Aula 7 comportamento do fogo novo

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Disciplina GEF 152 – Parte B: Incêndios Florestais
8.
COMPORTAMENTO DO FOGO
INTRODUÇÃO8.1
Comportamento do fogo
 Expressão utilizada para descrever características de
um incêndio florestal;
 Resultado da interação entre clima e condições do
combustível, relevo, técnica de queima e forma de
ignição;
 Medidas de comportamento do fogo: comparar
queimas, planejamento da supressão e para estimar
efeitos do fogo.
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VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
 Taxa de propagação
 Intensidade do fogo
 Calor por unidade área
 Altura de crestamento letal
 Altura de carbonização
 Temperaturas na zona de combustão
 Tempo de residência
 Taxa segundo a qual o fogo aumenta (área e linearmente);
 Taxa de variação linear (m/seg, m/min ou km/h);
 Propagação linear = velocidade de propagação;
 tempo que o fogo leva para percorrer determinada
distância (uso de cronômetro);
 Velocidade de propagação a favor do vento: 0,5 a
2,0m/seg.
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
TAXA DE PROPAGAÇÃO8.2.1
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Tempo que o fogo leva para percorrer determinada distância 
(uso de cronômetro);
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
TAXA DE PROPAGAÇÃO8.2.1
Trabaud (1979) (vegetação arbustiva)
r = 5,72 * V 0,4 * hv
0,352
U 1,12
r = velocidade de propagação do fogo (cm * s-1);
V = velocidade média do vento (cm * s-1);
hv = altura da vegetação (cm);
U = umidade da vegetação (% de peso verde).
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
TAXA DE PROPAGAÇÃO8.2.1
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MacArthur (1962) Eucalyptus na Austrália
R = 0,22 * exp (0,158 V 1,5 – 0,227Mt)
R = velocidade de propagação do fogo (m.min-1);
V = velocidade do vento no interior da floresta a 1,5m de 
altura(m.min-1);
Mt = umidade do material combustível fino (%)
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
TAXA DE PROPAGAÇÃO8.2.1
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Bidwell e Engle (1991) vegetação de campo nos EUA
R = 0,07 * 0,05FMF – 0,004RH
R = velocidade de propagação do fogo (m * min-1);
FMF = umidade do material combustível (%); 
RH = Umidade relativa do ar (%).
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
TAXA DE PROPAGAÇÃO8.2.1
Classificação da velocidade de propagação de incêndios 
florestais 
Velocidade de propagação (m.s-1) Classificação
< 0,033 Lenta *
0,033 – 0,166 Média**
0,166 – 1,166 Alta ***
> 1,166 Extrema
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
TAXA DE PROPAGAÇÃO8.2.1
* Maioria das queimas controladas contra o vento (0,009-0,018 m.s-1)
** Queimas controladas a favor do vento (0,055-0,111 m.s-1)
*** Incêndios florestais (0,5-2 m.s-1 até mais)
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Taxa de energia ou calor liberada por unidade de tempo 
e por unidade de comprimento da frente de fogo 
(Byram,1959)
I = H. w. r
I = intensidade do fogo, em kcal/m.s
H = calor de combustão (± 4.000 kcal/kg)
w = peso do combustível disponível, em kg/m2
r = velocidade de propagação do fogo, em m/s
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
INTENSIDADE DO FOGO8.2.2
Intensidade do fogo relacionada ao comprimento 
médios das chamas
I = 62,08 hc
2,17
I = intensidade do fogo, em kcal/m.s
hc = comprimento das chamas em m
- incêndios normais = 400 < I < 800kcal/m.s;
- grandes incêndios = I > 8000 kcal/m.s
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
INTENSIDADE DO FOGO8.2.2
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VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
INTENSIDADE DO FOGO8.2.2
Comprimento de chamas: distância entre a ponta 
das chamas e a zona ativa do fogo.
Inclinação das chamas ≥ 45º : H = L
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
INTENSIDADE DO FOGO8.2.2
ZONA DE 
COMBUSTÃO LENTA
ZONA DE 
COMBUSTÃO
SECUDÁRIA
ZONA DE 
COMBUSTÃO ATIVA
Profundidade
Altura
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VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
INTENSIDADE DO FOGO8.2.2
Limites de intensidade de fogo p/ danos aceitáveis em 
florestas comerciais de eucaliptos
Intensidade do fogo 
(Kcal.m.s)
Comportamento do fogo
4 - 10
I muito baixa; H < 0,3m; fogo geralmente se 
extingue sozinho
11 - 41
I ótima; H entre 0,3 e 0,9m; H de crestamento 
entre 1,8 e 4,5; pouca chance do fogo escapar 
ao controle.
42 - 58
Muito severo p/ alguns tipos florestais; H entre 
0,9 e 1,5m; H de crestamento entre 4,8 e 9,0m; 
alguma dificuldade em se controlar o fogo.
