
Metodologia dos canteiros experimentais
44
4.1.2
Resultados e discussão dos canteiros experimentais
46
4.1.3
Metodologia das estacas mantidas em água
50
4.1.4
Resultados e discussão das estacas mantidas em água
51
4.2
Flexibilidade
53
4.2.1
Metodologia do teste de flexibilidade
54
4.2.2
Resultados e discussão do teste de flexibilidade
59
4.3
Resistência ao arranquio
69
4.3.1
Metodologia do teste de resistência ao arranquio
70
4.3.2
Resultados e discussão do teste de resistência ao arranquio
73
.
9
5
OBRAS DE BIOENGENHARIA DE SOLOS
76
5.1
Parede-Krainer dupla e esteira viva com muro de pedras na base
77
5.2
Esteira viva com parede-Krainer dupla na base
79
5.3
Entrançado vivo diagonal
81
5.4
Desenvolvimento da vegetação utilizada nas obras
82
6
CONCLUSÃO E CONSIDERAÇÕES FINAIS
85
7
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
89
10
.
1
INTRODUÇÃO E OBJETIVO
Nas técnicas de bioengenharia de solos em obras que visam à perenização de
cursos de água, estabilização de encostas, tratamento de voçorocas e ao controle da erosão
de modo geral, não só os materiais inertes, como madeira, pedras, geotêxteis e estruturas
de metal e concreto, mas também a vegetação é entendida e usada como componente
estrutural. Portanto, para o sucesso destas obras, deve-se não só conhecer os modelos de
intervenção preconizados, mas seu resultado fica também na dependência do conhecimento
e adequado aproveitamento das características técnicas da vegetação.
Surgidas inicialmente no âmbito fluvial, como medidas complementares aos
métodos tradicionais de controle de torrentes (Wildbachverbauung), estas técnicas são
conhecidas e utilizadas na Europa Central (Alemanha, Suíça, Norte da Itália e, sobretudo na
Áustria) e também na América do Norte, há décadas. Nos métodos tradicionais lá
empregados, as componentes ecológicas e estéticas foram em parte negligenciadas, em
favor da “simples” solução técnica do problema. Atualmente, a bioengenharia de solos
apresenta-se na Europa, em muitos casos, como alternativa aos modelos tradicionais, pois
além de trazer solução aos problemas, essas práticas, quando corretamente empregadas,
trazem ganhos estéticos, ecológicos, bem como possuem, normalmente, uma maior
viabilidade econômica. Na Áustria, é hoje especialmente empregada na “re-naturalização”
dos cursos de água que, no passado, foram quase totalmente retificados, calçados e/ou
concretados pelos métodos tradicionais. Na região Sul do Brasil não se executaram e nem
se tem necessidade de agora reproduzir esses métodos antecessores às técnicas de
bioengenharia de solos, de modo que esta encontra assim um ponto diferente de partida.
Estas técnicas apresentam-se no Brasil como alternativa na solução de uma série de
problemas decorrentes do comportamento processual natural dos cursos de água, mas que,
por vezes, são agravados ou mesmo, resultantes das ações antrópicas de ocupação.
Esses problemas que representam tanto perdas econômicas como situações de
risco, podem, com o devido conhecimento, serem mitigados ou mesmo solucionados pela
bioengenharia de solos. Entretanto, os modelos de intervenção no Sul do Brasil são pouco
conhecidos, como também se carece, quase que completamente, de informações sobre as
características técnicas da vegetação.
Sendo assim, este trabalho tem o objetivo de investigar e apresentar
informações sobre algumas espécies vegetais, bem como experimentar, sob
condições regionais, modelos de estabilização de taludes fluviais, baseados nas
técnicas de bioengenharia de solos.
.
11
2
ÁREA EM ESTUDO
Neste capítulo, são reunidas informações de caráter macro-ecológico, tais como
localização, hidrografia, clima, geomorfologia, geologia, solos, vegetação original e atual da
área de estudo, bem como são discutidos os problemas decorrentes do processamento
fluvial e das ações antrópicas de ocupação.
O agrupamento destas informações tem como objetivo disponibilizar ao leitor um
mínimo de informações sobre a região, tornando possível uma melhor compreensão dos
problemas existentes e das proposições posteriormente apresentadas.
Partes das informações aqui contidas já foram publicadas, de forma mais
detalhada, por SUTILI (2001, 2004) e LUTTER / SCHERBAUM (2004), para um curso de água
da região, em específico: o Arroio Guarda-mor; tanto nas publicações citadas como no
presente trabalho, deu-se importância a descrições genéricas, porém práticas e que são
válidas não só para as áreas de drenagem em questão, mas, com oportunas reservas, para
toda a encosta sul do Rebordo da Serra Geral e Depressão Central do Rio Grande do Sul.
2.1
Localização e hidrografia
O Rio Grande do Sul, juntamente com os Estados de Santa Catarina e Paraná,
constituem a Região Sul do Brasil. De todos, o Rio Grande do Sul é o Estado mais
meridional do Brasil e se encontra na faixa subtropical. Suas coordenadas extremas
estendem-se de 27° a 34° de latitude sul e de 50° a 58° de longitude oeste.
A área em estudo compreende, fundamentalmente, os domínios de drenagem dos
Rios Soturno e Vacacaí-mirim. Estes cursos de água possuem suas cabeceiras ainda sobre
o Planalto Gaúcho e encravadas no Rebordo Sul da Serra Geral. O Rio Soturno, no seu
terço final, alcança a Depressão Central, ao confluir com o Rio Jacuí. Da mesma maneira, o
Rio Vacacaí-mirim também é tributário do Rio Jacuí, no entanto tem seu maior trajeto na
Depressão Central. O Rio Jacuí, por sua vez, é o principal curso de água que contribui à
Laguna Guaíba (Fig. 1 e 3).
A maioria dos cursos de água que descem do Planalto Gaúcho em direção à
Depressão Central, apresenta similaridades no seu processamento fluvial. Com isso,
acredita-se que as informações levantadas, como também as formas de manejo biotécnico
testadas possam ser válidas, com as devidas adaptações, também para outros cursos de
água da região do Rebordo e Depressão Central.
12
.
Estado de
SANTA CATARINA
Rio U
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Frederico Westphalen
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Santa Maria
30° sul
Caxias do Sul
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AMÉRICA DO SUL
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30° sul
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54° oeste
54° oeste
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L
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a
BRASIL
Escala
Chuí
50 25
0
50
100
150
200 km
Fig. 1: Estado do Rio Grande do Sul (RS) com seus principais cursos de água e a área em estudo
delimitada pela moldura.
2.2
Clima
O clima desta região do Estado é subtropical do tipo Cfa 2, segundo a classificação
de Köppen (MORENO, 1961), o que corresponde a condições climáticas úmidas, com verões
quentes e chuvas bem distribuídas durante o ano. No entanto, pode ocorrer déficit hídrico
nos meses de temperaturas mais elevadas (novembro a março).
A temperatura média da região é de 19o C, e a precipitação anual oscila ao redor
de 1.700 mm. Por outro lado, a ocorrência de precipitações que podem somar 2.500 mm
anuais, alcançando mais de 400 mm nos meses mais chuvosos, marca os chamados anos
de El Niño, que ocorrem com uma freqüência aproximada de cinco anos. O diagrama
climático da Figura 2 mostra a variação anual da temperatura e precipitação. Em média, na
região, ocorrem 25 dias de geada por ano.
.
13
SANTA MARIA / BRASIL
[30]
(100 m)
19° C
1.700 mm
100
80
30
60
[mm]
[°C]
20
40
10
20
0
0
J
A
S
0
N
D
J
F
M
A
M
Mês
temp.
[°C]
ppt.
[mm]
JUL
13,8
142
AGO
16,1
123
SET
16,0
151
OUT
18,7
174
NOV
21,1
133
DEZ
23,5
123
JAN
24,7
143
FEV
24,1
141
MAR
22,8
110
ABR
18,9
144
MAI
16,4
163
JUN
13,9
162
J
* média de 30 anos
Fig. 2: Diagrama climático da região de Santa Maria.
2.3
Geomorfologia, geologia e solos
A metade norte do Rio Grande do Sul pertence ao grande compartimento
geomorfológico
do
Planalto
Meridional
Brasileiro,
subdividido
em
Topo
(Planalto
propriamente dito) e Rebordo do Planalto, que dá forma à Serra Geral (Fig. 3). Esta serra
possui uma escarpa nordeste com cerca de 150 km de extensão, aproximadamente paralela
à costa, que é a feição mais proeminente (relevos locais entre 600 até 1.000 m) e outra,
bem mais extensa (mais de 600 km), conhecida como Rebordo do Planalto ou Vertente Sul
da Serra Geral, que se estende de leste a oeste, formando uma borda profundamente
recortada e erodida, que divide a área de estudos ao meio. A divisão geomorfológica do
Estado é mostrada na Figura 3; uma pequena descrição topográfica sobre cada Formação é
dada na tabela que segue a ilustração (Tab. 1).
A região fisiográfica da Depressão Central, que se encontra sobre um
compartimento geomorfológico de mesmo nome, é subdividida em áreas de coxilhas e de
planícies aluviais. O Rio Jacuí nasce no Planalto e possui seu curso médio fortemente
encaixado no Rebordo; em seguida, passa a descrever o seu curso entre planícies e
coxilhas da Depressão Central, ao sopé da escarpa leste–oeste da Serra Geral. As
pequenas variações altimétricas da Depressão Central só são interrompidas pelos relevos
residuais relacionados à Serra Geral, que testemunham a profunda reesculturação e recuo
para o norte, devido aos processos de erosão e ao entalhamento regressivo dos cursos de
água que drenam a encosta. Na área em estudo, cursos de água (como o Vacacaí-mirim, o
14
.
Rio Soturno e seus afluentes Arroio Guarda-mor e Rio Mello) drenam a escarpa leste–oeste
da Serra Geral, nascendo no Planalto e alcançando a Depressão Central, com diferenças
altimétricas entre o topo e o talvegue superiores a 400 metros (Fig. 4 e 5).
Rio
í
cu
Ja
Rio
rno
Sotu
S. Maria
Rio Jacuí
Topo
Rebordo
Planalto
-Serra Geral-
Depressão Central
Escudo Sul-riograndense
Escala
Planície Litorânea
0
50
100
150 km
Fig. 3: Compartimentação geomorfológica do Estado do Rio Grande do Sul; posição do Rio Jacuí,
Vacacaí-mirim e Soturno. Detalhe da área de estudo.
Nome
Planalto
descrição
Topo: platô que se estende da costa continente adentro, com
altitudes decrescentes que vão de 1.400 até 200 m acima do
nível do mar.
Rebordo do Planalto ( = Serra Geral): forma uma escarpa em
direção à costa e outra em direção ao sul.
Depressão Central
Planície sedimentar (aluvial) com altitudes inferiores a 100 m,
localizada entre o Planalto e o Escudo Sul-riograndense.
Escudo Sul-riograndense
O Escudo Sul-riograndense é constituído por uma antiga
formação granítica (Pré-Cambriano) que dá forma a colinas e
montanhas que se elevam até 600 m acima do nível do mar.
Planície Litorânea
Área de planícies com presença de grandes lagunas.
Tab. 1: Rápida descrição das Formações geomorfológica do Estado do Rio Grande do Sul.
.
15
N
S
PLANALTO _500 m
REBORDO
Rio Mello / Arroio Guarda-mor
DEPRESSÃO CENTRAL
80 m
Rio Soturno
Fig. 4: Seqüência topográfica do Planalto à Depressão Central, com destaque (no
primeiro plano) para a mata ciliar do Rio Mello / Arroio Guarda-mor e do Rio Soturno,
já nos seus terços finais, quando alcançam a Depressão Central [fev. 2002].
N
Seq. superior
S
F. Serra Geral
Seq. inferior
F. Botucatu
F. Caturrita
PLANALTO
F. Santa Maria
500
Depósitos fluviais recentes
Altitude [m]
400
Morro testemunha
REBORDO
300
DEPRESSÃO CENTRAL
Arroio
200
Rio
100
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
Distância [m]
Fig.5: Perfil topográfico-geológico direção norte–sul, mostrando esquematicamente a
seqüência litológica na transição Planalto – Rebordo – Depressão Central,
normalmente encontrada em um corte transversal na região do estudo [adaptado do
mapa geológico da carta de Camobi (BRASIL, 1976)].
No Planalto, onde ocorre o segmento superior da Formação Serra Geral, o relevo é
suavemente ondulado e predominam solos profundos e fortemente intemperizados, os
Latossolos. À medida que se aproxima do Rebordo do Planalto, as inclinações tornam-se
mais acentuadas, iniciando-se a ocorrência de Argissolos de profundidade mais variável. A
parte superior do Rebordo do Planalto é constituída de frentes abruptas e escarpadas,
16
.
expondo tanto a seqüência superior quanto a inferior da Formação Serra Geral. Nestas
áreas, ocorrem Argissolos e também Neossolos Litólicos. Devido à instabilidade destas
encostas, os deslizamentos e o entalhamento regressivo acabam expondo constantemente
as rochas. Na seqüência, está a Formação Botucatu e, ao sopé dos contrafortes (já na
Depressão Central), a Formação Caturrita, caracterizadas por rochas de constituição
arenítica (esta última mais resistente), onde ocorrem principalmente Alissolos. Por vezes, a
Formação Botucatu pode ocorrer entreposta (intertrapes) às camadas do derrame basáltico
que constituem a Formação Serra Geral. Perifericamente à Formação Caturrita, estende-se
uma planície aluvial que recebe o nome de Formação Santa Maria, dividida em membro
Alemoa e Passo das Tropas. Essa formação dá origem aos Planossolos, por vezes
associados à presença de Gleissolos. À margem dos grandes cursos de água da região,
existem depósitos fluviais recentes que formam Neossolos Flúvicos.
Segundo PONTELLI (1994), a formação geológica do Rebordo do Planalto pertence
à seqüência sedimentar gonduânica, que preencheu a Bacia do Paraná (Formação Santa
Maria, Caturrita e Botucatu), como também aos derrames fissurais do final do Jurássico e
início do Cretáceo, representado pela Formação Serra Geral, com uma seqüência inferior
básica (basaltos) e uma superior ácida (granófiros e vitrófiros), conforme pode ser
observado na Figura 5.
2.4
Vegetação original
A vegetação original da área em estudo é predominantemente florestal, e pertence
à região ecológica da Floresta Estacional Decidual que, por sua vez, é compartimentada nas
Formações Aluvial, Submontana e Montana (TEIXEIRA / COURA NETO, 1986; PASTORE /
RANGEL FILHO, 1986; LEITE, 1994 e 2002). Veja Figura 6.
As áreas de drenagem da maioria dos pequenos e médios cursos de água da
região possuem suas cabeceiras em cotas que mal superam o limite de 400 m. Os
pequenos cursos de água que aí se formam, em seguida passam a drenar os contrafortes
da Vertente Sul da Serra Geral, alcançando, então, os vales do Rio Soturno, Vacacaí e
Vacacaí-mirim, principais afluentes do Rio Jacuí (Fig. 1). A área em estudo recebe, assim,
influência das três Formações da Floresta Estacional Decidual, com destaque às Formações
Submontana e Aluvial.
.
17
Fig. 6: Vegetação original do Estado
do Rio Grande do Sul (DE QUADROS / PILLAR, 2002).
Floresta Ombrófila Densa
Floresta Ombrófila Mista
Restinga
Floresta Estacional Decidual
Campos
Floresta Estacional Semidecidual
Água (lagunas)
Conforme LEITE (2002), a Floresta Estacional Decidual apresenta estrutura distinta,
que pode ser agrupada em quatro estratos: o primeiro, descontínuo, de árvores altas e
emergentes; o segundo, bastante denso, de árvores com altura mais ou menos uniforme; o
terceiro, de arvoretas; e o quarto, de arbustos (Fig. 7).
25 m
20
15
10
5
0
10
20
30
Fig. 7: Estratificação vertical da Floresta Estacional Decidual
(RODERJAN et al., 2002).
18
.
40
50 m
Na formação Montana sobressai-se Parapiptadenia rigida (angico-vermelho),
Cedrela fissilis (cedro), Cabralea canjerana (canjerana), Myrocarpus frondosus (cabriúva),
Patagonula americana (guajuvira), Luehea divaricata (açoita-cavalo), entre outras.
A Formação Florestal Submontana possui um número maior de espécies e,
estruturalmente, caracteriza-se por apresentar um estrato arbóreo emergente, no qual
predominam
Apuleia
leiocarpa
(grápia),
Parapiptadenia
rigida
(angico-vermelho),
Myrocarpus frondosus (cabriúva), Cordia trichotoma (louro), Phytolacca dioica (umbú); um
estrato dominado, constituído essencialmentee por: Patagonula americana (guajuvira),
Luehea divaricata (açoita-cavalo), Nectandra megapotamica (canela-preta), Eugenia
rostrifolia (batinga), Ocotea puberula (canela-guaicá), Pachystroma longifolium (mata-olho);
e um estrato de arvoretas, onde se destacam: Actinostemon concolor (laranjeira-do-mato),
Sorocea bonplandii (cincho) e Trichilia claussenii (catiguá).
Na Formação Aluvial, ocorrem pequenas variações estruturais e florísticas, em
função das condições locais de drenagem:
Nas áreas freqüentemente inundáveis e de drenagem lenta, o estrato arbóreo é
aberto, sendo dominado por Erytrina cristagalli (corticeira-do-banhado), Salix humboldtiana
(salseiro),
Inga
vera
(ingá),
Sebastiania
commersoniana
(branquilho),
Syagrus
romanzoffiana (jerivá), Sapium glandulatum (toropi) e outras.
Nos locais de solos drenados, esporadicamente inundáveis, a cobertura arbórea é
densa, sendo formada principalmente pelas espécies: Luehea divaricata (açoita-cavalo),
Patagonula americana (guajuvira), Parapiptadenia rigida (angico-vermelho), Ruprechtia
laxiflora (farinha-seca) e Cupania vernalis (camboatá). No estrato das arvoretas, dominam
os “sarandis” (Phyllanthus sellowianus, Pouteria salicifolia, Sebastiania schottiana e
Terminalia australis), bem como Casearia sylvestris (chá-de-bugre), e Bambusa trinii
(taquaraçú). Neste estrato, é comum a presença das “caliandras”, Calliandra brevipes de
forma mais expressiva, e Calliandra tweediei, com menor ocorrência.
1
As informações sobre a constituição florística das Formações Montana, Submontana e Aluvial, da
Floresta Estacional Decidual, pertencem ao Projeto-RADAMBRASIL (TEIXEIRA / COURA NETO, 1986;
PASTORE / RANGEL FILHO, 1986).
.
19
2.5
Vegetação atual e usos da terra
A vegetação atual desta região colonial do Estado ainda é significativamente
composta por florestas. Como em outras partes do Sul do Brasil, essa região se caracteriza
pela presença de pequenas propriedades rurais (90% delas com menos de 50 ha) e
produção baseada na mão-de-obra familiar (Tab. 5). A economia local fundamenta-se no
policultivo e a cobertura florestal concentra-se principalmente na área do Rebordo.
