03 05 Danos, estatísticas e princípios da combustão

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Pollyni Ricken
DANOS CAUSADOS PELOS 
INCÊNDIOS 
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
• Quais são os motivos que nos levam a prática do fogo na área
florestal?
• o fogo pode ser considerado como um inimigo potencial das
florestas, principalmente das florestal plantadas, e realmente é
extremamente destrutivo quando foge do nosso controle.
• Porém quando usado de forma controlada é de grande utilidade
para a atividade florestal, tanto na limpeza das áreas como na
redução de material combustível no interior das florestas.
ADMINISTRAÇÃO FLORESTAL
• Mas e o fogo???
– É o inverso da fotossíntese, ou seja, um agente de 
decomposição (rápido).
• Mas... Qual a reação da fotossíntese??
• E qual a reação da combustão??
CO2 + H2O + Energia solar Biomassa + O2
Biomassa + O2
T° de ignição CO2 + H2O + Energia (calor)
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
• CALOR:
– Elevar a temperatura do material combustível ao ponto de 
ignição: FOGO.
• OXIGÊNIO:
– Continuidade.
• MATERIAL COMBUSTÍVEL:
– Sem este, não existe fogo.
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
• O fogo, passa a se propagar, enquanto o material 
combustível estiver disponível.
• E nas florestas???
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
• A cada ano, apesar de todos os cuidados, o 
fogo destrói ou danifica seriamente grandes 
extensões florestais no mundo inteiro.
– Anualmente: 4.600.000 km²
• Coníferas: espécies mais atingidas.
Floresta plantada Material Combustível
Capacidade de proteção do fogo
Entretanto...
Potencial de danos
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
• 1871: EUA – Wisconsin, incêndio de Peshtigo
Destruição de vilas
inteiras com morte de
cerca de 1500 pessoas
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
• 1910: EUA – Idaho: 500.000 ha
• 1933: EUA – Oregon, Incêndio de Tillamook
• 1988: Parque Nacional do Yellowstone (maior 
operação de combate vista no mundo)
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
• 1963: Paraná – 2 milhões de ha
– Foram cerca de 2 meses de incêndios
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
• EUA: entre 1958 – 1967
– 1.149.886 incêndios florestais, ou seja, 315 por dia, 
queimando mais de 150.000 km².
• Ásia sul oriental: entre 1997 – 1998
– 9,7 milhões de ha, maioria de florestas tropicais.
• Austrália
– Ocorrem cerca de 1.900 incêndios florestais por ano 
(220.000 ha)
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
• Canadá: entre 1969 – 1978
– 8.755 incêndios florestais por ano, queimando 
cerca de 1.100.500 ha
• Portugal
– 26.500 ha de povoamentos florestais por ano
• Suécia
– 4.500 incêndios florestais por ano
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
• Alemanha
– 3.500 ha de florestas são destruídas por ano, pelo
fogo
• México
– 1.500 incêndios florestais, por ano
• Chile
– 1.000 incêndios florestais, por ano, atingindo
aproximadamente 60.000 ha
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
• Brasil
– 1983 (ano bastante chuvoso e úmido): primeiro
levantamento de ocorrência de incêndios florestais 227
incêndios, cerca de 22.300 ha de florestas queimadas.
– 1983 – 1987: 1.754 incêndios, em áreas de 134.000 ha.
– 1994 – 1997: 1.957 incêndios, em áreas de 265.946 ha.
– 1998 – 2002: 19.377 incêndios, em áreas de 85.700 ha.
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
Mas... como variam as intensidades de danos??
Tipo de floresta
Características do combustível
Condições climáticas
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
E... Quais são os danos causados pelos incêndios??
1. Danos às árvores
2. Danos ao solo
3. Danos ao caráter 
protetor da floresta
4. Redução da 
resistência das árvores
5. Danos à fauna
6. Danos ao aspecto 
recreativo da floresta
7. Danos ao 
planejamento florestal
8.Danos às 
propriedades
9.Danos à vida 
humana
– Danos mais visíveis e que mais chamam a atenção;
– Jovens e adultas?? coníferas e folhosas??
– Morte de árvores: aquecimento do câmbio acima da
temperatura letal.
– Coníferas: casca mais espessa.
– Destruição total não é frequente.
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
1. Danos às árvores
– Intensidade e ocorrência;
– Grande e média intensidade com frequência
• Destrói a camada orgânica, expondo o solo, proporcionando
mudanças nas propriedades físicas (porosidade, infiltração de
água).