59 - 83
Limite máximo p/ danos aceitáveis em florestas 
comerciais de eucalipto
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
INTENSIDADE DO FOGO8.2.2
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71 kcal.m-1.s-1
298 kW/m
< 82 kcal.m.s-1  laminares ou bidimensionais, atividade convectiva é insignificante
1350 kW/m
322 kcal.m-1.s-1
> 500 kcal.m.s-1  atividade de fagulhamento torna-se bastante intensa. Terceira dimensão.
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3264 kW/m
780 kcal.m-1.s-1
< ou = 800 kcal.m.s-1  possível de ser combatido atualmente
8455 kW/m
2.020 kcal.m-1.s-1
> 800 kcal.m.s-1  incontrolável
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16 718 kW/m
3.993 kcal.m-1.s-1
45 200 kW/m
10.796 kcal.m-1.s-1
Dimensão vertical excede a dimensão superficial da área de combustão  fora de controle
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r
I
H a 
Ha = H.w
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
CALOR POR UNIDADE DE ÁREA8.2.3
Ha = calor liberado por unidade de área, em kcal/m
2
I = intensidade do fogo, em kcal/m.s
R = velocidade de propagação do fogo, em m/s
Ha = calor liberado por unidade de área, em kcal/m
2
H = poder calorífico em Kcal.Kg-1
w = quantidade de material combustível consumido (kg/m2)
Altura média da secagem letal (±60oC) das folhas;
Importância: estimativa de danos; queimas controladas
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
ALTURA DE CRESTAMENTO LETAL8.2.4
• Principal causa da morte em 
coníferas
• Depende de: intensidade, teperatura
do ar e velocidade do vento
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Crestamento da copa (%) Dano à árvore
0 a 35 Nenhum a insignificante
36 a 66 Moderado
67 a 100 Forte
Danos à árvores de Pinus taeda em função da altura de 
crestamento letal da copa 
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
ALTURA DE CRESTAMENTO LETAL8.2.4
Modelos de estimativa de probabilidade de sobrevivência 
de árvores afetadas por incêndios florestais.
Van Wagner (1973) coníferas
hs = 0,385* I
2/3
hs = altura de crestamento letal em m;
I = intensidade do fogo em Kcal.m-¹.s-¹
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
ALTURA DE CRESTAMENTO LETAL8.2.4
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Van Wagner (1973) Pinus ponderosa
hs = 3,94* I
7/6
(0,107* I + V³) 0,5 (60 – T)
hs = altura de crestamento letal em m;
I = intensidade do fogo em Kcal.m-¹.s-¹
V = velocidade do vento em m.s-¹;
T = temperatura do ar em oC
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
ALTURA DE CRESTAMENTO LETAL8.2.4
Altura de 
carbonização
Marca carbonizada deixada pelo fogo nos troncos
Importância: avaliar os efeitos do fogo e correlações
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
ALTURA DE CARBONIZAÇÃO8.2.5
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Temperaturas registradas durante um incêndio
600 oC < a maioria < 800 oC; 
queimas controladas < 5000 oC;
Ano Tipo de queima
Tmáx. Observada (ºC)
Superfície 1m de altura 
1991
Contra o vento 484,0 81,4
Favor do vento 538,8 91,7
1992
Contra o vento 330,5 49,2
Favor do vento 377,2 58,0
1993
Contra o vento 444,8 107,5
Favor do vento 545,6 241,1
Passagem de fogo em povoamento de Pinus taeda
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
TEMPERATURAS NA ZONA DE COMBUSTÃO8.2.6
Região de medição
Temperatura de medição
Primavera Outono
1,5m acima do solo 750 1250
0,5m acima do solo 800 1250
Superfície do solo 250 400
2,5cm abaixo do solo 125150
5,0cm abaixo do solo 50 150
Temperaturas máximas registradas em queima de Quercus 
coccifera
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
TEMPERATURAS NA ZONA DE COMBUSTÃO8.2.6
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Tempo de permanência do fogo em um certo ponto.
Depende de:
- Velocidade de propagação do fogo 
- Quantidade de material combustível 
- Intensidade de reação do combustível
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
TEMPO DE RESIDÊNCIA8.2.7
Pode ser diretamente medido:
 Termopar (intervalo entre o aumento significativo e declínio da 
temperatura)
 Cronômetro (tempo gasto pela frente de fogo para passar por um 
ponto determinado
Pode ser estimado:
tr = p / r
tr = tempo de residência em segundos;
p = profundidade da chama em metros;
r = velocidade de propagação do fogo em m.s-¹
p = distância horizontal entre as duas 
extremidades da chama
VARIÁVEIS DO COMPORTAMENTO DO FOGO8.2
TEMPO DE RESIDÊNCIA8.2.7
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Exercícios8.3
36
Exercícios8.3
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37
Exercícios8.3
38
Exercícios8.3