Área
[km²]
População
[n°]
Silveira Martins
120
3.600
Propriedades rurais
[n°]
378
Faxinal do Soturno
170
6.800
São João do Polêsine
86
Dona Francisca
Municípios
Número de propriedades rurais
por classe de tamanho [ha]
0-25
25-50
50-100
+100
266
80
20
12
690
347
263
74
6
2.800
520
380
101
33
6
114
3.900
620
383
188
47
2
Ivorá
123
2.500
481
262
151
62
6
Nova Palma
314
6.300
1.200
756
306
113
25
Pinhal Grande
477
4.700
903
360
382
82
79
Quarta Colônia
1404
30.600
4.792
2.754
1.471
431
136
Tab. 2: Área dos municípios, população (estatísticas de 2005, fonte: IBGE, 2006) e número de
propriedades rurais (estatísticas de 1991; fonte: DCFL / UFSM, 1996), da região da Quarta Colônia.
Nos fragmentos florestais, especialmente nas áreas de topografia acidentada,
ainda se pode reconhecer a estrutura e a composição primitiva (original). Atualmente,
entretanto, estas florestas possuem uma riqueza biológica bem menor que a original,
sobretudo com relação às espécies euxilóforas. Os espécimes de valor e porte comercial
são agora raros, e o manejo destas florestas e das capoeiras emergentes não é praticado
por impedimento legal. Por este motivo, grande parte das áreas de topografia acidentada é
atualmente improdutiva. A atividade produtiva, normalmente de caráter agrícola, é praticada
nas áreas menos declivosas, tanto no Planalto como na Depressão, e nas áreas
intermediárias do Rebordo. No Planalto, a exploração baseia-se tanto na pecuária como na
agricultura, tendo como principais produtos batata, soja, trigo, milho e feijão. Nas áreas
intermediárias do Rebordo, o fumo, a fruticultura e a cultura da batata são importantes. As
várzeas da Depressão Central são destinadas, quase que exclusivamente, para a produção
de arroz.
20
.
2.6
Processamento fluvial e problemas decorrentes
Segundo a proposta de SUTILI (2001), a bacia hidrográfica do Arroio Guarda-mor,
bem como a região, de forma geral, pode ser dividida em quatro “seções”. Essa divisão leva
em consideração o perfil longitudinal dos cursos de água – como, por exemplo, o do Rio
Soturno, mostrado na Figura 8 – e parâmetros mensuráveis ou visualizáveis e de caráter
prático, como a geologia, solos, topografia, vegetação, usos da terra e, em especial, o
processamento fluvial predominante. Essa divisão é também constatável, retornando-se as
Figuras 3, 4 e 5.
I
II
III
IV
500
Altitude [m]
400
300
200
100
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Distância [km]
PERFIL LONGITUDINAL
VISTA SUPERIOR DO CURSO DE ÁGUA
PERFIL TRANSVERSAL
escavação
transporte e sedimentação
sedimentação
PRINCIPAL ATIVIDADE PROCESSUAL
matacões
seixos
areia
TIPO DE MATERIAL DEPOSITADO
Fig. 8: Perfil longitudinal, vista superior e perfil transversal do Rio Soturno; principais atividades
processuais e granulometría predominante do material depositado nas suas diferentes seções.
.
21
Seção I
Na primeira seção os rios e arroios apresentam uma declividade média,
relativamente pequena e as áreas do entorno são formadas por colinas suaves. A
exploração agrícola diversificada, a pecuária extensiva e os capões de mato mantêm o solo
permanentemente protegido. Este padrão, somado ao pequeno volume de vazão e à
manutenção de uma estreita faixa de vegetação florestal ao longo dos pequenos cursos de
água, garante uma atividade processual mínima, não preocupante.
Seção II
Os cursos de água iniciam, na segunda seção, a descer os contrafortes da Serra
Geral (o Rebordo). Suas águas, devido às altas pendentes, adquirem grande velocidade e
formam cascatas. Em certos trechos toma forma um típico comportamento torrencial de
montanha, com capacidade de escavação e transporte.
Grandes trechos do leito dos cursos de água, no entanto, encontram-se
diretamente esculpidos sobre um substrato basáltico, ou fluindo entre rochas de grandes
dimensões e alta velocidade limite de transporte. Este fato faz com que as águas, embora
apresentem grande velocidade, não causem problemas significativos, com exceção em
eventos torrenciais de proporções singulares.
Praticamente em toda a área desta seção, não se desenvolvem processos de
erosão que tenham as ações antrópicas como agentes causadores. No entanto, é nesta
região que os movimentos de massa devidos a causas naturais têm lugar. Após
precipitações intensas e/ou cumulativas é comum a ocorrência de deslizamentos
(escorregamentos) facilmente detectáveis por suas cicatrizes mais recentes. Devido à alta
velocidade da água, todo o material escavado do próprio leito e/ou gerado pelos
deslizamentos e que, de alguma forma, alcança o leito dos riachos, é transportado em
grande velocidade para a seção seguinte ou para as demais, podendo aí se depositar.
Nesta seção é que se encontra grande parcela da cobertura florestal permanente
da região. Na sua maior parte a vegetação é formada por florestas nativas entremeadas por
poucas e pequenas áreas de lavouras (fumo, milho, batata, fruticultura) e potreiros.
Seção III
Em toda a área da seção III, a cobertura vegetal já não é tão densa e homogênea,
como a verificada na seção anterior. O uso da terra torna-se, outra vez, diversificado e
intenso, formando, assim como na seção I, um belo mosaico. Da mesma forma, a vegetação
marginal também não tem constituição tão uniforme como na seção anterior. O que se pode
22
.
observar nas margens é uma vegetação florestal, nem sempre característica da região (com
espécies introduzidas e ruderais) muito variável em sua estrutura horizontal e vertical. As
plantas ocorrem em pequenas manchas, por vezes densas, como a vegetação encontrada
na seção II, por vezes composta por poucos indivíduos e com apenas alguns metros de
extensão e largura. Muitos trechos das margens e da área da bacia de recepção não
possuem cobertura vegetal; quando existente, muitas vezes não apresenta a densidade, a
distribuição ou as características desejáveis e suficientes para perenizar o trajeto descrito
pelos cursos de água. Os problemas são mais freqüentes e de maiores dimensões nas
áreas aonde o cultivo agrícola e/ou a atividade pecuária chega até as margens.
Os cursos de água que ganharam volume e força ao descer os contrafortes da
Serra Geral encontram agora um leito formado por material de maior erodibilidade e menor
velocidade limite de transporte. À medida que se acompanha o leito dos cursos de água no
sentido nascente-foz, os problemas de erosão intensificam-se tanto no curso dos rios e
riachos maiores, como nas pequenas ravinas contribuintes e ao longo das estradas e
cabeceiras de pontes.
Na tentativa de reconstituir a vegetação ribeirinha, os agricultores da região,
usualmente, empregam taquaras de grande porte (Bambusa tuldoides Munro). No passado,
esse tipo de ação foi inclusive fomentado pelas Ematers e Secretarias de Agricultura. A
utilização de taquaras, porém, cumpre apenas em parte com seu propósito, conferindo
estabilidade momentânea às margens dos cursos de água. Com o passar do tempo, as
touceiras desenvolvem uma característica estética pouco interessante, além de altura e
volume aéreo exagerados em comparação ao seu sistema radicial que, apesar de denso, é
pouco profundo. Com a ação do vento, as touceiras funcionam como alavancas, facilitando
a erosão das margens e a obstrução dos cursos de água, ao tombarem para seu interior
(Fig. 9). O anteparo formado direciona a força da água contra as margens, resultando em
novos pontos de desconfinamento e decorrente desestabilização dos taludes fluviais.
Fig. 9: Touceiras de taquaras
obstruindo o canal do Arroio Guarda-mor
[Faxinal do Soturno / dez. 2003].
.
23
As touceiras de taquaras, bem como todo o material vindo de montante e erodido
nas áreas da seção III, cedo ou tarde alcançam o leito dos rios e arroios, contribuindo com a
obstrução dos canais. Materiais de menor granulometría, como seixos finos, cascalhos,
areia e frações menores, dificilmente causam assoreamentos nesta seção, pois a velocidade
da água é ainda alta e faz com que esses sejam transportados adiante. Entretanto, a
deposição de entulhos sobrenadantes, tais como troncos e galhos que se emaranham na
vegetação marginal ou em ilhotas, como também materiais mais pesados – grandes pedras
e seixos – impedem, de forma bastante eficaz, a passagem da água e tornam possível o
acúmulo do material mais fino que, normalmente, não seria depositado nestes pontos. Deste
processo resultam ilhas efêmeras. Quando isto acontece, as pequenas ravinas muitas vezes
forçam passagem por outros pontos, aumentando a erosão marginal e carreando ainda mais
material.
Muitas ilhas da seção III, por acumularem uma grande quantidade de material
pesado, que não pode ser removido por um comportamento torrencial normal, possibilitam o
desenvolvimento de vegetação que, por sua vez, auxilia na consolidação do local. Foi
nestes pontos que primeiro se observou o potencial técnico de algumas espécies. O fato de
algumas plantas se desenvolverem em locais de condições extremas, como entre troncos e
pedras – e serem assim capazes de consolidá-los – traz a hipótese de que possuam as
características técnicas, próprias para os tratamentos vegetativos necessários em outros
locais. Cabe destacar que é somente nesta seção que estas espécies reófilas passam a
ocorrer com freqüência.
Seção IV
Nesta seção, os cursos de água passam a descrever seus meandros por uma
planície composta de material aluvial ainda mais friável que na seção anterior. A paisagem é
dominada pela exploração intensiva através da orizicultura, atividade agrícola que encontra
condições ideais nessas áreas de declividades mínimas.
Os materiais mais pesados já encontraram sua velocidade-limite de transporte na
seção anterior. Mas é só nesta seção de ainda menores declividades que a areia e outras
partículas finas conseguem sedimentar-se. Ao depositar o material que é carreado das
outras seções, as águas adquirem novamente capacidade de erosão e transporte. Isto
facilita a escavação de material do raio externo dos trechos curvos, com sua respectiva
sedimentação nos raios internos das curvas seguintes, obedecendo assim a um padrão de
comportamento típico das torrentes de planície (Fig. 10).
24
.
Os problemas que já vinham ocorrendo na seção III intensificam-se e passam a
representar prejuízos estéticos e econômicos ainda maiores. A dinâmica de corrosão e
deposição causa perda de áreas agricultáveis tanto em um como no outro ponto. O intenso
processamento fluvial redesenha constantemente os cursos de água, trazendo problemas
de divisa em áreas que os têm como limite de propriedade.
Na seção IV quase não se encontram formações florestais densas. Nas margens
dos cursos de água onde não existem lavouras de arroz são encontradas apenas capoeiras
com grau de fechamento e estrutura variável, por vezes substituídas, como na seção
anterior, por taquarais implantados ou plantios de eucaliptos. Da mesma forma que os
taquarais, o plantio de espécies de eucaliptos não garante a estabilidade das margens. Seu
sistema radicular pouco apropriado e a exagerada massa aérea faz com que,
paulatinamente, sejam escavados e levados pela força da água (Fig. 11).
Fig. 10: Margem erodida no Rio Soturno
[Faxinal do Soturno / dez. 2003].
Fig. 11: Eucaliptos instáveis na margem
do Rio Soturno [Faxinal do Soturno / nov. 2005].
Em alguns trechos, os agricultores, também tentaram conferir estabilidade às
margens, plantando taquaras de menor porte (Phyllostachys aurea A. & C. Riv.). Apesar de
eficaz na estabilização dos barrancos, de não ser suscetível ao tombamento e de se
multiplicar
facilmente
por
divisão
da
touceira,
esta
espécie
apresenta
algumas
características indesejáveis: os rizomas ultrapassam fácil e rapidamente os limites
marginais, invadindo as áreas de agricultura. Seu controle é difícil: o uso de dessecantes é
pouco eficiente e o controle só é atingido com aração e recolhimento criterioso dos rizomas.
O uso de gramíneas – Pennisetum purpureum K. Schum. e Cynodon plectostachyus (K.
Schum.) Pilg., por exemplo – traz resultados eficazes somente nos pequenos afluentes,
normalmente de comportamento intermitente ou efêmero. No entanto, a ocorrência
espontânea de espécies reófilas nos bancos de areia e margens não agricultadas torna-se
ainda mais marcante que na seção anterior.
.
25
A necessidade que os agricultores vêem em solucionar alguns problemas com o
plantio de taquaras, eucaliptos etc., fica ainda mais evidente ao se deparar com tentativas
frustradas de recanalização do leito, recomposição física das margens e de outras
intervenções, como a mostrada pela Figura 12, feita sem a técnica e o conhecimento
necessário.
Fig. 12: Tentativa de estabilização de um talude
fluvial nas margens do Rio Vacacaí-mirim
[Santa Maria / nov. 2005].
Esse comportamento processual, em parte natural e em parte desequilibrado pela
atividade antrópica, traz problemas e dificuldades aos proprietários que possuem áreas nas
seções III e IV. Os problemas relacionam-se à perda de áreas produtivas, tanto nas áreas
de erosão (corrosão) como nas de sedimentação (assoreamento). A necessidade de
consolidar divisas de propriedades marcadas pelos cursos de água, bem como a
perenização de rios, arroios e de canais artificiais necessários para a redistribuição da água
usada nas lavouras de arroz, são alguns dos interesses particulares dos proprietários
ribeirinhos. O problema torna-se comunitário, quando estradas, pontes e outras benfeitorias
são ameaçadas.
Destas constatações advém o interesse na busca de informações sobre a
aplicabilidade prática da bioengenharia de solos como forma de estabilizar áreas (cortes e
aterros naturais e/ou artificiais) e especialmente taludes fluviais, nesta região específica do
Estado do Rio Grande do Sul.
26
.
3
DESCRIÇÃO DAS ESPÉCIES
A seleção das espécies potenciais para o manejo biotécnico de cursos de água
baseou-se em observações a campo, tomadas em trabalhos anteriores, como os de SUTILI
(2001, 2004) e ALTREITER / PLUNGER (2004), bem como na literatura botânica e na
orientação direta do PROF. DR. J. N. C. MARCHIORI da Universidade Federal de Santa Maria.
Segundo MARCHIORI (2004), junto aos cursos de água, adaptadas para suportar a
força da correnteza ou eventual submersão por ocasião de enchentes, as reófitas2 (ou
plantas reófilas) compõem uma comunidade singular de arbustos e arvoretas pequenas,
geralmente conhecidas pelos nomes de “sarandi”3 ou “amarilho”, e que apresentam ampla
distribuição geográfica no Estado do Rio Grande do Sul: Sebastiania schottiana, Terminalia
australis, Cephalanthus glabratus, Phyllanthus sellowianus, Pouteria salicifolia. A lista tende
a completar-se, quando se incluem Calliandra brevipes, C. tweediei, C. parvifolia e Salix
humboldtiana. Providas de denso sistema radicular, todas estas espécies são de pequeno
porte, com exceção da última, possuindo caules delgados e flexíveis, morfologicamente
adequados à reofilía.
Das
espécies
mencionadas
pelo
autor,
Cephalanthus
glabratus,
quando
comparado às outras espécies, parece preferir águas paradas ou de pouca correnteza. Por
esse motivo não foi incluído no programa de testes. Contudo, dentre todas, essa parece ser
a espécie que melhor suporta longos períodos de submersão. Das três espécies de
Calliandras citadas por MARCHIORI (2004), deu-se preferência por estudar Calliandra
brevipes por ser a mais comum na região.
Por outro lado, foram incluídas outras duas espécies alóctonas e que não podem
ser exatamente contadas no grupo das reófitas, mas que possuem claras características
que as qualificam. São estas, Salix × rubens e Morus nigra. A Tabela 3 traz a lista das oito
espécies estudadas.
Mudas enraizadas de Calliandra tweediei, bem como uma espécie de gramínea
(Cynodon plectostachyus (K. Schum.) Pilg.) e outra de porte herbáceo (Hedychium
coronarium J. König), apesar de não consideradas no programa de testes, foram utilizadas
em algumas obras experimentais e por isso são também rapidamente descritas neste
2
Planta adaptada para crescer em água corrente (ART, 1998).
Termo de origem tupi (çarã-ty) que se aplica a diversas espécies de Euphorbiaceae, Sapotaceae,
Combretaceae e Leguminosae da subfamília Mimosoideae, que crescem às margens de rios e
arroios (FURTADO, 1969). Poder-se-ia afirmar que os termos “sarandi” e “amarilho” são sinônimos do
termo botânico vegetação reófila.
3
.
27
capítulo. Cynodon plectostachyus e Hedychium coronarium são alóctonas, no entanto já
asselvajadas no ambiente, condição esta que também pode ser atribuída a Morus nigra e
Salix × rubens. Estas duas últimas são vistas como de “bom comportamento silvicultural”, ou
seja, não exercem dominância sobre a vegetação nativa e nem possuem característica de
se desenvolverem em grupamentos homogêneos. Pelo contrário, já se encontram
integradas à vegetação nativa sem causar desequilíbrio: suas características pioneiras são
úteis na melhora do ambiente, colaborando para uma rápida e bem-sucedida estabilização
da vegetação nativa, esta seguramente mais própria.
Cynodon
plectostachyus
e
Hedychium
coronarium,
porém,
devem
ser
considerados com ressalvas, pois se mostram capazes de suprimir a vegetação nativa e são
de difícil erradicação, quando passam a se desenvolver espontaneamente em grandes
áreas. De qualquer forma, entende-se que, mesmo as fortes características de resistência,
dominância e pioneirismo apresentadas por essas espécies podem ser adequadamente
utilizadas, quando se dispõe de conhecimento e cuidado adequado.
Espécie
Família
Porte
Morus nigra L.
Leguminosae *
Euphorbiaceae
Euphorbiaceae
Sapotaceae
Combretaceae
Salicaceae
Salicaceae
Moraceae
arbustivo
arbustivo
arbustivo
arbóreo-pequeno
arbóreo-pequeno
arbóreo-pequeno
arbóreo-grande
arbóreo-pequeno
* subfamília Mimosoideae
Tab. 3: Espécies incluídas no programa de testes.
Poder-se-ia incluir na lista de espécies estudadas outras com igual potencialidade
biotécnica. No entanto um número de oito espécies é suficiente para o início das
investigações.
A rápida descrição das espécies que é trazida neste capítulo tem dois objetivos
concretos: [1] tornar possível seu reconhecimento a campo e [2] evidenciar, com base na
literatura e constatações in loco, algumas das características que as apontaram como
potenciais. Descrições botânico-anatômicas mais detalhadas, bem como informações
fenológicas, podem ser encontradas nos trabalhos de autores como: LOMBARDO (1964);
CABRERA et al. (1965); BURKART (1979); REITZ (1967, 1988); REITZ et al. (1988); HOC (1992);
MUÑOZ et al. (1993); MARCHIORI / SOBRAL (1997); MARCHIORI (1984, 1997a, 1997b, 2000),
entre outros.
28
.
3.1
Calliandra tweediei Benth.
MARCHIORI (1997a) descreve esta planta da família
Leguminosae, subfamília Mimosoideae (Fig. 13) como um arbusto
inerme de até 3 metros de altura. Segundo LORENZI / SOUZA
(1995), alcança até 5 metros de altura.
Os ramos, pecíolos e pedúnculos são revestidos por
densa pilosidade sedosa. As folhas são alternas, bipinadas,
compostas e multijugas. Os folíolos (de 2 a 6 mm de comprimento
por cerca de 1 mm de largura) são glabros, com exceção do bordo
Fig. 13:
Calliandra tweediei
(VAN HOUTTE, 1945).
sedoso-ciliado, e com nervura central. As flores agrupam-se em
vistosos capítulos solitários, tendo estames vermelhos muito
conspícuos. Os legumes são revestidos por indumento velutino.