– Solos argilosos: ficam duros (diminui infiltração de água);
– Solos arenosos: ficam friáveis (diminui retenção de água);
– EROSÃO DO SOLO.
2. Danos ao solo
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
– Deslizamentos, avalanches, inundações, erosão,
invasão de dunas, regulação do regime hídrico;
– Solo florestal: impacto da chuva  ESPONJA
NATURAL;
– Fogo expõe o solo predispondo a vários distúrbios
ambientais.
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
3. Danos ao caráter protetor da floresta
– Por vezes, o fogo não tem a capacidade de matar
as árvores, entretanto, pode debilitá-las;
– Cicatrizes: ataque de insetos e fungos  danos à
madeira;
– Monitoramento pós-incêndio (evitar ataque de
pragas em todo o povoamento).
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
4. Redução da resistência das árvores
– Diretos: morte de animais que não conseguem
escapar do fogo;
– Indiretos: modificações do habitat (alimentação e
abrigo);
– Incêndios na primavera: efeitos danosos são
maiores, devido a destruição de ninhos e animais
jovens, ainda sem grande capacidade de fuga.
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
5. Danos à fauna
– As florestas são utilizadas como meios educativos,
recreativos, pesquisas, etc;
– O aspecto agradável de um parque, pode ser
totalmente alterado, tornando as florestas,
temporariamente, impróprias para esse tipo de
atividade.
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
6. Danos ao aspecto recreativo da floresta
– Qualidade e quantidade da produção de madeira;
– Incêndio de grande intensidade: muda o tipo de vegetação
(espécies pioneiras, ↓ $);
– Redução da densidade da floresta: ↓ capacidade
produtiva;
– Princípio da persistência: corte prematuro;
– Seguros florestais ressarcem dinheiro mas e o
planejamento?
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
7. Danos ao planejamento florestal
– Casas, construções, veículos, equipamentos diversos;
– Incêndio de Maine, EUA (1947): 800 residências;
– 1963, no Paraná: 8.000 imóveis, entre casas, galpões, 
silos (5.700 famílias desabrigadas);
– Austrália (1983): 5.000 casas;
– Califórnia (1971): 3.700 casas e centenas de veículos.
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
8. Danos às propriedades
– Austrália (1932 e 1983): 71 e 75 pessoas,
respectivamente;
– Canadá (entre 1969 e 1978): 13 pessoas;
– Espanha (2005): 11 bombeiros florestais;
– México (1998): 81 pessoas;
– Paraná (1963): 110 pessoas;
– Wisconsin, EUA (1871): 1500 pessoas.
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
9. Danos à vida humana
DANOS DIRETOS (fáceis de avaliar) 
X 
DANOS INDIRETOS (difíceis de 
quantificar)
• Assoreamento;
• Redução do fluxo dos cursos d´água;
• Inundações;
• Erosão;
• Perdas com turismo e recreação.
DANOS CAUSADOS PELOS INCÊNDIOS
PRINCÍPIOS DA COMBUSTÃO
• O que é o fogo?
• Por que e como ele queima?
• Por que existem chamas?
MANEJO 
DO 
FOGO
PRINCÍPIOS DA COMBUSTÃO
• Fenômeno físico resultante da rápida combinação entre o
oxigênio e uma substância qualquer (madeira), com produção
de calor, luz e chamas;
• Quimicamente é idêntico a formação de ferrugem ou a
decomposição natural da madeira, mas muito mais rápido;
• Fogo → combustão → reação química de oxidação
PRINCÍPIOS DA COMBUSTÃO
Como poderíamos definir o que é fogo??
PRINCÍPIOS DA COMBUSTÃO
Um incêndio pode iniciar de forma espontânea??
Pilha de 
serragem
Sim, reações de oxidação lentas podem desencadear um
processo de combustão de alta temperatura.
Processo de 
decomposiçãoou 
fermentação em 
seu interior
Geração de pequena 
quantidade de calor
Madeira é um bom 
isolante térmico e o 
calor gerado não 
escapa
Aumento da T°
acelera a oxidação 
e vice-versa
Ponto de ignição 
é alcançado e há 
combustão no 
interior do monte
Processo silencioso, não há fumaça e quase nenhuma chama (restrição O2)
• Relação inversa da fotossíntese;
• A combustão pode ser ilustrada mais
claramente através da equação da combustão
completa do açúcar D-Glucose:
QUÍMICA DA COMBUSTÃO
• Em qualquer incêndio florestal é necessário haver
combustível para queimar;
• Oxigênio para manter as chamas (vidro + vela);
• Calor para iniciar e continuar o processo de queima
(acender com fósforo uma folha de papel umedecido);
Ausência ou redução abaixo de certos níveis, de 
qualquer um dos componentes deste triângulo, 
inviabiliza o processo de combustão.