A presença de estames conspícuos é uma característica marcante das espécies
do gênero Calliandra; veja Figura 14.
Essa espécie heliófila e seletiva higrófila é amplamente distribuída no Rio Grande
do Sul; na natureza habita principalmente a orla da mata ciliar e a margem de cursos de
água. Devido a suas qualidades ornamentais, é cultivada em jardins e parques,
especialmente como cercas-vivas (MARCHIORI, 1997a).
Segundo LOMBARDO (1964), a espécie é originária do Sul do Brasil e Norte do
Uruguai. Recebe nomes populares, como topete-de-cardeal, quebra-foice, sarandi,
mandaravê (BURKART, 1979; REITZ et al., 1988), plumerillo e plumerillo-rojo (LOMBARDO,
1964), espinho-vermelho, rabo-de-anjo, cabelo-de-anjo, angiquinho (REITZ et al., 1988),
esponjinha-vermelha
e
mandararé
(LORENZI / SOUZA, 1995). No Norte do
Estado
é
ainda
conhecida
como
SOUZA
(1995)
barbicha-de-bode.
LORENZI
/
afirmam ainda que é tolerante ao frio e
multiplica-se tanto por sementes como
por estacas.
A produção de sementes
viáveis é abundante.
Fig. 14: Gênero Calliandra (DURANDO, 1916).
.
29
3.2
Conhecida na literatura mais antiga por Calliandra selloi
(Spreng.) Macbr., esta Leguminosae-Mimosoideae (Fig. 15 e 16) é
descrita por MARCHIORI (1997a) como sendo um arbusto inerme, de até
2 metros de altura, glabro e muito ramificado. Assim como Caliandra
tweediei, também apresenta folhas alternas e bipinadas, mas distinguese desta por ser unijuga e possuir folíolos (7 mm × 1 mm)
completamente glabros.
As flores, com estames conspícuos, brancos na metade
inferior e rosados ou igualmente brancos na superior, reúnem-se em
capítulos axilares solitários. Os legumes diferem dos de C. tweediei,
Fig. 15:
notadamente, por serem glabros.
Calliandra brevipes
(VAN HOUTTE, 1950).
Conhecida por sarandi (BURKART,
1979), quebra-foice (LONGHI, 1988; REITZ et
al., 1988), mandaravê, angiquinho, quebrafoice-de-flor-cor-de-rosa (REITZ et al., 1988),
esponja e mandaruvá (LORENZI / SOUZA,
1995).
Adaptada à reofilía, a espécie
ocorre naturalmente à margem dos rios,
onde
suporta
submersão
temporária
(MARCHIORI, 1997a). No entanto, segundo
LORENZI / SOUZA (1995), pode estar a pleno
sol, multiplicando-se tanto por sementes,
dando origem a plantas mais vigorosas,
como por estacas. KLEIN (1972) menciona
que esta espécie participa da “vegetação de
sarandis”.
Embora muito dura, sua madeira, à
semelhança de Calliandra tweediei, carece
de importância devido à pequena dimensão
dos seus caules.
30
.
Fig. 16: Calliandra brevipes
(FLORA BRASILIENSIS, prancha 107).
3.3
Pertencente à família Euphorbiaceae4, é um arbusto com 2 a 3 metros de altura,
glabro, de ramos compridos e muito divididos. São delgados, sinuosos e algo angulados.
Veja a representação do seu hábito em comparação com o de Sebastiania schottiana,
mostrado na Figura 17.
As folhas são elípticas, delgadas e com nervuras laterais evidentes, planas, de
face inferior pálida, alcançam 3 a 4 cm de comprimento (SMITH et al., 1988). A inserção das
folhas é alterna e possui uma característica muito especial: suas flores nascem na base das
folhas, por isso do grego phyllos: folhas e anthos: flor (BOELCKE, 1981; REITZ, 1988).
Flores dióicas, bastante numerosas e dispostas em fascículos nas axilas da folhas.
Os frutos são cápsulas de 2,5 mm de diâmetro, e as sementes, quase lisas, medem pouco
mais de 1 mm (Fig. 18).
4m
3
Phyllanthus sellowianus
2
1
Sebastiania schottiana
Fig. 17: Hábito de Phyllanthus sellowianus e Sebastiania schottiana.
CABRERA et al. (1965) mencionam esta espécie como originária do Sul do Brasil,
Uruguai e Nordeste da Argentina, sendo comum à margem dos rios.
4
Estudos recentes apontaram a necessidade de reestruturação da família Euphorbiaceae,
segregando-a em quatro famílias distintas. Phyllanthus sellowianus passa assim a pertencer à família
das Phyllanthaceae. Detalhes podem ser consultados em SOUZA / LORENZI (2005) e SOBRAL /
JARENKOW (2006).
.
31
Conhecida vulgarmente pelos nomes de sarandi e sarandi-branco, é segundo
LOMBARDO (1964), um arbusto que vive à margem dos rios e arroios, invadindo as águas e
estendendo-se, por vezes, por muitos quilômetros.
SMITH et al. (1988) afirmam que Phyllanthus sellowianus possui caules e ramos
rijos, mas flexíveis, que resistem às correntezas das águas durante as enchentes, sendo,
por isso, indicada para fixar margens sujeitas as fortes correntezas. A espécie, juntamente
com Sebastiania schottiana, Terminalia australis e Calliandra brevipes, entre outros arbustos
menos freqüentes, é dominante na margem de rios e arroios.
REITZ (1988) concorda, ao afirmar que a espécie é muito freqüente, característica e
exclusiva das margens rochosas ou lodosas dos rios e ilhas, em praticamente todo o Sul do
Brasil, fixando-se firmemente ao substrato, uma vez que se desenvolve preferencialmente
nos locais de corredeiras e cachoeiras dos rios. É espécie heliófita e seletiva higrófita, até
xerófita, assim adaptada às variações extremas de umidade e estio.
Na região em estudo
(Depressão Central do Rio
Grande do Sul) a espécie é
realmente muito abundante,
especialmente nos cursos de
água maiores, como nos Rios
Vacacaí-mirim e Jacuí.
Na literatura não se
encontram referências quanto
à utilização de sua madeira.
No entanto várias pesquisas
confirmam
medicinal
sua
importância
(CALIXTO
et
al.,
1994; MIGUEL et al., 1995;
HNATYSZYN et al., 2002).
Fig. 18: Phyllanthus sellowianus
(DEBLE, 2005).
32
.
3.4
A descrição que MARCHIORI (2000) faz para a espécie é a seguinte: arbusto
totalmente glabro, de 3 a 4 metros de altura, com ramos longos, pouco ramificados,
espinescentes e muito flexíveis (Fig. 17). Folhas simples, alternas e lanceoladas, variam de
1 a 5 cm de comprimento por 4 a 15 mm de largura. As flores, pequenas e amareladas, são
produzidas em espigas terminais. O fruto é uma cápsula globosa, de aproximadamente 5 mm
de diâmetro. CABRERA et al. (1965) lembram que as flores são unissexuadas. As femininas
ocorrem na base das espigas e, no alto, as masculinas, com 3 estames (Fig. 19).
MARCHIORI (2000) alude, ainda, que a espécie apresenta vasta dispersão na bacia
do Prata e região da Floresta Atlântica. Segundo SMITH et al. (1988), ocorre de forma
descontínua e irregular, ao longo da margem de rios e ilhas rochosas.
LOMBARDO (1964) denomina esta
Euforbiácea de branquilho5. O autor a
descreve como sendo uma árvore de pouca
altura, que cresce à margem de rios e
arroios e, até mesmo, dentro da água e lhe
atribui os nomes vulgares de sarandi-negro,
sarandi-vermelho
e
saranduba.
REITZ
(1988) menciona nomes como assobio-demacaco e espinho-de-olho.
Para REITZ (1988), a espécie,
altamente
adaptada
à
reofilia,
suporta
variações extremas de umidade ou seca
(seletiva higrófila até xerófita); dispõe de um
denso sistema radicial e de caules rijos,
embora flexíveis, capazes de suportar a
força da água nas enchentes. O branquilho
cresce à margem de rios e até mesmo de
cachoeiras. Como espécie reófila, assume
grande importância ecológica, auxiliando na
fixação de barrancos e na perenização dos
cursos de água.
Fig. 19: Sebastiania schottiana.
5
Nome aplicado também a outras espécies do mesmo gênero, como Sebastiania brasiliensis e S.
commersoniana, estas, presumivelmente de menor importância biotécnica.
.
33
3.5
Esta Sapotácea (Sapotaceae) é mencionada por MARCHIORI (2000, 2004) como
sendo uma árvore pequena, perenifólia, de tronco curto, copa globosa e casca acinzentada.
Em indivíduos muito velhos, alcança até 12 meter de altura.
REITZ et al. (1988) comentam que sua altura varia de 3 a 7 metros, com até 8 cm
de DAP. No entanto, na região em estudo, é comum a ocorrência de indivíduos que
superam as dimensões atribuídas por esse autor.
As folhas, linear-lanceoladas, subcoriáceas e brilhantes, medem de 8 a 19 cm de
comprimento por 1 a 2,5 cm de largura, tendo ápice agudo, nervura principal saliente e
numerosas nervuras secundárias, visíveis nas duas faces. As flores, produzidas em
fascículos axilares, são esbranquiçadas e de suave perfume, que lembra o da violeta. O
fruto – visível na Figura 20 – mede de 4 a 5 cm de comprimento por cerca de 1,5 cm de
diâmetro, contendo uma única semente, ovóide (MARCHIORI, 2000).
REITZ et al. (1988) e MARCHIORI (2000) atribuem-lhe as características de espécie
ripária e reófila, freqüente e importante para o reflorestamento das margens de rios.
MARCHIORI (2000) reconhece-a pelos nomes vulgares de mata-olho e sarandi-mata-olho,
explicando a origem do nome pelo fato de emitir fumaça prejudicial aos olhos, quando a
madeira é queimada.
Também o autor uruguaio APARICIO (2003) chama esta espécie de mata-olho
(mata-ojo) e comenta que possui como habitat justamente as áreas de inundação freqüente,
onde a maioria das espécies não é capaz de se desenvolver. O autor faz também
interessante referência ao comentar que seus troncos ramificam-se desde a base, dando a
essa árvore o aspecto de um “arbusto gigante”.
A madeira, com densidade mediana, é utilizada para a confecção de cabos de
ferramentas (REITZ et al., 1988) e também como lenha.
Fig. 20: Ramo de Pouteria salicifolia com fruto.
34
.
3.6
Trata-se de uma Combretácea (Combretaceae), descrita por MARCHIORI / SOBRAL
(1997) como sendo uma árvore pequena (até 10 m), de copa baixa, com ramos muito
flexíveis e delgados casca acinzentada, provida de fissuras superficiais. O tronco, que pode
alcançar até 30 cm de diâmetro, é normalmente ramificado desde a base. Apresenta folhas
simples, alternas, de 2 a 7 cm de comprimento por 1 cm de largura, verde-claras e glabras
na face superior, são pilosas na inferior, quando jovens. As flores, pequenas (5 mm),
apétalas e unissexuais, encontram-se em inflorescências. Os frutos medem de 2 a 3 cm de
comprimento e são providos de duas asas opostas. REITZ et al. (1988) acrescentam tratarse de uma arvoreta decidual ou semidecidual, de flores brancas e pouco vistosas, com
frutos secos.
Segundo REITZ (1967), esta arvoreta pode ser reconhecida na prática por ser semidecidual, de flores brancas e pouco vistosas, geralmente inclinada por sobre os rios, muito
abundante ao longo dos mesmos, tendo ramos finos e compridos, pendentes à maneira dos
chorões. Folhas pequenas, quase sésseis e condensadas no ápice dos ramos (Fig. 21). O
autor chama-a pelo nome vulgar de amarilho.
A cor amarela e textura fina de
sua madeira constituem aspecto bastante
peculiar, freqüentemente mencionado na
literatura. REITZ (1967) menciona que as
excelentes características ornamentais da
madeira qualificam-na para a confecção
de laminados e objetos de luxo.
REITZ (1967), REITZ et al. (1988)
e MARCHIORI / SOBRAL (1997) concordam
que
a
espécie
é
seletiva
higrófita,
juntamente com as outras reófilas, é das
mais características das florestas ciliares
no Sul do Brasil e suporta muito bem a
força das águas nas enchentes, devido
aos seus ramos flexíveis e a seu denso
sistema radicular.
Fig. 21: Terminalia australis
(KRAPOVICKAS / VARMI, 1980).
.
35
3.7
Essa Salicacea de origem européia (Fig. 22, 23 e 24) foi,
no Brasil, durante muito tempo, e por vários autores – como por
exemplo: CORRÊA (1978) e REITZ (1983) – erroneamente
classificada
como
sendo
Salix
viminalis
L..
Entretanto,
informações recentes apontam com clareza tratar-se de Salix ×
rubens, um híbrido entre Salix alba L. e Salix fragilis L., como
atestam HÖRANDL (1992), SALZMANN (1998), TAGLIARI (1998),
HÖRANDL et al. (2002) e MOURA (2002).
Fig. 22: Salix × rubens.
Introduzida no Brasil há mais de meio século por
imigrantes europeus, dispersou-se pelos Estados de São Paulo, Paraná, Santa Catarina e
Rio Grande do Sul (SILVA, 1999; MOURA, 2002).
De fácil propagação vegetativa e crescimento rápido no Sul do Brasil, a espécie
pode atingir 16 m de altura. Suas folhas (Fig. 24) são estreitas, de margens finamente
serradas e coloração verde-acinzentada até dourada (LUPION, 2004). Os ramos são
normalmente de coloração vermelha.
Conhecida vulgarmente como vime, na literatura recente aparece, por vezes, com
o distintivo nome de vime-brasileiro.
Na região em estudo a espécie é normalmente submetida a decepas anuais, pois
seus ramos são utilizados como amarrilhos para parreirais e na cestaria em geral. Quando
não submetida à decepa, atinge, na média, porte de pequena a média árvore, com 15 a 20 cm
de diâmetro em média (Fig. 23 e 25). CARPANEZZI et al. (2002) afirmam que os troncos
podem atingir 60 cm de diâmetro, em crescimento livre.
Fig. 23: Aspecto de uma planta
de Salix × rubens submetida à decepa anual
[Faxinal do Soturno / nov. 2005].
36
.
Fig. 24: Detalhe das folhas jovens
de um ramo de Salix × rubens
[Vale Vêneto / nov. 2005].
A difundida utilização de seus ramos como amarras e na cestaria testemunha que
a espécie não herdou inteiramente a característica “fragilidade” dos ramos de Salix fragilis.
Esta seria uma particularidade imprópria para a bioengenharia de solos de âmbito fluvial.
Dentre as espécies estudadas, Salix × rubens é a única já conhecida pela bioengenharia
européia. Apesar de atingir porte arbóreo, a sua tolerância à poda periódica torna possível a
manutenção de um hábito de crescimento adequado às áreas próximas à linha d’àgua.
20 m
Salix rubens
15
forma natural
(crescimento livre)
10
Salix
humboldtiana
submetido a decepas
periódicas
5
Fig. 25: Hábito de Salix humboldtiana e de Salix × rubens.
Trabalhos desenvolvidos pela EPAGRI (1998) dão conta de que a espécie é
encontrada com abundância e desenvolve-se espontaneamente na margem de rios e
arroios no Planalto Sul-catarinense, testemunhando assim tanto seu asselvajamento como a
potencialidade biotécnica. A isso poder-se-ia somar a opinião de CARPANEZZI et al. (2002)
que a chamam de espécie com “bom comportamento silvicultural”, por não ser invasora;
tendo assim potencialidade para a reabilitação de ecossistemas degradados em terrenos
mal drenados, em climas com inverno rigoroso. Ainda, segundo o mesmo autor, seu
emprego seria particularmente vantajoso para a fixação das terras das margens dos corpos
de água e, como árvore isolada ou compondo grupos pequenos com espécies nativas.
Cabe ainda ressaltar que as já conhecidas utilidades da espécie não se perderam
no ambiente colonial, pois alguns agricultores seguem cultivando-a. Em algumas regiões, o
interesse intensifica-se com a viabilidade econômica do comercio dos seus ramos. Este é
mais um fator que torna a espécie interessante para a bioengenharia de solos, pois a
utilização de seus ramos para outros fins estimularia o manejo nas áreas tratadas por obras
de bioengenharia de solos.
.
37
3.8
MARCHIORI (2000, 2004) descreve o salseiro como árvore de porte médio (20 m),
com tronco reto, inclinado ou tortuoso, que pode alcançar até 90 cm de diâmetro e copa
ampla, de ramificação ascendente (Fig. 25). A casca, espessa e com profundas fissuras, é
dura e castanho-acinzentada. As folhas, simples, linear-lanceoladas, glabras, margem
serreada, com nervura central proeminente, alcançam até 15 cm de comprimento por 1,5 cm
de largura. As flores, unissexuais, reúnem-se em amentilhos pendentes na extremidade dos
ramos novos. As sementes, muito pequenas, apresentam um tufo de pêlos sedosos
esbranquiçados, responsáveis pela dispersão anemocórica (Fig. 26).
É uma das árvores mais características e de maior porte na mata ciliar, ocorrendo
na maior parte do Rio Grande do Sul. Sua área de dispersão é, todavia, muito ampla,
estendendo-se desde o México até a Argentina e Chile (FAO, 1980; MARCHIORI, 2000;
MOURA, 2002). Sua folhagem é de cor variável ao longo da estação de crescimento: verdeclara no início da primavera, verdeescura durante o verão e amarela no
outono, antes de perder as folhas.
REITZ et al. (1988) comentam
que
a
espécie
é
particularmente
freqüente nas baixadas da Depressão
Central do Rio Grande do Sul. Por sua
ampla
distribuição
espécie
recebe
geográfica,
inúmeros
a
nomes
populares no Brasil, tais como salso,
salgueiro, salseiro, chorão e eirana
(REITZ et al., 1988; LORENZI, 1992;
MARCHIORI, 2000).
Pioneira, heliófila e seletiva
higrófita que, de acordo com LORENZI
(1992), é útil no controle da erosão,
indicada
para
reflorestamentos
em
margens de rios, barragens e açudes.
De fácil reprodução por estacas, mas
com sementes de curta viabilidade.
38
.
Fig. 26: Salix humboldtiana.
O salseiro ocorre naturalmente ao longo de rios e canais e, como particularidade
desta espécie, em áreas inundáveis, por até vários meses seguidos, mas sempre associado
com água corrente, e nunca com água parada (MOURA, 2002; CARPANEZZI et al., 1999).
CARPANEZZI et al. (1999) comentam que o salseiro também pode crescer com
sucesso em terrenos bem drenados, desde que o lençol freático não esteja a grande
profundidade (como no alto de barrancos arenosos, à beira de rios) ou que as chuvas sejam
abundantes e bem distribuídas durante o ano. O salseiro tem crescimento moderadamente
rápido em plantios, sendo, portanto, recomendado para reflorestamentos ciliares.
Na realidade o uso dessa espécie é restrito, pois, como para a maioria das
espécies nativas, carecesse de conhecimento silvicultural.
A madeira, leve, clara e sem distinção entre cerne e alburno, apresenta baixa
durabilidade natural, restringindo sua utilização para caixotaria e obras internas. Também se
presta para a fabricação de celulose e papel, bem como possui flores nectaríferas.
Do ponto de vista biotécnico,
a planta possui a “desvantagem” de
ser uma árvore de médio a grande
porte, sendo assim inconveniente para
certas
áreas.
No
entanto,
a
manutenção de um porte adequado
(menor) pode ser conseguida através
de intervenções periódicas nas áreas
tratadas.
Por
outro
lado,
o
bom
comprimento e diâmetro dos seus
troncos são úteis em algum dos
modelos de intervenção biotécnica. De
maneira
especial,
por
guardarem
potencial vegetativo.
Outro ponto favorável a esta
espécie é a abundância e facilidade
com que é encontrada nas baixadas
da Depressão Central (Fig. 27).
Fig. 27: Árvore de Salix humboldtiana.à margem
do Rio Vacacaí-mirim [Santa Maria / nov. 2005].
.
39
3.9
Morus nigra L.
Árvore caducifólia de porte pequeno (até 12 m), com
tronco curto, copa globosa e casca castanho-escura, muito fibrosa
e com fissuras. O ápice dos ramos é de cor verde-clara, veja
Figura 29. As folhas, alternas, simples, medem de 7 a 18 cm de
comprimento por cerca de 8 cm de largura e margem
irregularmente dentada. Verde-escuras, ásperas e de nervuras
pilosas na face superior, são de cor mais clara na face inferior. As
flores encontram-se em amentilhos distintos de cor verde-clara, os
masculinos são maiores que os femininos. Frutos compostos,
Fig. 28: Morus alba.
vermelho-escuros e comestíveis (MARCHIORI, 1997b).
Reconhecida no Brasil pelos nomes de amoreira ou amoreira-preta. Originária da
Ásia Central, juntamente com Morus alba L., foi trazida ao Estado do Rio Grande do Sul
para alimentação do bicho-da-seda (Bombyx mori L.). Atualmente, também é utilizada como
forageira na bovino e na caprinocultura.
Sua
madeira,
durável
quando exposta ao tempo, encontra
bom uso no fabrico de moirões, bem
como na produção de lenha.
No Sul do Brasil Morus nigra
já ocorre de maneira espontânea.
Devido a sua dispersão zoocórica, os
indivíduos desenvolvem-se solitários
ou em pequenos grupos ao longo dos
cursos de água.
Pode ser reproduzida de
forma vegetativa (estaquia) e possui
grande capacidade de rebrote.
Vale ainda considerar que
esta espécie se assemelha muito a
Morus alba, tanto em aparência (Fig.
28), comportamento, como em sua
abundância na região.
40
.
Fig. 29: Morus nigra (OTTO WILHELM, 1885).
3.10
Hedychium coronarium J. König
Zingiberacea perene, herbácea, fortemente rizomatosa,
medindo 1 a 2 metros de altura, com reprodução vegetativa
através de seus rizomas. Possui folhas alternas e sésseis que
medem 25 a 45 cm de comprimento e 5 a 6 cm de largura. As
inflorescências terminais ocorrem em espigas densas de 10 a 20
cm de comprimento, com poucas flores brancas e fortemente
aromáticas (LORENZI, 2006). Veja Figuras 30, 31 e 32.
Fig. 30:
Hedychium coronarium
(ROSCOE, 1828).
Na Região Sul do Brasil é reconhecida pelos nomes de
lírio-do-brejo, cardamomo, gengibre-branco, gengibre-do-mato.
Planta de origem africana com propriedade ornamental, medicinal e útil na
produção de fibras têxteis e celulose, é também entendida como daninha, quando invade
áreas úmidas, lagos, canais de drenagem e riachos, segundo LORENZI (2006). Por outro
lado, quando adequadamente empregada, pode ter suas características aproveitadas na
proteção dos taludes fluviais.
Fig. 31: Destaque da flor de Hedychium
coronarium [Vale Vêneto / março 2006].
Fig. 32: Hedychium coronarium
.
41
3.11
Cynodon plectostachyus (K. Schum.) Pilg.
Gramínea da família das Poaceae, é planta não
rizomatosa
de
hábito
prostrado,
com
colmos
e
estolões
desenvolvidos, sendo os últimos arqueados. As folhas são pilosas
de cor verde-clara e as inflorescências compostas de espigas
dispostas digitadamente na extremidade dos colmos, veja a Figura
33 (PUPO, 1979; ARONOVICH / ROCHA apud QUADROS, 2004).
A espécie, originária da África, foi introduzida no Brasil
Fig. 33:
Cynodon plectostachyus.
na década de 40 do século 20, com finalidades forrageiras
(formação de pastagens e também para fenação).
Recebe no Brasil os nomes comuns de capim-estrela-africana ou estrela-da-África,
capim-estrela, capim-São-João, capim-encrenca-de-vizinho.
Segundo
NEPPA
(2007),
informações
a
planta
não
da
é
exigente quanto à fertilidade do solo e
é facilmente propagada por meio de
mudas produzidas a partir de pedaços
de estolões.
Segundo ALCÂNTARA et al.
(1993), o capim-estrela é opção para
proteger o solo contra erosão.
No entanto essa alóctone, de
crescimento vigoroso, pode mostrar
comportamento invasor, resultando,
eventualmente, em problemas.
PUPO (1979 apud QUADROS,
2004), diz que a espécie não tolera
umidade
excessiva.
Já
PEDREIRA
(1998) afirma existir, a esse respeito,
incoerência na literatura. A Figura 34
dá voz a essa última observação.
42
.
Fig. 34: Cynodon plectostachyus, protegendo a margem
de um pequeno córrego [Faxinal do Soturno / out. 2003].
4
PROPRIEDADES TÉCNICAS DA VEGETAÇÃO
4.1
Desenvolvimento vegetativo
O desenvolvimento vegetativo de oito espécies foi estudado através de duas
metodologias. Na primeira delas as plantas tiveram a taxa de sobrevivência e a produção de
brotos e raízes avaliadas durante cinco meses, a partir de três canteiros experimentais.
Estes foram construídos em três diferentes épocas do ano e com solo retirado das margens
do Arroio Guarda-mor ou do Rio Jacuí. Na segunda metodologia as estacas foram colhidas
mensalmente e mantidas com a porção basal (um terço de seu comprimento) submersa em
água por três meses. Seu desenvolvimento foi acompanhado mensalmente, até o terceiro
mês (Tab. 4).
Espécie
Canteiro experimental
1°
2°
3°
em água
Calliandra brevipes
×
Morus nigra
×
×
×
Pouteria salicifolia
×
Salix humboldtiana
×
×
Salix × rubens
×
×
×
×
×
Terminalia australis
Tab. 4: Espécies avaliadas nos canteiros experimentais e em água (× = avaliada).
×
×
×
×
×
×
Os locais e períodos de avaliação dos três canteiros experimentais foram:
1° -
de 11 de abril a 09 de setembro de 2003 (outono e inverno); Arroio Guarda-mor no
município de Faxinal do Soturno6.
2° -
de 20 de fevereiro a 17 de julho de 2004 (verão e outono); Estação de Silvicultura
no campus da Universidade Federal de Santa Maria, com solo trazido do Rio Jacuí.
3° -
de 4 de setembro de 2004 a 5 de fevereiro de 2005 (final do inverno, primavera,
início do verão); no mesmo local e com o mesmo solo do canteiro anterior7.
O acompanhamento das estacas mantidas em água foi igualmente realizado na
Estação de Silvicultura, de março de 2005 a abril de 2006.
6
Esse experimento constituiu parte do trabalho de diplomação de ALTREITER / PLUNGER (2004).
Tanto o solo retirado da margem do Arroio Guarda-mor como o retirado da margem do Rio Jacuí
foram classificados como franco-arenosos. Ambos com valores bastante baixos de macro nutrientes:
P limitante, K muito baixo, %M.O. baixa. Al alto e pH do solo baixo (5,5) para o primeiro e muito baixo
(4,6) para o segundo. De acordo com SCHIECHTL (1973), experimentos que visem avaliar o
desenvolvimento vegetativo de plantas para a bioengenharia de solos devem preferencialmente
utilizar como substrato solos pobres em nutrientes e nunca deve ser adubados.
7
.
43
4.1.1
Metodologia dos canteiros experimentais
Com a ajuda de uma retro-escavadeira os canteiros foram construídos com cerca
de 1,2 a 1,7 m de altura, 4 m de largura na base e com 25 a 30 metros de comprimento (Fig.
35 e 36). Foram orientados no sentido norte–sul, para que as faces de plantio recebessem
exposição leste e oeste. Cada lado do canteiro suportava duas linhas de plantio.
Fig. 35: Construção do canteiro experimental
no Arroio Guarda-mor [F. do Soturno / abr. 2003].
Fig. 36: Canteiro já construído na Estação de
Silvicultura da UFSM [Santa Maria / fev. 2004].
Os canteiros experimentais eram divididos em quatro partes que recebiam cada
uma 24 estacas de cada espécie, distribuídas nas duas faces de exposição e nas duas
banquetas (linhas) de plantio. Desta forma, 96 estacas de cada espécie, com diâmetros
entre 1 a 6 cm e 40 cm de comprimento eram enterradas em 30 a 35 cm de seu
comprimento total. Após o plantio os canteiros foram cobertos com palha a fim de manter a
umidade e evitar o crescimento da vegetação espontânea. O ataque de formigas foi
controlado por inspeção diária e aplicação de formicida. As coletas de dados foram
realizadas a 60, 90, 120 e 150 dias do plantio. A cada coleta, 24 estacas (plantas) de cada
espécie eram escavadas com um jato de água, sob leve pressão (Fig. 37 e 38).
Fig. 37: Primeira coleta de dados
(60 dias) [Santa Maria / abr. 2004].
44
.
Fig. 38: Detalhe da quarta coleta de dados
(150 dias) [Santa Maria / jul. 2004].
O primeiro dado levantado foi a taxa de sobrevivência, obtida pelo número de
estacas vivas, multiplicado por 100 e dividido pelo número total de estacas plantadas (vivas
+ mortas). Das plantas vivas foram anotadas as seguintes informações:
estaca:
- comprimento total e enterrado; diâmetro da base, meio e ponta
brotos:
- número e comprimento dos brotos primários
raízes:
- número e comprimento
De posse destes dados eram calculadas as seguintes variáveis:
•
Número médio de brotos por planta, resultado do número total de brotos dividido
pelo número de estacas vivas.
•
Comprimento médio dos brotos, obtido pelo somatório do comprimento de todos
os brotos dividido pelo número total de brotos.
•
Soma do comprimento dos brotos por planta, resultado da soma do
comprimento de todos os brotos dividido pelo número de estacas vivas.
•
Número médio de raízes por planta, obtido pelo número total de raízes dividido
pelo número de plantas vivas. Como nem sempre as estacas tinham o mesmo
comprimento enterrado, também foi calculado o número de raízes por metro de
estaca enterrada, obtido pelo número total de raízes dividido pelo somatório do
comprimento enterrado de todas as estacas vivas.
•
Soma do comprimento das raízes por planta, obtido pelo somatório do
comprimento de todas as raízes dividido pelo número de estacas vivas. Também
essa variável foi calculada por metro de estaca enterrada: soma do comprimento
das raízes por metro de estaca enterrada, obtido pelo somatório do comprimento
de todas as raízes produzidas dividido pelo somatório do comprimento enterrado
de todas as estacas vivas.
•
Comprimento médio das raízes, obtido pelo somatório do comprimento de todas
as raízes dividido pelo número de raízes.
A metodologia de instalação, tomada de dados e cálculo das variáveis, é padrão
nos experimentos que visam a tomar as primeiras informações sobre a aptidão biotécnica da
vegetação. Com isso é possível que resultados conseguidos em diferentes regiões como,
por exemplo, os de DEUTSCH (2001) na Áustria, MOLON (2001) no Nepal ou PETRONE / PRETI
(2007) na América Central, possam ser confrontados.
.
45
4.1.2
Resultados e discussão dos canteiros experimentais
Na parte superior da Figura 39, ao lado do nome de cada uma das espécies, é
expressa em valor porcentual a taxa de sobrevivência após 150 dias do plantio, nos três
períodos de avaliação.
Com exceção de Pouteria salicifolia (avaliada somente no verão / outono) todas as
outras espécies tiveram taxas de sobrevivência que, segundo os critérios de SCHIECHTL
(1973), podem ser consideradas de boas a excelentes.
21
17
13
2
Sebastiania schottiana - 42%
Phyllanthus sellowianus - 97%
rubens - 89%
2
Salix
2
Pouteria salicifolia - 7%
2
Salix humboldtiana - 40%
2
3
rubens - 100%
8
Salix
8
Calliandra brevipes - 56%
0
4
7
1,0
1,5
Salix humboldtiana - 96%
1,5
3,0
4
Soma do comprimento dos brotos
[m/planta]
3,0
1,0
3
0
4
30
32
Soma do comprimento das raízes
[m/m de estaca enterrada]
5
5
72
51
10
10
74
113
15
15
20
130
20
144
1° - 11/04 a 09/09/'03
2° - 20/02 a 17/06/'04
3° - 04/09/'04 a 07/02/'05
outono e inverno
verão e outono
primavera e verão
Fig. 39: Comportamento vegetativo das espécies nos três períodos de avaliação, após 150 dias do
plantio. As barras superiores mostram a soma do comprimento dos brotos por planta; dentro da barra
indica-se o número médio de brotos por planta. As barras inferiores mostram a soma do comprimento
das raízes por metro de estaca enterrada; o número abaixo indica a quantidade de raízes por metro
de estaca enterrada. O percentual ao lado do nome das espécies refere-se à taxa de sobrevivência.
46
.
No entanto, somente a taxa de sobrevivência não é informação suficiente para que
a aptidão biotécnica de uma espécie possa ser ajuizada. Assim, a Figura 39 também mostra
a soma do comprimento e o número de brotos por planta, bem como a soma do
comprimento e o número de raízes por metro de estaca enterrada. Todos esses valores
refletem a média das estacas sobreviventes após 150 dias.
Entre as quatro espécies avaliadas no primeiro canteiro experimental, Phyllanthus
sellowianus e Salix humboldtiana foram as que mostraram maior produção de brotos e
raízes. Levando-se ainda em consideração suas ótimas taxas de sobrevivência neste
período, pode-se afirmar que estas espécies são capazes de imprimir o ritmo de
desenvolvimento vegetativo esperado nas intervenções biotécnicas. Apesar de Sebastiania
schottiana ter mostrado tanto taxas de sobrevivência como também produção de brotos e
raízes menores, seus resultados são ainda suficientes para qualificá-la como espécie
importante. Somente Calliandra brevipes deve ser tomada com ressalvas, pois apesar de
uma sobrevivência considerável, a quantidade de raízes produzidas após 150 dias foi
pequena.
No segundo período de avaliação, que compreendeu o final do verão, o outono e o
início do inverno, Calliandra brevipes não foi avaliada. Em compensação duas novas
espécies foram incluídas no programa de testes: Salix × rubens e Pouteria salicifolia. Dentre
os três períodos de avaliação, foi neste que as espécies encontraram, de modo geral, maior
dificuldade de desenvolvimento. Isto, por outro lado, deu evidência aos relativos bons
resultados de Salix × rubens. A espécie alcançou uma taxa de sobrevivência de 100%, no
segundo período de avaliação.
Na terceira avaliação teve-se como principal objetivo verificar se realmente o
período do final do inverno e início da primavera, tido como o ideal para a reprodução
vegetativa de plantas, realmente iria produzir os melhores resultados. Para isso foram
reavaliadas três espécies que já haviam mostrado bons resultados nos experimentos
anteriores, a saber: Phyllanthus sellowianus, Salix × rubens e Sebastiania schottiana. Os
resultados
para
as
duas
primeiras
espécies
confirmam
o
presumível
melhor
desenvolvimento neste período (corte no inverno e crescimento na primavera). Por outro
lado, Sebastiania schottiana chamou atenção ao mostrar resultados menos promissores que
os conseguidos no canteiro implantado no período do outono e inverno (primeiro canteiro).
Há que se levar em consideração, entretanto, que o primeiro canteiro não só foi realizado
em época distinta, mas também em local e, especialmente, com substrato (solo) diferente do
usado nos dois outros canteiros experimentais.
.
47
Ainda na Figura 39, pode-se chegar ao comprimento médio dos brotos e raízes,
dividindo o somatório do comprimento (brotos ou raízes, mostrado pelo comprimento das
barras) pelo número médio de brotos ou raízes. Esses valores médios, no entanto, não
trazem muita informação, e podem, inclusive, levar à erro de julgamento da capacidade
biotécnica das plantas.
Mais esclarecedora é uma análise da distribuição das raízes por classe de
tamanho (comprimento). Para as três espécies estudadas no terceiro canteiro, essa análise
foi feita e é mostrada na Figura 40. A ilustração foi realizada com base nos dados médios
das plantas sobreviventes, de cada espécie, após 150 dias. Na ilustração podem ser lidas
informações como: 40% das raízes de Phyllanthus sellowianus são capazes de ultrapassar
os 20 cm de comprimento; 11% do total das raízes ultrapassam o limite de 40 cm; 3%
chegam aos 60 cm e somente 1% das raízes consegue atingir valores maiores que 80 cm.
Leitura análoga pode ser feita para Salix × rubens e Sebastiania schottiana. Para a
composição da Figura 40 foi convencionado que os comprimentos das raízes resultam na
mesma distância alcançada no entorno da estaca.
Deve-se considerar ainda que a metodologia empregada somente computou o
comprimento das raízes primárias, ou seja, as que tinham origem diretamente na estaca,
desconsiderando as raízes secundárias. Mesmo que estas, raízes secundárias, não tenham
sido avaliadas ficou evidente, durante a coleta de dados, que Phyllanthus sellowianus
desenvolve um sistema radicular muito mais fasciculado do que Salix × rubens, como deixa
entender a Figura 40. Da mesma maneira, Phyllanthus sellowianus mostra quantidade maior
de brotos secundários que, igualmente, não foram mensurados. Sendo assim, pode-se
entender que Phyllanthus sellowianus apresenta características ainda melhores que as que
puderam ser ajuizados pela metodologia empregada.
A expressão do volume de brotos e raízes através de sua massa seca, certamente
seria solução para esse inconveniente. No entanto, adotou-se a metodologia padrão para
esse tipo de experimento que, justamente, vale-se de expressões de fácil leitura para tornar
possível a execução desses experimentos sob qualquer condição. Como foi o caso do
primeiro canteiro experimental instalado às margens do Arroio Guarda-mor em Faxinal do
Soturno – RS, onde a obtenção dos valores de massa seca de brotos e raízes não seria
possível com os recursos locais.
48
.
300
4
200
Protundidade [cm]
0
11
200
rubens
50
Altura [cm]
3
0%
50
4%
40 cm
9%
52%
400
100
20
do comprimento das raízes [cm/planta]
0
2
Salix
rubens
100
100
Salix
do comprimento dos brotos [cm/planta]
100%
cm
40
cm
60
cm
600
80
cm
43
48
1%
60 cm
3%
11%
40%
20
100%
cm
40
cm
60
cm
80
cm
80 cm
2%
4%
11%
35%
20
100%
cm
40
100%
cm
cm
Salix
cm
rubens
rubens
60
80
Salix
50
0
Sobrevivência
Fig. 40: Comportamento vegetativo de estacas de Salix × rubens, Phyllanthus sellowianus e
Sebastiania schottiana plantadas em setembro de 2004 e avaliadas 150 dias após (fevereiro de
2005). Os gráficos acima mostram o somatório do comprimento e o número de brotos e raízes por
planta. Os desenhos das três espécies mostram a distribuição percentual de raízes a cada 20 cm do
entorno da estaca. O gráfico no canto direito inferior refere-se à taxa de sobrevivência após 150 dias.