TRIÂNGULO DO FOGO
TRIÂNGULO DO FOGO
• Técnicas usadas no combate a incêndios (maneiras de se
“quebrar” um dos lados do triângulo);
– Resfriamento com água: quebra o lado do calor;
– Abafamento: quebra o lado do oxigênio;
– Construção de aceiros: quebra o lado do combustível.
TRIÂNGULO DO FOGO
Substância + 
ação do calor → 
moléculas se 
movem mais 
rapidamente 
Aumento da
temperatura
da substância
Moléculas se 
desprendem 
formando 
vapor ou gás
Vapor inflamável 
se converterá em 
chamas → início 
da combustão
Três fases: 
1. Pré-aquecimento;
2. Destilação ou combustão dos gases;
3. Incandescência ou consumo do carvão;
FASES DA COMBUSTÃO
Em incêndios florestais se sobrepõe
Fase 1
Pré-aquecimento
• O calor elimina o vapor d´água e continua aquecendo o
combustível até a temperatura de ignição -»260 a 400ºC;
• Velocidade para atingir a T° de ignição f(tipo de
combustível, conteúdo de umidade e maturação);
• Os componentes voláteis se movem para a superfície do
combustível e são expelidos para o ar circundante;
FASES DA COMBUSTÃO
Fase 1
Pré-aquecimento
• Nos combustíveis florestais com o aumento de
temperatura a hemicelulose, celulose e a lignina
começam a se decompor e liberam um fluxo de produtos
orgânicos combustíveis (pirolisados);
• Por estarem aquecidos, estes gases elevam-se,
misturando-se com o oxigênio do ar e incendeiam-se,
produzindo a segunda fase: destilação ou combustão
dos gases.
FASES DA COMBUSTÃO
Fase 1
Pré-aquecimento
FASES DA COMBUSTÃO
Fase 2
Destilação ou combustão dos gases
• Os gases queimam mas o combustível propriamente
dito ainda não;
• Chamas não ligadas diretamente
a madeira, mas separadas dela
por uma fina camada de vapor
ou gás;
FASES DA COMBUSTÃO
Fase 2
Destilação ou combustão dos gases
• Isto acontece porque os combustíveis sólidos não
queimam diretamente, necessitando primeiro ser
decompostos ou pirolisados pela ação do calor, em
vários gases;
• Estes gases não possuem suficiente quantidade de
oxigênio para inflamar, dessa forma necessitam se
misturar primeiro com o ar para formar uma mistura
inflamável;
FASES DA COMBUSTÃO
Fase 2
Destilação ou combustão dos gases
Assim:
• Se a pirólise é lenta: pouco gás é liberado e as chamas são
curtas e intermitentes;
•Se a pirólise é rápida:
- Volume de gás é significativo, alguns deles se
expandem, afastando-se consideravelmente dos
combustíveis que os origina antes que a mistura torna-
se inflamável;
- Nesse caso chamas longas e compactas são formadas.
FASES DA COMBUSTÃO
Fase 2
Destilação ou combustão dos gases
FASES DA COMBUSTÃO
Fase 3
Incandescência ou consumo do carvão
• Consumo do combustível (carvão), restando cinzas;
•A composição do carvão oriundo da etapa de destilação
depende da T° que a mesma ocorreu:
• Ocorreu no limite inferior de temperatura, 260 a
300°C, o carvão retém considerável quantidade de
alcatrão e o conteúdo de C é de 60%;
• Temperatura normal de um incêndio (800 °C) ou
mais, C chega a 96%.
FASES DA COMBUSTÃO
Fase 3
Incandescência ou consumo do carvão
CINZAS: Compostos Minerais (Ca, K, Mg).
FASES DA COMBUSTÃO
I PRÉ-AQUECIMENTO
Biomassa é seca, aquecida e parcialmente destilada até a 
temperatura de ignição (260 – 400˚C).