.
49
4.1.3
Metodologia das estacas mantidas em água
Após os experimentos anteriores (canteiros experimentais), permaneceu certa
dúvida quanto a melhor época para a reprodução vegetativa de algumas espécies. O regime
hídrico muito variável dos cursos de água da região em estudo, também, justifica o interesse
em se reconhecer plantas que sejam capazes de desenvolver-se em diferentes épocas do
ano, tornando assim possível que se coincida o período de reprodução vegetativa com os
momentos em que se tenha maior acessibilidade aos taludes fluviais. Com o objetivo de
trazer mais informações a esse respeito, foi realizada uma nova avaliação, utilizando-se
outra metodologia.
Estacas de seis diferentes espécies, a saber: Morus nigra, Phyllanthus
sellowianus, Pouteria salicifolia, Salix × rubens, Sebastiania schottiana, Terminalia australis
(Tab. 4, pagina 43), com diâmetros entre 0,5 a 4,0 cm e comprimento de 40 cm, foram
colhidas mensalmente e mantidas com o seu terço basal submerso em água durante três
meses (Fig. 41). Após esse período, contou-se o número e mediu-se o comprimento das
raízes e brotos de cada estaca. As variáveis calculadas foram as mesmas dos experimentos
anteriores (canteiros experimentais). Foram ainda tomados os valores de massa seca das
estacas, raízes e brotos de cada planta. Isso, para que fosse possível verificar a relação
entre a massa seca do material empregado e sua respectiva produção de brotos e raízes.
Com o comprimento das estacas padronizado, a massa seca era, principalmente, função do
seu diâmetro.
estaca
lona plástica
nível d'água
caixa de madeira
Fig. 41: Esquema e foto [Santa Maria / jul. 2005]
do experimento com as estacas mantidas em água.
Essa rotina de acompanhamento repetiu-se durante um ano, entre março de 2005
a abril de 2006, com o objetivo de cobrir um ciclo vegetativo completo. O experimento foi
realizado na Estação de Silvicultura da UFSM.
50
.
4.1.4
Resultados e discussão das estacas mantidas em água
A Figura 42 mostra a produção de brotos e raízes. A média para cada espécie é
[cm/planta]
VERÃO
janeiro a março
rubens
Salix
Morus nigra
rubens
Salix
50
Salix
25
Morus nigra
0
0
25
rubens
25
50
Morus nigra
50
75
75
rubens
100
Salix
100
75
∑ do comprimento das raízes
PRIMAVERA
outubro a dezembro
INVERNO
julho a setembro
OUTONO
abril a junho
[cm/planta]
∑ do comprimento dos brotos
resultado de 40 estacas mantidas por três meses em água, durante a respectiva estação.
25
50
75
100
100
125
125
150
150
175
175
200
200
225
225
250
250
275
275
Fig. 42: Comportamento vegetativo das estacas mantidas em água nas quatro estações do ano.
Pouteria salicifolia não se desenvolveu em nenhuma das estações, por isso não
aparece na Figura 42. Morus nigra e Terminalia australis, apesar de terem providenciado
alguma brotação em certos períodos, nunca foram capazes de desenvolver raízes.
Brotações sem respectiva produção de raízes resultam em plantas que, em situação prática,
não possuem capacidade de estabelecer-se. Mantêm-se vivas somente até o momento em
que as reservas contidas na estaca-mãe se esgotem.
Confirmando os resultados obtidos nos canteiros experimentais, Sebastiania
schottiana mostrou maior facilidade em desenvolver-se no outono do que no período de
primavera. Phyllanthus sellowianus foi a única espécie capaz de se desenvolver em
qualquer estação do ano, com os melhores resultados na primavera e os piores no inverno.
Salix × rubens foi a espécie que melhores resultados apresentou, com exceção do período
de verão, o que pode ser explicado pela origem temperada dessa espécie.
.
51
Mesmo que nem todas as plantas foram capazes de produzir brotos e raízes após
três meses, todas as espécies mostraram-se resistentes a submersão parcial.
Para as espécies que produziram uma quantidade e volume expressivo de brotos e
raízes, como Salix × rubens e Phyllanthus sellowianus no período da primavera, foi possível
encontrar uma relação entre a massa seca das estacas e a produção de brotos e raízes
(Fig. 43 e 44). Podendo-se afirmar que, até os limites estudados, existe uma correlação
diretamente proporcional entre a massa do material vegetativo empregado e a respectiva
produção de brotos e raízes.
18
MASSA SECA [g]
16
Brotos
14
12
R²=0,70
10
8
6
4
2
50
100
150
Estaca
Raízes
1
2
R²=0,45
3
4
Fig. 43: Relação entre a massa seca da estaca e a massa seca dos brotos e raízes produzidas em
três meses por Salix × rubens, durante a primavera de 2005.
18
MASSA SECA [g]
16
R²=0,78
Brotos
14
12
10
8
6
4
2
50
150
Estaca
1
Raízes
100
2
R²=0,84
3
4
Fig. 44: Relação entre a massa seca da estaca e a massa seca dos brotos e raízes produzidas em
três meses por Phyllanthus sellowianus, durante a primavera de 2005.
Certamente o comportamento vegetativo (produção de brotos e raízes) de estacas
mantidas em água é diferente daquele de plantas que tenham como substrato o solo. No
entanto a metodologia de estacas mantidas em água mostra-se como uma ótima alternativa
para uma rápida e fácil comparação entre espécies.
Essa metodologia pode ser empregada tanto para dar as primeiras informações
sobre a potencialidade de reprodução por meio vegetativo de uma espécie, como pode ser
utilizada na investigação comparativa de propriedades biotécnicas de interesse.
52
.
4.2
Flexibilidade
No ambiente fluvial a parte aérea da vegetação, ou seja, suas folhas, ramos e
troncos, ganham especial importância ao interagirem com a água corrente. Neste sentido,
FLORINETH (2004) distingue três grupos de vegetação ribeirinha: flexível8-densa, rígidadensa e árvores-singulares.
A classificação de uma planta em um ou outro destes três grupos fica na
dependência de características da espécie, como a anatomia do lenho, o hábito e ritmo de
crescimento, mas também se relaciona ao ambiente e/ou manejo. Isso significa que, apesar
de a espécie determinar certa disposição, uma planta pode pertencer a um ou outro grupo
na dependência do seu estágio de desenvolvimento, da densidade populacional ou do
regime de podas.
A vegetação flexível-densa é constituída por plantas que facilmente cedem à
correnteza, curvando-se sobre a margem (talude). Com esse comportamento protegem
fisicamente a margem e não interferem na seção de vazão do curso de água. Isso é muito
importante em trechos onde o perfil transversal do leito não possui as dimensões suficientes
para bem suportar a vazão nos períodos de cheia. A vegetação flexível-densa reduz pouco
a velocidade da água, mas, por outro lado, não cria turbulência. Para que seu efeito de
proteção se manifeste ao máximo, é necessário que as plantas se desenvolvam em
agrupamentos densos.
Na vegetação rígida-densa as plantas são capazes de proteger a margem não por
se curvarem sobre ela, mas por obstruírem a correnteza, diminuindo a velocidade e,
conseqüentemente, sua força, sem causar grande turbulência. Para isso, essa vegetação
também deve se desenvolver de forma densa, com troncos e ramos não muito grossos e
que (apesar de pouco ou nada flexíveis) tenham a capacidade de resistir à força da água
sem sofrerem dano. Por outro lado, esse tipo de vegetação reduz a seção de deflúvio,
aumentando o nível da água, comportamento esse que pode facilitar, ou mesmo ser a causa
de inundações nas áreas adjacentes.
A vegetação ribeirinha, quando composta por árvores-singulares (especialmente
as de grande diâmetro) pode ser responsável pela perda de estabilidade dos taludes fluviais.
Árvores singulares desviam a força, reduzem pouco a velocidade e criam forte turbulência
na água. O resultado é uma gradual erosão das margens. Esse tipo de vegetação causa
sobrepeso no talude e é capaz de transmitir ao solo tanto a força das águas como a dos
ventos. Através deste mecanismo, esse tipo de vegetação é capaz de alavancar o talude,
8
FLORINETH (2004) usa o termo elastische, em alemão, cuja tradução literal seria elástica. Optou-se
pelo termo flexível para evitar confusão com a definição física de elasticidade, que não é válida aqui.
.
53
sendo isso causa contribuinte ou mesmo definitiva da perda de estabilidade das margens
fluviais. Árvores de grandes dimensões, ao tombarem para dentro dos cursos de água,
desviam o fluxo e/ou são arrastadas pela correnteza, obstruindo pontes ou represando a
água em pontos de estrangulamento, o que pode resultar em sérios prejuízos.
Esse tipo de vegetação deve ser evitado, o que se consegue através da escolha
adequada das espécies e das metodologias de intervenção, bem como através do manejo
das áreas tratadas e das matas ciliares que ofereçam risco.
Uma estabilização eficiente das margens em tratamento só é conseguida
com a vegetação flexível-densa e com a vegetação rígida-densa.
Em razão do exposto, as espécies que apresentaram os melhores resultados de
crescimento vegetativo (Phyllanthus sellowianus, Sebastiania schottiana, Salix humboldtiana
e Salix × rubens) foram submetidas a testes de flexão estática com vistas a avaliar sua
elasticidade e flexibilidade.
4.2.1
Metodologia do teste de flexibilidade
Para cada uma das espécies estudadas foram realizados cinqüenta testes de
flexão estática, utilizando-se amostras (corpos-de-prova) de diferentes diâmetros. O
diâmetro mínimo foi fixado em 10 mm e o diâmetro máximo ficou limitado ao equipamento
ou ao diâmetro máximo encontrado para a espécie na região. Os corpos-de-prova foram
testados ainda verdes e com casca, imediatamente após a coleta a campo. A norma (DIN 52
186) determina que, para testes de flexão estática, os corpos-de-prova tenham um
comprimento mínimo de 14 vezes o seu diâmetro no ponto de carga. Isso limitou os testes
ao diâmetro máximo de 70 mm, pois a mesa de flexão do equipamento disponível possui
vão máximo de um metro. Para Phyllanthus sellowianus e Sebastiania schottiana não se
encontraram na região de estudo plantas com troncos que superassem o diâmetro de 50 mm
para a primeira e 60 mm para a segunda.
A mesma norma também aconselha que, para a análise de corpos-de-prova com
presumível heterogeneidade, os testes sejam realizados com dois pontos de carga. Desta
maneira a flexão se dá não em um ponto, mas na porção (parte) compreendida entre os dois
pontos de carga, com isso evita-se que falhas exatamente no local da carga tenham alta
influência sobre o resultado do teste. Como o equipamento pertencente ao Departamento de
Ciências Florestais da Universidade Federal de Santa Maria só permite testes com um ponto
de carga, tomou-se especial atenção na escolha dos corpos-de-prova, evitando-se aqueles
que poderiam apresentar deformidades.
54
.
Os parâmetros: força (carga) F [N], deslocamento f [mm] e tempo t [s] foram
automaticamente tomados pelo equipamento de testes e salvos em uma planilha digital (Fig.
45 e 46). Foi gerado um diagrama carga×deformação para cada corpo-de-prova.
Fig. 45: Máquina de testes do Departamento
de Ciências Florestais / UFSM.
Fig. 46: Detalhe de um corpo de prova
submetido à flexão estática [nov. 2005].
Com os dados automaticamente coletados (F [N], f [mm] e t [s]) e as medidas dos
diâmetros d [mm] do corpos-de-prova no ponto de carga e a distância entre os pontos de
apoio l [mm], foi possível chegar aos seguintes parâmetros: 9
-
carga no limite proporcional, F elast [N]
-
carga de ruptura (máxima), FB [N]
-
módulo de elasticidade (MOE), E [N/mm²]
-
tensão no limite proporcional, σelast [N/mm²]
-
tensão de ruptura (módulo de ruptura, MOR), σB [N/mm²]
-
deformação elástica, єelast [-]
-
deformação plástica, єplast [-]
-
deformação de ruptura (máxima), єB [-]
-
ângulo de flexibilidade até o limite proporcional, αelast [°]
-
ângulo de flexibilidade até a ruptura, αB [°]
Após cada teste de flexão estática, retirou-se, a 5 cm do ponto de aplicação da
carga, uma amostra de 5 a 10 cm de comprimento para que pudesse ser determinado:
-
teor de umidade da madeira, u [%]
-
peso específico aparente básico da madeira, ρ [g/cm³]
-
espessura simples da casca, Sc [mm]
-
porcentagem de casca, %c [%]
-
idade do corpo de prova, J [anos]
Com objetivo de manter correspondência entre as duas versões deste trabalho – em língua
portuguesa e alemã – muitas vezes, a simbologia adotada não corresponde à que é costumeiramente
utilizada no Brasil, mas sim, à dos paises de fala alemã.
.
55
Obtenção e cálculo dos parâmetros:
A carga de ruptura FB
10
e a carga no limite proporcional Felast foram lidas
diretamente nos diagramas carga×deformação.
O módulo de elasticidade E [N/mm²] para corpos-de-prova com seção transversal
circular, apoiados sobre dois pontos e submetidos à carga em um ponto central, é dado pela
seguinte fórmula:
Felast ⋅ l 3
E=
48 ⋅ f elast ⋅ I
onde:
Felast
carga no limite proporcional [N]
l
distância entre os pontos de apoio [mm]
felast
deslocamento até o limite proporcional [mm]
I
momento inercial [mm4]
O momento inercial I [mm4] para uma seção circular é calculado como:
I=
π ⋅d4
64
sendo d [mm], o diâmetro do corpo de prova no ponto de aplicação da carga.
Substituindo-se I na formula anterior, tem-se:
Felast ⋅ l 3
E=
π ⋅d4
3 ⋅ f elast ⋅
4
10
Teoricamente a carga máxima nem sempre corresponde ao momento de ruptura do corpo de
prova. No entanto, neste experimento, a carga de ruptura sempre coincidiu com a carga máxima, ou
não se diferenciou significativamente.
56
.
A deformação є [-] é uma variável adimensional que pode ser calculada até o limite
proporcional (elástico) єelast ou até a ruptura єB, incluindo assim também a porção plástica do
deslocamento. É obtida pela seguinte fórmula:
ε= f⋅
onde:
12 ⋅ d
l2
f
deslocamento (até o limite proporcional ou até a ruptura) [mm]
d
diâmetro do corpo de prova no ponto de aplicação da carga [mm]
l
A tensão de ruptura σB [N/mm²] (módulo de ruptura, MOR) para corpos de seção
transversal circular é obtida por:
l
M FB ⋅ 2 16 ⋅ FB ⋅ l
σB =
=
=
π ⋅d3
π ⋅d3
W
32
onde:
M
momento máximo [N/mm]
W
resistência máxima [mm³]
FB
carga de ruptura [N]
l
d
diâmetro do corpo de prova no ponto de aplicação da carga [mm]
A tensão até o limite proporcional σelast [N/mm²] pode ser obtida pela fórmula
anterior, substituindo-se a carga de ruptura FB [N] pela carga até o limite proporcional Felast [N]
ou pela “Lei de Hooke”, que determina:
σ elast = E ⋅ ε elast
onde:
E
módulo de elasticidade [N/mm²]
єelast
deformação até o limite proporcional (elástica) [-]
.
57
O ângulo de flexibilidade até o limite proporcional αelast [°] e o ângulo de flexibilidade
até a ruptura αB [°] foram calculados pela seguinte fórmula:
⎛⎛
⎛ l ⎞ ⎞ ⎞⎟
⎜⎜
⎟
α = 180 − ⎜ ⎜ cot ⎜⎜ 2 ⎟⎟ ⎟ ⋅ 2 ⎟
⎜ f ⎟⎟ ⎟
⎜⎜
⎝
⎠⎠ ⎠
⎝⎝
onde:
l
f
deslocamento (até o limite proporcional ou até a ruptura) [mm]
Na posição original de repouso, não flexionada (linha horizontal tracejada na
Figura 47), o ponto de flexão divide o corpo de prova em duas partes iguais que possuem
ângulo zero com a horizontal e 180° entre si. Com os valores de l e de f até o limite
proporcional e até a ruptura, pode-se calcular respectivamente αelast e αB (Fig. 47).
l
Fig. 47: Corpo de prova flexionado,
indicando as variáveis utilizadas
no cálculo de α.
f
α
180° −
O teor de umidade u [%] da madeira é dado por:
u=
onde:
58
.
mu − mo
⋅100
mu
mu
massa úmida do corpo-de-prova [g]
mo
massa seca do corpo-de-prova [g]
α
O peso específico aparente básico da madeira ρ [g/cm³]:
ρ=
onde:
mo
massa seca da madeira [g]
Vo
volume da madeira11 [cm³]
mo
Vo
A espessura simples da casca Sc [mm] foi medida com ajuda de um paquímetro
digital e a porcentagem de casca %c [%] foi determinada como a relação entre a área do
anel de casca com a seção transversal do corpo de prova, através da seguinte fórmula:
%c =
onde:
At − Ao
⋅100
At
At
área total (madeira + casca) [cm²]
Ao
área sem casca [cm²]
Como a visualização dos anéis de crescimento mostrou-se impossível a olho nu,
mesmo após secagem e lixamento dos corpos-de-prova, as amostras12 foram preparadas a
fim de tornar possível a determinação da idade. Para Salix humboldtiana e Salix × rubens,
os corpos-de-prova foram amolecidos por fervura em água (aproximadamente 1 hora) e com
o auxílio de um estilete extraíram-se dois cortes histológicos de cada corpo-de-prova
(partindo-se da medula até a casca) para a montagem de lâminas provisórias. Para
Phyllanthus sellowianus e Sebastiania schottiana, após o amolecimento da madeira em
água fervente, os corpos-de-prova tiveram que ser seccionados com ajuda de um micrótomo
(regulado para a espessura de 40 µm). Os cortes histológicos foram ainda brevemente
tingidos com solução de azul-de-astra e safranina antes da montagem das lâminas
provisórias.
Observando-se estas lâminas no microscópio, foi agora possível contar o número
de anéis de crescimento e assim determinar a idade dos corpos-de-prova.
11
Obtido segundo o “Princípio de Arquimedes”.
As amostras foram ainda adequadamente armazenadas em câmera climatizada, para que, no
futuro, possam ser realizadas análises das características anatômicas e químicas da sua madeira.
12
.
59
4.2.2
Resultados e discussão do teste de flexibilidade
A tabela a seguir mostra a média dos parâmetros para as quatro espécies
estudadas. O Coeficiente de Variação CV [%] é mostrado ao lado da média, entre
parênteses.
Phyllanthus
sellowianus
Sebastiania
schottiana
Salix ×
rubens
Salix
humboldtiana
12 – 47
10 – 60
11 – 68
12 – 70
3.666 (29)
3.850 (28)
4.002 (32)
3.014 (36)
601 (62)
658 (68)
752 (67)
833 (66)
1.138 (57)
1.222 (63)
1.279 (64)
1.396 (63)
Tensão no limite proporcional, σelast [N/mm²]
57 (25)
45 (21)
43 (23)
37 (24)
Tensão de ruptura, σB [N/mm²]
109 (27)
89 (30)
71 (23)
63 (27)
Deformação elástica, єelast [-]
0,016 (24)
0,012 (31)
0,011 (36)
0,013 (25)
Deformação plástica, єplast [-]
0,135 (39)
0,113 (57)
0,071 (46)
0,084 (47)
Deformação total (ruptura), єB [-]
0,151 (35)
0,125 (52)
0,082 (41)
0,097 (41)
Ângulo até o limite proporcional, αelast [°]
4,3 (25)
3,2 (31)
3,0 (36)
3,5 (25)
Ângulo até a ruptura, αB [°]
40 (29)
32 (47)
22 (38)
26 (38)
Teor de umidade da madeira, u [%]
123 (10)
85 (14)
96 (19)
102 (17)
Peso específico da madeira, ρ [g/cm³]
0,51 (06)
0,38 (08)
0,39 (03)
0,36 (06)
Espessura simples da casca, Sc [mm]
1,3 (38)
1,0 (30)
2,3 (40)
2,9 (69)
Porcentagem de casca, %c [%]
17 (21)
12 (24)
23 (17)
25 (22)
Idade do corpo de prova, J [anos]
6 (43)
5 (34)
4 (53)
4 (43)
Variável
Amplitude diamétrica dos caules d [mm]
Módulo de elasticidade, E [N/mm²]
Carga no limite proporcional, F elast [N]
Carga de ruptura (máxima), FB [N]
Tab. 5: Médias e Coeficientes de Variação (entre parênteses) dos resultados dos testes de flexão
estática e dos demais parâmetros mensurados.
Ao se considerar as médias mostradas na Tabela 5, deve-se ter em conta que a
maioria das variáveis mensuradas relaciona-se fortemente com o diâmetro dos caules, e
que a amplitude diamétrica analisada para cada espécie foi diferente.
A carga nominal F (até o limite proporcional ou até a ruptura) é a variável que
possui a maior relação com o diâmetro, como é óbvio. Sendo assim, melhor que comparar
os valores médios é relacionar essa variável com o diâmetro dos caules d (Fig. 48).
A Figura 48 informa qual a força necessária para se chegar ao limite proporcional
(linha cheia) ou à ruptura (linha tracejada), para diferentes diâmetros. Para um mesmo
diâmetro, Phyllanthus sellowianus é a espécie mais resistente e Salix humboldtiana a mais
frágil.
60
.
3.500
3.000
a) Phyllanthus sellowianus
Felast
FB
b) Sebastiania schottiana
Felast
FB
c) Salix × rubens
Felast
FB
d) Salix humboldtiana
Felast
FB
R 2 = 0,96
c
2
R = 0,93 b
d
R 2 = 0,96
2.500
R 2 = 0,94
a
2.000
F [N]
R 2 = 0,91
R 2 = 0,89
c
d
b
R 2 = 0,93
1.500
R 2 = 0,84
a
1.000
500
0
10
20
30
40
50
60
70
d
Fig. 48: Relação entre o diâmetro d e a carga F, até o limite proporcional Felast e até a ruptura FB.
(modelo linear13: y = a + b ⋅ x).
Como tentativa de caracterizar a flexibilidade dos caules, VOLLSINGER et al. (2000)
partiram do módulo de elasticidade E (também chamado de módulo de Young). Este é um
parâmetro mecânico que expressa a razão entre a tensão exercida e a deformação unitária
sofrida pelo material, ou seja, quanta força é necessária para que uma determinada unidade
de deformação reversível seja alcançada. Neste sentido o módulo de “elasticidade” pode ser
entendido melhor como uma medida de rigidez do que de flexibilidade.
Testando-se as médias de E apresentadas na Tabela 5, somente Salix
humboldtiana diferencia-se significativamente14 das outras três espécies.
Os valores apresentados por qualquer uma das espécies podem ser considerados
baixos, quando comparados aos conseguidos por VOLLSINGER et al. (2000), que
determinaram o E para caules verdes de cinco espécies européias (Alnus glutinosa (L.)
Gaertn., Fraxinus excelsior L., Salix alba L., Salix caprea L. e Acer pseudoplatanus L.). Os
autores chegaram a valores entre 6.900 e 10.200 N/mm² para as diferentes espécies, o que
deixa a entender que as espécies sul-brasileiras são visivelmente menos rígidas, segundo
esse parâmetro (E).
13
O modelo de regressão escolhido gera valores negativos (portanto ilógicos) para os diâmetros
próximos de 10 mm. Mesmo que um polinômio de segundo grau seja capaz de eliminar esse
inconveniente, optou-se pelo modelo linear, devido a sua melhor correlação e simplicidade.
14
Teste de Tukey (5%).
.
61
Assim como a carga F, o módulo de elasticidade E também deve ser considerado
em relação à distribuição diamétrica dos caules (Tab. 6).
Módulo de Elasticidade [N/mm²] por classe de diâmetro
Espécie
R²
10-20mm
20-30mm
30-40mm
40-50mm
50-60mm
60-70mm
4.513 (20)
3.793 (31)
3.329 (25)
3.028 (27)
------
------
0,27
4.615 (26)
3.930 (29)
4.104 (31)
3.485 (12)
3.114 (18)
------
0,14
Salix × rubens
4.940 (35)
4.562 (29)
4.296 (25)
3.555 (34)
3.625 (21)
3.031 (11)
0,19
Salix humboldtiana
4.084 (40)
3.347 (19)
3.254 (12)
2.822 (33)
2.419 (12)
2.155 (24)
0,35
Tab. 6: Média dos valores do módulo de elasticidade [N/mm²] para as diferentes classes de diâmetro
para cada espécie. O Coeficiente de Variação [%] é mostrado ao lado da média, entre parênteses. Na
última coluna é mostrado o coeficiente de determinação conseguido para um modelo linear, entre o
módulo de elasticidade e o diâmetro dos caules (y = a + b ⋅ x).
O módulo de elasticidade (Tab. 6) decresce com o aumento do diâmetro. No
entanto, essa sugestiva correlação inversa entre o módulo de elasticidade e o diâmetro dos
caules deve ser considerada com ressalvas devido ao alto CV e ao baixo coeficiente de
determinação conseguido. Condição similar foi encontrada por VOLLSINGER et al. (2000).
Salix humboldtiana é a espécie que oferece menor resistência à deformação. No
entanto, o módulo de elasticidade só é válido na região elástica de tensão. Acima deste
limite, o comportamento passa a ser plástico e a relação não pode mais ser explicada pela
“Lei de Hooke” (Fig. 49).
Para materiais inertes a deformação após o limite elástico (limite proporcional) é
irreversível. Tratando-se de um material vivo, esse limite torna-se menos importante, pois as
plantas não morrem e possuem a capacidade de se regenerar, mesmo quando o limite
proporcional é largamente ultrapassado. Na prática esse comportamento se revela na
vegetação ribeirinha, logo após uma cheia. Quando as plantas não retornam ao seu estado
original imediatamente após o recuo das águas, significa que o seu limite elástico foi
ultrapassado. No entanto, as plantas ainda possuem a capacidade biológica de, aos poucos,
se recuperarem, ou seja, retornarem ao estado original ou adaptarem-se, crescendo com
seus ramos orientados na direção da correnteza. Isso significa que não se valem da
elasticidade física do material de seus caules, mas, por assim dizer, de sua “bioelasticidade”. Mesmo após a ruptura, as plantas são capazes de regenerar-se, sem que
isso, necessariamente, implique em prejuízo à estabilidade do talude. De qualquer maneira,
o limite de ruptura parece ser um limite mais adequado que o limite elástico para explicar a
flexibilidade de um material vivo.
62
.
O módulo de elasticidade mostra a relação entre esforço e deformação dentro da
área de comportamento elástico, mas não diz qual é o limite máximo desta deformação.
Esse limite bem como a deformação e tensão até a ruptura são mostrados em um típico
σB
diagrama tensão×deformação (Fig. 49) semelhante ao diagrama carga×deformação.
σ elast
B
Fig. 49: Típico diagrama
tensão×deformação.
LP
E
ε elast
εB
O primeiro trecho do diagrama é uma reta que determina o módulo de elasticidade
e o limite máximo do comportamento elástico. A partir deste ponto (LP, na Figura 49) a
deformação passa a ser plástica e segue até a ruptura (B, na Figura 59), de forma não
proporcional. A Figura 50 mostra, analogamente à Figura 49, estes limites para cada uma
das espécies estudadas.
Phyllanthus sellowianus (a)
100
- Para uma melhor comparação
as médias foram recalculadas,
utilizando-se somente os
diâmetros entre 10 a 50 mm,
comuns a todas as espécies
estudadas.
[N/mm²]
Sebastiania schottiana (b)
80
Salix
rubens (c)
Salix humboldtiana (d)
σ
Fig. 50: Deformação e tensão
até o limite proporcional (linha
cheia) e plástico (linha
tracejada) para as quatro
espécies estudadas.
60
a
c b
d
40
20
0
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
ε [-]
.
63
A primeira área, delimitada pelas linhas cheias, corresponde à região de
deformação elástica e a reta mostra a relação entre deformação e tensão neste trecho, o
que corresponde ao módulo de elasticidade E. As linhas tracejadas mostram os limites
máximos de deformação e tensão suportada antes da ruptura. Mesmo que a deformação e a
tensão até o limite proporcional sejam diferentes para as espécies, a inclinação da reta
(correspondente ao módulo de elasticidade) é bastante similar para as quatro espécies.
Bem mais evidentes são os diferentes limites de deformação e tensão suportados
até a ruptura. As duas Euforbiáceas (Sebastiania schottiana e especialmente Phyllanthus
sellowianus) são capazes de suportar tanto uma deformação como uma tensão maior, antes
da ruptura. Salix humboldtiana suporta uma tensão ligeiramente inferior a Salix × rubens, no
entanto é capaz de deformar-se bem mais que essa última espécie, antes da ruptura.
Na Figura 51 pode-se ver como a tensão σ (até o limite proporcional σelast e até a
ruptura σB) relaciona-se com o diâmetro dos caules.
σ elast
σB
180
160
140
[N/mm²]
120
100
σ =a⋅d
a
80
b
60
c
a
d
40
b
b
R²
σ elast σ B
a) Phyllanthus sellowianus
0,48 0,70
b) Sebastiania schottiana
0,40 0,65
c) Salix
rubens
d) Salix humboldtiana
0,43 0,64
0,69 0,86
c
d
10
20
30
40
50
60
70
d [mm]
Fig. 51: Relação entre o diâmetro d e a tensão σ até o limite proporcional (linha cheia) e até a ruptura
(linha tracejada). A relação foi calculada através de um modelo exponencial (y = a ⋅ xb).
64
.
A tensão máxima suportada mostra-se diferente entre as espécies, seja até o limite
proporcional, seja até a ruptura, e relaciona-se bem aos diâmetros. Mesmo que a carga
nominal suportada F cresça (Fig. 48) a tensão σ decresce, com o aumento dos diâmetros
(Fig. 51).
A deformação adimensional є pode ser entendida como a expressão de o quanto o
material foi deformado a partir de sua condição de repouso. Se o valor de є for multiplicado
por 100, obtém-se o valor percentual, ou seja, quanto por cento o corpo foi deformado com
referência às suas dimensões originais.
Outra maneira de demonstrar essa deformação pode ser conseguida, por
exemplo, através do ângulo até o limite proporcional αelast ou até a ruptura αB que se
denominou de “ângulo de flexibilidade”: a Tabela 5 mostra as médias e a Figura 52 a relação
de αB com o diâmetro dos ramos.
70
Sebastiana schottiana (b)
Salix x rubens (c)
65
R²
0,64
0,48
0,64
0,32
60
55
50
45
α B [°]
40
35
30
a
25
b
20
d
c
15
10
αelast
5
0
10
20
30
40
50
60
70
d [mm]
Fig. 52: Relação entre o diâmetro d e o ângulo de flexibilidade até a ruptura αB, através de um modelo
exponencial (y = a ⋅ xb). A faixa na parte inferior do gráfico mostra a área de distribuição dos ângulos de
flexibilidade conseguidos até o limite proporcional αelast, que não possuem correlação significativa com
o diâmetro. A faixa mostra, portanto, o limite valido em qualquer diâmetro e para as quatro espécies.
.
65
Para o ângulo até o limite proporcional αelast (limite elástico) não se encontrou uma
correlação significativa com o diâmetro e nem mesmo diferença entre as espécies. Sendo
assim, a faixa (αelast) da Figura 52 limita a área onde, na média, o ângulo até o limite
proporcional é alcançado por qualquer espécie em qualquer diâmetro.
O ângulo de flexibilidade até a ruptura αB é uma expressão que pode ser
facilmente visualizada na prática. Ele informa a que ângulo máximo pode-se vergar um ramo
de um determinado diâmetro e espécie, até a sua ruptura.
Retornando à Figura 52, verifica-se que Phyllanthus sellowianus destaca-se por
ser capaz de produzir ângulos de flexibilidade maiores que o das outras espécies antes de
encontrar a ruptura. Por exemplo, enquanto um ramo com 20 mm de Phyllanthus
sellowianus pode formar um ângulo de flexão de 45° antes de se romper, um ramo de
mesmo diâmetro de Salix × rubens só alcança um ângulo de 24° antes da ruptura. Ou seja,
sob análise desta característica, Phyllanthus sellowianus é a espécie mais flexível (veja
Figura 52). No entanto, para que este ângulo seja formado, Phyllanthus sellowianus precisa
ser submetido a uma carga nominal muito maior (veja a Figura 48).
Para os objetivos deste trabalho o ângulo de flexibilidade até a ruptura αB
analisado conjuntamente com a carga nominal até a ruptura FB, permite chegar a
conclusões que melhor ilustram a aptidão biotécnica das plantas, do que as conseguidas
pela comparação dos módulos de elasticidade. A Figura 53 combina em um mesmo
nomograma as relações αB×FB para as quatro espécies ao longo da distribuição diamétrica
dos caules.
70
Salix humboldtiana
Salix rubens
10 mm
60
50
B
[°]
20 mm
40
30 mm
Fig. 53: Diâmetro d, ângulo de
flexibilidade até a ruptura αB e
carga de ruptura FB, para as
quatro espécies estudadas.
40 mm
30
50 mm
60 mm
20
70 mm
10
10
100
1.000
F B [N]
66
.
10.000
- Os valores de carga FB para
os diâmetros de 10 mm foram
obtidos pela média dos valores
lidos entre 10 e 13 mm, já que
os modelos ajustados (Fig. 4)
não permitem determiná-los.
Para qualquer das espécies, a carga necessária para a ruptura cresce com o
diâmetro e o ângulo formado diminui. Comparativamente um caule de Phyllanthus
sellowianus de 20 mm de diâmetro necessita receber uma carga de 670 N para chegar à
ruptura, alcançando com isso um ângulo máximo de flexibilidade de 45°, enquanto
Sebastiania schottiana com uma carga limite de 550 N só chega a 36°. Salix humboldtiana
forma um ângulo ainda menor (32°) e necessita igualmente uma menor carga (400 N) para
chegar a esse ângulo. Já Salix × rubens, apesar de possuir um ângulo de flexibilidade ainda
menor que as espécies anteriores, necessita mais força (460 N) que Salix humboldtiana
para chegar a no máximo 25° de ângulo de flexibilidade. Ou seja, Salix × rubens verga-se
menos e com menos facilidade.
Esse é o tipo de leitura que pode ser feita na Figura 53, dentro das amplitudes
diamétricas estudadas.
Não se pode reproduzir o nomograma da Figura 53 para os valores até o limite
proporcional devido à falta de relação entre o ângulo até este limite e o diâmetro (Fig. 52).
No entanto, o mesmo tipo de análise conjunta poderia ser feita, substituindo-se no gráfico 53
a carga F pela tensão σ até a ruptura.
Uma próxima consideração útil leva em conta a idade dos caules (Fig. 54). A
relação das variáveis E, αB ou FB, por exemplo, com a idade é informação chave na
transposição destes conhecimentos para a prática. Isto não permite dizer somente a que
diâmetro determinado grau de flexibilidade será alcançado, mas, também, depois de
quantos anos essa característica se manifestará. Assim é possível determinar a que idade
uma obra ou a vegetação ciliar deve ser submetida a manejo, para que características
biotécnicas desejáveis sejam garantidas.
12
10
9
b
8
J [anos]
Espécie
R²
Modelo
0,82
J=0,24d+0,24
Sebastiania schottiana (b)
0,83
J=0,13d+1,04
Salix
0,58
J=0,12d+0,15
0,79
J=0,09d+0,47
a
11
c
7
rubens (c)
d
6
5
4
3
2
1
0
10
20
30
40
50
60
70
Fig. 54: Relação
entre o diâmetro d
e a idade dos ramos J.
d [mm]
.
67
Como demonstrado, a flexibilidade é perdida gradativamente com o aumento do
diâmetro, sendo assim diâmetros menores são desejados. Phyllanthus sellowianus é a
espécie que mais tensão suporta e, ao mesmo tempo, pode ser vergada a ângulos maiores
antes da ruptura, além de possuir uma taxa de crescimento bem menor que qualquer das
outras espécies (Fig. 54). Sendo assim, poderá sofrer intervenções menos freqüentes.
As relações mostradas na Figura 54 não podem ser tomadas sem ressalvas para
toda sorte de sítio e condições, mas servem como uma primeira informação e mostram
como esses comportamentos podem ser entendidos. Como já mencionado, na prática, a
possibilidade de associar (substituir), a série diamétrica (base da apresentação e discussão
dos resultados, até aqui) por uma série cronológica é muito útil.
Utilizando-se das relações calculadas e mostradas na Figura 54, informações,
como o ângulo de flexibilidade (Fig. 52), podem ser apresentadas agora em uma série
cronológica, como a mostrada na Tabela 7.
P. sellowianus
S. schottiana
S. x rubens
S. humboldtiana
J
[anos]
d [mm]
α B [°]
d [mm]
α B [°]
d [mm]
α B [°]
d [mm]
α B [°]
1
3
114
3
100
7
37
6
53
2
7
77
7
58
15
28
17
35
3
12
61
15
43
24
23
28
28
4
16
51
23
34
32
21
39
23
5
20
45
30
29
40
19
50
20
6
24
41
38
25
49
17
61
18
7
28
37
46
22
57
16
73
17
8
32
34
54
20
65
15
84
15
9
37
32
61
18
74
15
95
14
10
41
30
69
17
82
14
106
13
11
45
29
77
16
90
13
117
13
12
49
27
84
15
99
13
128
12
13
53
26
92
14
107
13
139
12
14
57
25
100
13
115
12
150
11
Tab. 7: Diâmetro d e ângulo de flexibilidade até a ruptura αB nas diferentes idades J. Os valores na
área hachurada correspondem à amplitude amostrada nos testes de flexão estática; os valores fora
são extrapolações.
O peso específico aparente básico ρ e a umidade da madeira u pouco se alteraram
com o diâmetro dos caules.
Pode-se dizer somente que, para Sebastiania schottiana, Salix humboldtiana e
Salix × rubens, o aumento dos diâmetros possui uma leve relação (tendência) proporcional
com a primeira variável (ρ) e inversa com a segunda (u).
68
.
Para Phyllanthus sellowianus não existe nem mesmo tendência. Essa condição já
era denunciada pelos baixos coeficientes de variação mostrados na Tabela 5, para as
médias destas variáveis. Cabe somente considerar que os valores de peso específico
aparente básico da madeira de Phyllanthus sellowianus foram relativamente altos, quando
comparados aos das outras três espécies, provavelmente conseqüência do crescimento
mais lento e resultante maior idade média dos corpos-de-prova desta espécie (Tab. 5).
Como esperado, a espessura da casca Sc correlaciona-se firmemente com os
diâmetros e, portanto, mantém uma relação percentual %c relativamente constante. As
espécies que na média possuem uma casca menos espessa – Phyllanthus sellowianus e
Sebastiania schottiana (Tab. 5) – mostram, conseqüentemente, um aumento mais discreto
da espessura da casca com o aumento do diâmetro. Salix humboldtiana é a espécie de
casca mais espessa, tem entre 5 a 7 mm para os diâmetros maiores, 60 – 70 mm. Isso tem
certa importância nas relações feitas entre as diversas variáveis e o diâmetro dos caules.
Também pode existir influência da casca no resultado dos testes de flexão estática. A
influência da casca nos parâmetros mensurados poderá ser verificada, realizando-se,
comparativamente, testes em corpos-de-prova com e sem casca.
A investigação das características anatômicas e químicas da madeira das espécies
já estudadas poderá ajudar ainda mais no esclarecimento das características biotécnicas
(biomecânicas) da vegetação, no que concerne à sua flexibilidade.
.
69
4.3
Resistência ao arranquio
O efeito do sistema radicular de uma planta na estabilização do solo pode ser
investigado sob diferentes enfoques. Certamente o reforço providenciado pelas raízes é
mais eficiente, quando sua densidade e alcance em profundidade forem maiores. Esse é o
tipo de informação que se busca com a implantação de canteiros experimentais (Item 4.1). A
resistência de uma raiz à tensão, flexão e compressão pode ser diretamente determinada
através de ensaios em laboratórios. De maneira indireta, a contribuição das raízes na
estabilidade do sistema solo-raiz pode ser determinada através de testes de resistência ao
cisalhamento realizados em corpos-de-prova (amostras de solo) providos e desprovidos de
raízes.
Um enfoque peculiar é dado nos experimentos que visam a determinar a
resistência ao arranquio. Essa resistência corresponde à força necessária para que uma
planta seja arrancada do solo e – como afirma FLORINETH (2004) – pode ser uma medida da
estabilidade do sistema solo-raiz e assim expressar o efeito de consolidação proporcionado
por uma planta. Também BOCCALARO (2005), analisando os estudos realizados nos últimos
30 anos em território austríaco, afirma que as plantas com maior capacidade de estabilizar o
terreno são aquelas que dispõem de um sistema radicular profundo, elástico e resistente ao
arranquio.
Fato é que a resistência ao arranquio relaciona-se fortemente com as outras duas
características apontadas por este último autor e, como afirma o primeiro, pode ser
entendida como um índice que agrega uma série de características do sistema radicular,
que são úteis à bioengenharia de solos.
Obviamente a resistência ao arranquio não está somente na dependência das
características do próprio sistema radicular das plantas, mas relaciona-se também com
outros fatores, como: as características físicas do solo (textura, densidade, umidade, etc.),
as condições de crescimento da planta (disponibilidade de água, luz, nutrientes, etc.) e com
a espécie e idade das plantas. Sendo assim, para que se consiga concluir quanto à
contribuição do sistema radicular na resistência ao arranquio é necessário que estes fatores
envolvidos sejam mantidos homogêneos e sob controle experimental.
Os resultados conseguidos em condições experimentais controladas não podem
ser diretamente transferidos à prática. Por outro lado, é assim possível ceteris paribus
concluir, comparativamente, quanto à influência do sistema radicular de diferentes espécies
e/ou idades, na resistência ao arranquio.
70
.
4.3.1
Metodologia do teste de resistência ao arranquio
O experimento foi implantado em uma área homogênea (400 m²) localizada no
distrito de Vale Vêneto, bacia hidrográfica do Rio Vacacaí-mirim. O solo da área, apesar de
não compactado, foi preparado para o plantio através de aração e gradagem (Fig. 55), com
o objetivo de facilitar a implantação e eliminar a pastagem que originalmente ocupava a
área. Após o preparo, foram coletadas amostras do solo em cinco diferentes pontos da área
e em quatro profundidades, para a realização de análises de suas principais características
físico-químicas (Tab. 8).
Profundidade
[cm]
Propriedades
Areia
[%]
Silte
[%]
Argila
[%]
P
[mg/dm³]
K
[mg/dm³]
%M.O.
Al
[cmolc/dm³]
pH
0 – 20
78
16
6
76
56
1,6
0,0
6,4
20 – 40
77
15
8
76
48
1,0
0,0
6,7
40 – 60
84
9
7
13
48
0,6
0,0
6,7
60 – 80
88
7
5
7
44
0,3
0,0
5,8
Média
82
12
6
43
49
1,55
0,0
6,4
Tab. 8: Propriedades físico-químicas do solo da área de implantação do experimento de arranquio.
Após cercada a área, foram preparadas 546 covas com 40 cm de profundidade e
15 cm de diâmetro, a um espaçamento de 0,9 × 0,5 m entre elas, com ajuda de uma
cavadeira manual. Cada cova recebeu uma estaca com diâmetro entre 1,0 a 4,5 cm e 50 cm
de comprimento, cuidadosamente plantada na vertical (Fig. 56).
Fig. 55: Preparo da área para o plantio
[Vale Vêneto / set. 2006].
Fig. 56: Preparo das covas e plantio
A área do plantio foi dividido em dez blocos, cada um formado por quatro linhas de
plantio com 13 covas. Cada linha recebeu uma espécie: Salix humboldtiana, Salix × rubens,
Phyllanthus sellowianus, Sebastiania schottiana. Para esta última espécie foram plantadas
duas linhas extras, como precaução quanto à sua presumível maior mortalidade.
.
71
Do total de estacas plantadas, 15% eram inertes, ou seja, foram confeccionadas
com material sem potencial vegetativo (material morto), para que servissem de testemunha.
Após o plantio a área foi coberta com uma fina camada de casca de arroz a fim de
manter a umidade do solo e dificultar o crescimento da vegetação espontânea (Fig. 57).
Procurou-se adotar intervalo regular (dois meses) entre o plantio e o primeiro teste
de arranquio, bem como entre eles. Porém, existiu sempre o cuidado para que a umidade do
solo nos dias de arranquio fosse similar. Isso justifica a variação de dias entre os intervalos
dos três primeiros arranquios. O quarto arranquio coincidiu com um período de chuvas
prolongadas, forçando a sua realização após três meses do anterior (há 9 meses do plantio).
Para cada um dos quatro testes de arranquio realizados, dois dos dez blocos totais
foram sorteados para avaliação. Os blocos tinham a sobrevivência de suas plantas
avaliadas (Fig. 58). Quando o mínimo de 20 plantas vivas de cada espécie não era
encontrado nos dois blocos, completava-se esse número com plantas das linhas extras.
Desta forma, cada média foi sempre resultado de um mínimo de 20 estacas (plantas) vivas.
A cada coleta de dados, foram também arrancadas quatro estacas inertes de cada espécie
(16 no total), para determinar a resistência sem enraizamento.
Fig. 57: Aspecto da área logo após
a instalação do experimento de arranquio
Fig. 58: Aspecto da área no momento
do primeiro teste de arranquio (após dois meses)
[Vale Vêneto / nov. 2006].
Antes do arranquio de cada planta, foram anotados o número, comprimento e
diâmetro da base dos brotos primários. Isso permitiu o cálculo do número médio de brotos
por planta, comprimento médio de brotos por planta e soma do comprimento dos
brotos por planta, variáveis já descritas no Item 4.1.1. Foi também calculado o diâmetro
médio de brotos por planta15 e a área basal de brotos por planta16 . Após o arranquio, foi
também determinada a massa seca da parte aérea.
15
16
Resultado da soma do diâmetro de todos os brotos dividido pelo seu número.
Corresponde à soma das áreas das seções transversais da base de todos os brotos de uma planta.
72
.
Para que fosse possível determinar a resistência ao arranquio, foi necessário
confeccionar um aparato específico constituído de uma base de madeira que suportava um
dinamômetro acoplado a uma manivela (Fig. 59). O sistema permitia produzir uma carga
máxima de 2,9 kN.
Vista superior
Detalhe (vista superior)
reforço de madeira
Detalhe da lateral
Vista frontal
Vista inferior
base de madeira
destorcedor
dinamômetro
base de madeira
reforço de metal
Fig. 59: Aparato para a determinação da resistência ao arranquio (medidas dadas em mm).
A Figura 60 mostra uma planta de
Phyllanthus sellowianus com quatro meses de
idade, preparada para o arranquio.
O dinamômetro ficava preso à planta
disposta no orifício da base de madeira,
enquanto se girava lenta e continuamente a
manivela, até o arranquio total da planta. A
resistência ao arranquio foi entendida como
sendo
a
força
máxima
mostrada
pelo
dinamômetro durante o processo de completo
de arranquio da planta.
Após o arranquio, foi mensurado o
diâmetro da base, meio e ponta da estaca e
feita uma avaliação visual quanto à presença
de raízes proventícias.
Fig. 60: Aparato de arranquio
[Vale Vêneto / jan. 2007].
.
73
4.3.2
Resultados e discussão do teste de resistência ao arranquio
A sobrevivência das espécies confirma a tendência mostrada nos canteiros
experimentais. Ambas as Salicáceas apresentaram uma taxa de 100%, Phyllanthus
sellowianus mais de 90% e Sebastiania schottiana teve uma sobrevivência de cerca de
60%. Os valores de resistência ao arranquio são mostrados na Figura 61.
Salix rubens
Salix humboldtiana
4,5
4,0
Resistência ao arranquio [kN]
3,5
3,0
25%
2,9 kN (Max.)
10%
30% 15%
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
∴0,1 kN
0,0
implantação
20 set. 2006
1° arranquio
27 nov. 2006
primavera
2° arranquio
24 jan. 2007
verão
3° arranquio
1° abr. 2007
4° arranquio
22 jun. 2007
outono
Fig. 61: Resistência ao arranquio. O ponto central mostra a média dos valores de 20 plantas; linhas
duplas e simples assinalam respectivamente o primeiro e o segundo quartil, inferior e superior. A linha
de 0,1 kN mostra a média para estacas não enraizadas e a linha de 2,9 kN o limite máximo possível
de ser avaliado com o aparato de arranquio. Os valores acima deste limite foram estimados por
extrapolação. O valor percentual mostrado logo acima do limite máximo indica quanto por cento dos
dados foram extrapolados para obtenção da média. Os outliers são marcados por um asterisco (*) e
não foram considerados no cálculo dos parâmetros estatísticos.
74
.
Já no terceiro arranquio (isto é, aos 190 dias após o plantio), 25% das estacas de
Salix × rubens e 10% das de Salix humboldtiana não puderam ser arrancadas pela força
máxima de 2,9 kN. No quarto arranquio foi 30% e 15%, respectivamente, a porcentagem de
estacas destas espécies que superaram o limite do equipamento. Devido à boa correlação
entre a resistência ao arranquio e algumas das características da parte aérea, foi possível
determinar os valores por extrapolação. A Tabela 9 mostra os coeficientes de determinação
conseguidos para diversas variáveis independentes e a resistência ao arranquio.
Salix ×
rubens
Salix
humboldtiana
Sebastiania
schottiana
Phyllanthus
sellowianus
Número de brotos por planta
0,03
0,01
0,27
0,05
Diâmetro médio dos brotos
0,57
0,51
0,78
0,58
Área basal de brotos
0,70
0,78
0,80
0,77
Comprimento médio dos brotos
0,67
0,58
0,76
0,57
Somatório do comprimento dos brotos
0,59
0,54
0,76
0,72
Massa seca da parte aérea
0,69
0,65
0,74
0,87
Diâmetro da estaca (1° arranquio)
0,39
0,63
0,49
0,25
Diâmetro da estaca (4° arranquio)
0,18
0,29
0,26
0,12
Variável independente
Tab. 9: Coeficientes de determinação conseguidos através de um modelo de 1° grau (y = a + b ⋅ x)
entre diferentes variáveis independentes e a resistência ao arranquio. Relações sempre positivas.
Das variáveis mensuradas, a área basal de brotos é a que melhor relação guarda
com a resistência ao arranquio (Fig. 52). Foi essa, portanto, a variável utilizada para a
extrapolação dos valores.
3,0
R2 = 0,80
Salix humboldtiana
R2 = 0,78
Salix x rubens
R2 = 0,70
Resistência ao arranquio [kN]__
2,5
R2 = 0,77
2,0
1,5
1,0
Salix x rubens
Salix humboldtiana
0,5
0,0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1.000
1.100
Área basal de brotos [mm²]
Fig. 62: Relação da área basal dos brotos com a resistência ao arranquio (y = a + b ⋅ x).
.
75
O diâmetro das estacas utilizadas para a reprodução vegetativa tem importância
no inicio do desenvolvimento das plantas, como já havia sido demonstrado na avaliação do
potencial vegetativo de estacas imersas em água. No entanto, os testes de arranquio
deixam entender que essa variável perde importância à medida que as plantas se
estabelecem. Isso fica evidente ao se observar que os coeficientes de determinação no
quarto arranquio (nove meses do plantio) são consideravelmente menores que os
conseguidos no primeiro arranquio, realizado após dois meses do plantio (Tab. 9).
A resistência ao arranquio relaciona-se a um detalhe em especial do sistema
radicular: se as raízes são do tipo proventícias ou do tipo adventícias.
Raízes proventícias são produzidas por gemas epicórnicas dormentes. Essas
gemas, uma vez formadas, ainda na fase de crescimento primário, não são excluídas pelo
crescimento em diâmetro (secundário) do ramo. Um raio de células meristemáticas se
mantém desde a medula até a periferia. Sua capacidade de dar origem a novos ramos e/ou
raízes é mantida dormente pela ação dominante do meristema apical. Na confecção das
estacas, essa dominância é perdida e as gemas podem assim dar origem a raízes que, de
imediato, já possuem uma forte ligação com o xilema da estaca-mãe.
Raízes adventícias, por sua vez, originam-se do câmbio vascular e inicialmente
possuem uma conexão mais fraca com a estaca-mãe; sua união ao xilema primário dar-se-á
com o desenvolvimento da planta.
Raízes adventícias jovens certamente já contribuem para a estabilização do solo,
no entanto, ganha-se em estabilidade à medida que essas passam a se conectar ao xilema
da estaca-mãe. Isso se reflete seguramente na resistência ao arranquio. Dito de outra
forma: mesmo uma planta que produza grande quantidade de raízes terá um melhor efeito
na estabilidade do solo e, também, maior resistência ao arranquio, se essas forem do tipo
proventícias, ou, a partir do momento em que as adventícias passarem a apresentar uma
melhor conexão com a estaca-mãe.
Essa pode ser a explicação sobre a menor resistência ao arranquio apresentada
por Phyllanthus sellowianus em comparação às outras espécies, mesmo sendo essa
espécie sabidamente capaz de produzir um sistema radicular de grande volume e bastante
fasciculado.
A grande maioria dos estudos publicados analisa a produção de raízes sem
diferenciar se estas são proventícias ou adventícias. Para a bioengenharia de solos a
presença de gemas epicórnicas capazes de dar origem a raízes proventícias é uma
característica biotécnica ainda mais importante que a simples capacidade de produzir raízes
adventícias.
76
.
5
OBRAS DE BIOENGENHARIA DE SOLOS
Neste capítulo são expostas experiências com algumas obras de bioengenharia de
solos já construídas na região em estudo, dando-se enfoque ao comportamento vegetativo
das espécies utilizadas. Não se tem o objetivo de descrever detalhadamente as
metodologias de intervenção. Estas já são conhecidas e criteriosamente abordadas na
literatura especializada (por exemplo: BEGEMANN / SCHIECHTL, 1986; SCHIECHTL / STERN,
1992, 1994; FLORINETH, 2004 e 2007).
No ano de 2003, concomitantemente com a implantação do primeiro canteiro
experimental, foram construídas, pela primeira vez no Sul do Brasil, uma parede-Krainer17
de 40 metros de extensão (1,3 m de altura) e uma esteira viva18 de 25 metros, com objetivo
de estabilizar dois trechos do Arroio Guarda-mor (Fig. 63 e 64). Como ainda não se contava
com informações sobre as características biotécnicas da vegetação, optou-se por utilizar o
maior número de espécies possível. Ramos de Calliandra brevipes, Phyllanthus sellowianus,
Pouteria salicifolia, Salix humboldtiana, Salix × rubens, Sebastiania schottiana e Terminalia
australis foram utilizados para a confecção de estacas, feixes vivos e da esteira viva. Além
disto, foram utilizadas plantas já enraizadas de Calliandra tweediei e Cynodon
plectostachyus (gramínea). Os resultados conseguidos confirmaram o que foi observado nos
canteiros experimentais. As plantas enraizadas também se estabeleceram com sucesso.
A metodologia de implantação e os resultados obtidos com estas primeiras obras
encontram-se detalhadamente descritos em SUTILI (2004) e DURLO / SUTILI (2005).
Fig. 63: Margem erodida no Arroio Guarda-mor
[Faxinal do Soturno / jan. 2003].
Fig. 64: Aspecto dois anos e meio após a
construção da parede-Krainer [ago. 2005].
Nos anos de 2005 e 2006 foram experimentadas outras três intervenções nos rios
da região. Essas obras são a seguir descritas com maiores detalhes.
17, 18
Veja rodapé da próxima pagina (p. 78).
.
77
5.1
Parede-Krainer dupla e esteira viva com muro de pedras na base
A erosão nas cabeceiras e encaixes de pontes e passos (comumente chamados
de “barragens”) são problemas comuns na região em estudo. Intervenções biotécnicas são
especialmente justificáveis nesses locais, pois além de representarem ganhos ecológicos e
estéticos trazem benefícios econômicos.
No final do mês de agosto de 2005 a estabilização de um desses pontos situado
na margem direita do Rio Soturno foi definitivamente conseguida com a construção de uma
parede-Krainer17 e uma esteira viva18, conforme pode ser visto na Figura 65.
Morus nigra
reduzido ao toco
estacas vivas e cama de capim
posição original
da margem erodida
(S.
rubens)
estacas de madeira Ø6 120 cm
ESTEIRA VIVA
(S.
rubens und S. schottiana)
Foto 2
arame Ø2 mm
estrada
feixes vivos Ø25-30 cm
Foto 3
PAREDE-KRAINER (12 m)
com feixes vivos Ø25 cm
(S.
pedras e seixos
rubens und S. schottiana)
pilotos Ø20 200 cm
MURO DE PEDRAS
(16 m)
retirado
passo
sentido da corrente
Foto 4
Foto
1
Fig. 65: Vista superior da parede-Krainer dupla e esteira viva construídas no Rio Soturno.
Na tentativa de estabilizar o local, a prefeitura municipal de Faxinal do Soturno
mantinha um muro de pedras junto à margem que, por repetidas vezes, foi destruído pela
força da água. Ultimamente a margem encontrava-se erodida e o muro danificado.
A parte do muro em melhores condições foi mantida, o barranco de dois metros de
altura foi remodelado em uma inclinação de 2:1 e estabilizado com a construção de uma
esteira viva. Ramos de Salix × rubens e Sebastiania schottiana com 2 a 4 metros de
comprimento foram distribuídos e firmemente fixados ao talude. O espaço entre a nova
margem e o muro foi preenchido com grandes blocos de pedra e superficialmente coberto
com uma camada de seixos retirados do leito do próprio rio. Ao final, a esteira viva, foi
coberta por uma camada de 3 a 5 cm de solo.
17
Do alemão: Krainerwand ou ainda Uferkrainerwand. Em português, também denominada parede
vegetada de madeira. Em Portugal: muro de suporte vivo em madeira tipo cribwall. O último termo
vem do inglês, vegetaded log cribwall. No italiano é pallificata viva di sostegno.
18
Em Portugal chama-se: sistema de revestimento com ramos vegetativos. Em idioma alemão:
Spreitlage. No inglês: living brush mattress. Em italiano: cobertura difussa con ramaglia viva.
78
.
A intervenção foi completada com a construção de uma parede-Krainer dupla de
1,5 m de altura, encaixada entre a esteira viva e a margem. A parede-Krainer foi construída
com troncos de Eucalyptus grandis W. Hill e vegetada com feixes vivos confeccionados com
ramos de Salix × rubens e Sebastiania schottiana. Foi preenchida com uma mistura de solo
e seixos e, ao final, coberta por uma camada de seixos. Acima da parede-Krainer foram
instaladas duas linhas de feixes vivos. A área foi ainda coberta por uma camada de capim e,
a 50 cm umas da outras, foram plantadas estacas vivas com 50 cm de comprimento.
Ligadas entre si com barbante de sisal, estas estacas prendiam a cama de capim ao talude,
criando uma espécie de geotêxtil de confecção caseira. Toda a intervenção foi realizada
num período de oito dias por quatro trabalhadores. Foram ainda utilizadas seis horasmáquina (retro-escavadeira). A situação anterior, o trabalho de construção e as condições
após, podem ser vistas na foto-documentação da Figura 66.
1
2
3
4
Fig. 66: Foto 1 – margem erodida no Rio Soturno [9 ago. 2005]; Foto 2 – colocação dos ramos para
confecção da esteira viva [28 ago. 2005]; Foto 3 – construção da parede-Krainer [4 set. 2005]; Foto 4
– aspecto 3 meses após a intervenção [16 dez. 2005].
Todas as espécies desenvolveram-se bem, e a margem apresenta-se agora
estável. Períodos prolongados de chuvas e precipitações que somaram mais de 100 mm em
menos de 8 horas não foram capazes de causar erosão na área.
.
79
5.2
Esteira viva com parede-Krainer dupla na base
Com igual justificativa técnica e econômica da obra anterior, o encaixe direito de
uma ponte localizada na entrada do distrito de Vale Vêneto no município de São João do
Polêsine foi estabilizado com a construção de uma esteira viva que teve sua base protegida
por uma parede-Krainer dupla de 80 cm de altura (Fig. 67). A corrosão da cabeceira da
ponte formava um barranco com 4 metros de altura e 24 de extensão. O dano atingia a
estrada que não apresentava mais acostamento nesse trecho. A justificativa estética
ganhava evidencia e o interesse tornava-se comunitário devido a ser esse um dos principais
acessos ao distrito de Vale Vêneto.
perfil original
perfil construido ( 2:1)
troncos, Ø18-25 cm
ramos vivos
(Salix
rubens)
estacas de madeira
Ø6 150 cm
feixe vivo de cardamomos
Ø30-40 cm
feixe inerte
pilotos de madeira Ø18-25 200 cm
Fig. 67: Detalhes da construção da esteira viva com uma parede-Krainer para a proteção da base
(corte transversal).
A parede-Krainer foi confeccionada com troncos de Eucalyptus saligna Smith e
Eucalyptus citriodora Hook., espécies com madeira presumivelmente mais durável que a de
Eucalyptus grandis, utilizada na obra anterior (Rio Soturno).
Uma primeira linha de feixes inertes confeccionados com ramos mortos de
eucaliptos e taquaras foi instalada, conforme se pode ver na Figura 67. Na segunda linha de
feixes – estes agora vivos – foram utilizadas plantas inteiras (parte aérea e rizoma) de
Hedychium coronarium (cardamomo) e alguns ramos de Salix × rubens.
A esteira viva foi confeccionada com ramos de Salix × rubens e também com
algumas plantas de Hedychium coronarium. Os ramos foram fixados com três linhas de
80
.
estacas de madeira e cobertos por uma camada de 3 a 5 cm de solo. Uma fotodocumentação do trabalho é mostrada na Figura 68.
1
2
3
4
Fig. 68: Foto 1 – situação original da margem do Arroio Vale Vêneto [1° out. 2005]; Foto 2 – início da
construção da parede-Krainer [2 out. 2005]; Foto 3 – instalação da esteira viva [9 out. 2005]; Foto 4 –
situação dezoito messes após a construção [19 março 2007].
Foram necessárias sete horas-máquina (retro-escavadeira) e o trabalho de quatro
pessoas durante seis dias.
Os resultados foram surpreendentemente positivos. Assim como na obra anterior,
depois de alguns meses a área já se encontrava completamente recoberta pela vegetação
e, após um ano, mostra-se efetivamente estável. Especialmente promissor foi o
desenvolvimento das plantas de cardamomo (Hedychium coronarium). Essa planta
herbácea não foi investigada no programa de testes, no entanto revelou-se, nessa obra,
com grande potencial. Resta saber se essa espécie comportar-se-á realmente de maneira
pioneira, cedendo lugar posteriormente a outras espécies.
Como a obra anterior essa também foi capaz de resistir a períodos prolongados de
chuvas e precipitações de volume singular.
.
81
5.3
Entrançado vivo diagonal
Em um dos pequenos córregos afluentes do Arroio Vale Vêneto foi construído, na
primeira semana de outubro de 2006, um entrançado vivo19 para estabilizar um pequeno
barranco de 0,8 a 1,3 metros de altura e 22 metros de extensão (Fig. 69).
1
2
3
4
Fig. 69: Foto 1 – situação da margem da pequena ravina contribuinte do Arroio Vale Vêneto [5 out.
2006]; Foto 2 – piloteamento da margem [6 out. 2006]; Foto 3 – início do entrançamento com ramos
de Phyllanthus sellowianus [8 out. 2006]; Foto 4 – situação depois de quatro meses [24 jan. 2007].
A cada 50 – 80 cm, fora cravado um piloto de madeira (ø 8 cm) e um entrançado
com ramos de Phyllanthus sellowianus, confeccionado até uma altura de 60 cm.
Imediatamente a jusante do entrançado vivo foi construída uma pequena soleira com
desnível, com a finalidade de evitar o escavamento do leito e conferir maior estabilidade ao
trecho. Foram necessários dois trabalhadores, em quatro dias, para realizar o trabalho.
Além da já presumível aptidão da espécie utilizada, ficou evidente a eficácia da
soleira. A forte inclinação dessa ravina torrencial faz necessária essa pequena obra
transversal, que realmente contribuiu à estabilidade do trecho imediatamente a montante.
19
Também chamada trança viva. Em língua alemã: Flechtzaun ou Flechtwerk. Inglês: wattle fence,
living wattle work ou ainda wattling. Em italiano recebe o nome de viminata.
82
.
5.4
Desenvolvimento da vegetação utilizada nas obras
O desenvolvimento da vegetação nas obras implantadas no final do inverno / início
da primavera de 2005 (Itens 5.1 e 5.2) foi periodicamente acompanhado. Em cada obra,
logo após sua construção, foram marcadas duas faixas de 0,5 m de largura que partiam da
linha d’água e estendiam-se até o alto do talude. Essas faixas funcionavam como parcelas
permanentes, nas quais foram contados o número de brotos e medidos seus respectivos
comprimentos e diâmetros basais, após 3, 6, 9 e 12 meses da implantação (Tab. 10).
Meses após plantio
Obra / Elemento construtivo
Esteira viva
[Vale Vêneto]
Esteira viva
[Faxinal do Soturno]
Parede-Krainer
Feixe (cardamomo)
[Vale Vêneto]
Feixe (vime)
Estacas vivas
3
6
9
12
Número de brotos [n°/m²]
91
34
28
28
Comprimento dos brotos [cm]
47
73
85
98
Diâmetro dos brotos [mm]
4
7
10
10
106
56
27
26
62
103
116
128
4
5
7
8
106
70
44
36
42
58
63
70
3
4
5
6
Número de brotos [n°/m]
24
62
77
82
40
86
104
124
8
11
15
17
Número de brotos [n°/m]
42
20
Ø
Ø
44
88
-
-
3
4
-
-
Número de brotos [n°/estaca]
5
5
2
Ø
92
103
160
-
7
7
11
-
Ø = morto
Tab. 10: Desenvolvimento da vegetação nas obras. Os valores correspondem à média aritmética dos
dados coletados após 3, 6, 9 e 12 meses da implantação. Para as esteiras vivas e a parede-Krainer,
o número de brotos se refere à área de 1 m². Para os feixes, a informação é apresentada por metro
linear do elemento. Para as estacas vivas, informa-se o número de brotos por planta (estaca).
A densidade inicial elevada de brotos, em obras como esteira viva e paredeKrainer, é esperada (~100 brotos/m², Tab.10), e tem como causa o efeito das reservas ainda
contidas no material vegetativo empregado. GERSTGRASER (2000) registrou a ocorrência de
79 brotos/m² para uma esteira viva construída no Rio Viena (Áustria) e avaliada em junho de
1997, três meses após a sua construção. Essa alta densidade de brotos é rapidamente
perdida já no primeiro ciclo vegetativo. Nas esteiras vivas e na parede-Krainer construídas
.
83
na região em estudo, o número de brotos após um ano decresceu para 30/m². Com a perda
de densidade, a altura e o diâmetro dos brotos são incrementados (Tab. 10). Nas esteiras
vivas, a brotação mais vigorosa concentrou-se na faixa mais próxima à linha d’água
(primeiro metro). Da mesma maneira, na parede-Krainer, os feixes instalados na metade
mais próxima ao nível da água produziam, em média, o dobro de brotações que os da
metade superior.
As estacas vivas e feixes vivos (ambos produzidos com ramos de Salix × rubens, e
instalados na parte superior do talude protegido pela parede-Krainer – Figura 65, na página
78) desenvolveram-se inicialmente de forma vigorosa, mas foram posteriormente suprimidos
pelo desenvolvimento da vegetação espontânea (Tab. 10).
Já os feixes produzidos com plantas de Hedychium coronarium e utilizados para
vegetar a pequena parede-Krainer que protege a base da esteira viva construída em Vale
Vêneto (Fig. 67, página 80) desenvolveram-se otimamente (Tab. 10). Ao contrário das
outras obras e elementos, o número médio de brotos dessa espécie não decresceu com o
passar do tempo. Tratando-se de uma espécie alóctone, o seu desenvolvimento deve seguir
sendo acompanhado, para que se certifique seu “bom comportamento biotécnico”.
Salix × rubens, ao contrário de Hedychium coronarium, inspira tranqüilidade quanto
ao seu comportamento biotécnico. A espécie desenvolveu-se vigorosamente nos primeiros
meses e, posteriormente, cedeu lugar tanto à vegetação espontânea como também à
Sebastiania schottiana, igualmente utilizada para a confecção da esteira viva no Rio Soturno
(Item 5.1). Sebastiania schottiana, que aos três meses do plantio representava em torno de
5% das brotações, passou a representar 25%, após doze meses. Nesse mesmo período,
passados doze meses da implantação, cerca de 30% (em número de indivíduos) da
vegetação era formada por gramíneas – especialmente do gênero Pennisetum – e
herbáceas anuais e perenes que se desenvolveram espontaneamente; o percentual restante
(45%) corresponde à brotação de Salix × rubens. Essa vegetação espontânea é resultado
de material genético trazido junto com o solo utilizado na obra e pode vir a ser indesejável
se competir fortemente com a vegetação implantada. Por outro lado, entre esse material,
encontram-se também espécies lenhosas perenes (especialmente leguminosas pioneiras),
certamente desejáveis.
O entrançado vivo diagonal, que foi construído no mês de outubro de 2006 em
Vale Vêneto (Item 5.3), não teve o desenvolvimento da sua vegetação acompanhado. De
toda forma, o desenvolvimento de Phyllanthus sellowianus mostra-se vigoroso, confirmando
as informações conseguidas nos canteiros experimentais. No entrançado vivo, que tem
cerca de 60 cm de altura, os brotos se desenvolveram predominantemente na porção
superior.
84
.
6
CONCLUSÃO E CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os problemas que a bioengenharia de solos pretende mitigar ou solucionar estão
na dependência de uma série de fatores processuais condicionantes, como, por exemplo: o
clima, a geologia, o solo, a hidrografia e a vegetação local. Esses fatores condicionantes e
seus agentes (água, vento, temperatura e homem) devem ser precisamente considerados.
Dentre eles, o fator processual vegetação pode ser usado como ferramenta para a
estabilização e composição da paisagem. Assim sendo, conhecer o comportamento das
espécies vegetais torna-se fundamental para o sucesso das intervenções.
Neste contexto, o primeiro passo deste trabalho foi identificar as espécies
potenciais. Isso foi possível, consultando-se as informações ecológicas já existentes na
bibliografia botânica e realizando observações a campo. No ambiente fluvial a comunidade
das reófilas mostrou-se como o foco de interesse.
Uma vez identificado o grupo de plantas potenciais, foi possível investigá-las – sob
diferentes enfoques – e concluir quanto a real aptidão técnica de cada espécie.
Calliandra brevipes, Pouteria salicifolia, Terminalia australis e Morus nigra
apresentaram resultados que não as distinguiram como espécies promissoras. Apesar da
sua capacidade de reprodução por meio vegetativo, elas não imprimem o ritmo de
crescimento necessário para as obras de bioengenharia de solos. Essas espécies podem
ser aproveitadas, quando houver interesse em aumentar a diversidade nas obras.
As mudas já enraizadas de Calliandra tweediei mostraram bons resultados. No
âmbito fluvial, normalmente, as intervenções não podem abdicar totalmente da reprodução
por meio vegetativo. A semeadura e o plantio de estolões ou mesmo de mudas são
trabalhos de apoio que colaboram com a estabilização e enriquecem a diversidade de
espécies.
Cynodon plectostachyus e Hedychium coronarium não foram investigados no
programa de testes, no entanto, mostraram resultados promissores nas obras em que foram
empregados. Cynodon plectostachyus é uma gramínea que foi multiplicada por divisão de
touceira e plantada na parte superior de um talude que teve sua parte inferior protegida por
uma parede-Krainer. A espécie contribuiu visivelmente para a estabilização do local. Mais
surpreendentes foram os resultados conseguidos com o cardamomo (Hedychium
coronarium). Com essa planta de hábito herbáceo foi possível confeccionar feixes vivos que
se desenvolveram vigorosamente. A espécie não parece ser capaz de desenvolver raízes
muito profundas, mas fixa-se firmemente em solos pedregosos e, com a ação da correnteza,
inclina-se sobre a margem, protegendo-a com sua ampla e volumosa porção aérea (folhas).
.
85
Do material estudado no programa de testes, quatro espécies apresentaram ótima
aptidão biotécnica. Foram elas, duas Salicáceas (Salix × rubens e Salix humboldtiana) e
duas Euforbiáceas (Phyllanthus sellowianus e Sebastiania schottiana)
Salix × rubens mostrou excelentes resultados. Da mesma maneira que Salix
humboldtiana e Phyllanthus sellowianus a espécie foi capaz de apresentar taxas de
sobrevivência sempre próximas a 100%. Essa alóctone vem confirmando as indicações da
literatura que a reportam como espécie pioneira e de “bom comportamento silvicultural”. Nas
obras foi possível constatar que Salix × rubens desenvolve-se com velocidade inicial maior
do que a das outras espécies mas, com o passar do tempo, tende claramente a ceder lugar
a estas. A utilidade econômica que Salix × rubens possui é também característica positiva
que pode servir de argumento para seu amplo uso em trabalhos de bioengenharia de solos.
Salix humboldtiana é uma planta que possui capacidade de reprodução vegetativa
surpreendente e produz rapidamente volumoso e profundo sistema radicular. Uma
característica “indesejável” que deve ser considerada nessa espécie é o seu porte arbóreo
que, em algumas circunstâncias (especialmente em pequenos cursos de água), pode
significar desvantagem e exigir a manutenção de um porte menor através de podas. Por
outro lado, seu tronco, de bom diâmetro, é material construtivo de segura aplicação em
certos modelos de intervenção.
Dentre as Euforbiáceas, Phyllanthus sellowianus apresentou os melhores
resultados. Essa espécie foi capaz de reproduzir-se vegetativamente em todas as épocas do
ano e produzir grande quantidade de raízes em pouco tempo. A espécie mostrou-se ser
tanto flexível como resistente a danos, características biotécnicas muito importantes no
ambiente fluvial. Seu porte arbustivo, sua capacidade de inclinar-se durante as cheias e de
sobreviver a longos períodos de submersão a torna especialmente adequada às áreas mais
próximas ao nível da água.
Sebastiania schottiana mostra propriedades satisfatórias, apesar de apresentar
uma taxa de sobrevivência menor e uma produção de brotos e raízes inferior, quando
comparada com as outras três espécies. O fato de ser uma das espécies mais comuns na
região, contribui para aumentar a sua importância no rol da vegetação útil para a
bioengenharia de solos.
Mais fácil que reconhecer a aptidão biotécnica de cada espécie foi verificar que os
modelos de intervenção preconizados pela bioengenharia de solos podem ser transferidos à
realidade regional do Sul do Brasil. Com poucas adaptações, as técnicas mais utilizadas na
86
.
Europa (parede-Krainer e esteira viva) puderam ser reproduzidas com sucesso na região.
Questões relacionadas à necessidade tecnológica de máquinas, equipamentos e força de
trabalho puderam ser, sem maiores problemas, adaptadas às condições locais.
Na bioengenharia de solos trabalha-se com o conceito de que materiais inertes
(madeira, pedras, aço, concreto e geotêxteis) sejam dinamicamente associados à
componente viva (plantas).
Especialmente quando se utiliza como material inerte a madeira, espera-se que
com o passar do tempo a vegetação possa assumir integralmente a responsabilidade de
estabilizar o local (margem). O acompanhamento das obras já implantadas permitirá concluir
se as dimensões e a durabilidade natural da madeira utilizada serão suficientes para garantir
apoio à vegetação até o momento em que essa se estabeleça segura e definitivamente.
As obras de bioengenharia de solos prestam-se também para solucionar
problemas não relacionados ao ambiente fluvial. A recuperação e/ou mitigação de
voçorocas, bem como a estabilização de taludes artificiais, como os originados do corte de
estradas são, por exemplo, áreas importantes e tradicionais de aplicação. Neste sentido há
uma carência completa de informações locais. Nesses casos as metodologias apregoadas
são outras e as espécies indicadas serão diferentes das utilizadas no ambiente fluvial.
Novas informações biotécnicas sobre as espécies já em estudo devem ser
buscadas, assim como outras espécies regionais devem ser investigadas para aumentar o
cadastro de essências vegetais aptas para a bioengenharia de solos de âmbito fluvial. Neste
sentido, mostram-se promissoras: Aspidosperma riedelii Müll. Arg., Callisthene inundata
Bueno, Nilson et. Magalhães, Colliguaya brasiliensis Müll. Arg. e Lafoensia nummularifolia A.
St. -Hil., entre outras.
Também o número de exemplos práticos (obras de bioengenharia de solos
construídas) na região, deve ser ampliado. Tarefa fundamental será agora repassar os
conhecimentos gerados aos estudantes, técnicos e especialmente às comunidades e
proprietários de áreas ribeirinhas da região.
.
87
7
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