NÃO EXISTEM CHAMAS
II DESTILAÇÃO
Gases destilados se acendem e queimam até a 
temperatura de 1250˚C.
EXISTEM CHAMAS E ALTAS TEMPERATURAS
III INCANDESCÊNCIA
O Combustível é consumido, restando apenas cinzas.
PRATICAMENTE NÃO HÁ CHAMAS NEM FUMAÇA
FASES DA COMBUSTÃO
• Embora haja sobreposição entre as três fases da
combustão, elas podem ser perfeitamente observadas
durante um incêndio florestal:
– A 1ª fase é a zona na qual as folhas e as gramíneas se enrolam
e se crestam, à medida que são pré-aquecidas pelo calor das
chamas que se aproximam;
– Em seguida vem a zona de combustão dos gases (2ª fase), onde
se destacam as chamas;
– Após a passagem das chamas, vem a 3ª e menos distinta das
zonas, a do consumo do carvão.
FASES DA COMBUSTÃO
• Uma aplicação prática da teoria das fases da combustão é a
produção de carvão vegetal:
– Combustão de uma pilha de madeira em ambiente semifechado;
– Interrompendo-se o processo através da eliminação do oxigênio ao final
da 2ª fase;
– Isto impede que o carvão seja consumido.
FASES DA COMBUSTÃO
• O que mantém a reação de combustão é o poder calorífico ou
calor de combustão do material combustível;
• Medição: calorímetros.
PODER CALORÍFICO DO COMBUSTÍVEL FLORESTAL
• A quantidade de energia calorífica liberada pela queima de
combustíveis florestais é alta e não varia de maneira
significativa entre os diferentes tipos de materiais
existentes em uma floresta;
• O poder calorífico varia ligeiramente entre as espécies
florestais, sendo um pouco mais alto nas coníferas, pelo seu
maior conteúdo de resina e lignina.
PODER CALORÍFICO DO COMBUSTÍVEL FLORESTAL
ESPÉCIE
PODER CALORÍFICO (kcal/kg)
MADEIRA CASCA
Acacia decurrens 4.550 4.568
Mimosa scabrella 4.589 4.862
Piptadenia gonoacantha 4.667 4.267
Eucalyptus viminallis 4.691 3.495
Pinus elliotti 4.786 5.947
Pinus taeda 4.814 4.868
Fonte: Departamento de Tecnologia da Madeira da UFPR.
PODER CALORÍFICO DO COMBUSTÍVEL FLORESTAL
Poder calorífico de algumas espécies a aproximadamente 12% de umidade
ESTATÍSTICA DOS INCÊNDIOS 
FLORESTAIS
• Grande ocorrência de incêndios florestais no Brasil;
• Necessidade de se estabelecer uma política nacional de
prevenção e combate aos incêndios florestais;
– Características de cada região;
• Conhecer o perfil dos incêndios florestais:
❖ ONDE?
❖ QUANDO?
❖ POR QUE?
INTRODUÇÃO
• A falta de informações sobre os incêndios pode levar a dois
extremos:
– Gastos muito altos em proteção, acima do potencial de
danos;
– Gastos muito pequenos, colocando em risco a
sobrevivência das florestas;
INTRODUÇÃO
• Serviço Florestal dos EUA e FAO → classificação que define
oito grupos para as causas dos incêndios:
1. RAIOS: incêndios causados direta ou indiretamente por
descargas elétricas da atmosfera;
É a única causa natural de incêndios florestais;
2. INCEDIÁRIOS: incêndios provocados intencionalmente por
pessoas em propriedades alheias;
CAUSAS DOS INCÊNDIOS
3. QUEIMAS PARA LIMPEZA: incêndios originários do uso do
fogo na limpeza de terreno, sejam para fins florestais, agrícolas
ou pastoris que, por negligência ou descuido, saiam da condição
de controle, atingindo áreas florestais;
4. FUMANTES: incêndios provocados pelo ato de fumar;
Fósforos ou pontas de cigarro acessas;
5. FOGOS DE RECREAÇÃO: incêndios causados por pessoas que
utilizam a floresta como local de recreação;
CAUSAS DOS INCÊNDIOS
6. ESTRADAS DE FERRO: incêndios causados direta e
indiretamente pelas atividades das ferrovias;7. OPERAÇÕES FLORESTAIS: incêndios causados por
trabalhadores florestais em atividade na floresta;
8. DIVERSOS: incêndios cujas causas, apesar de conhecidas, não
se enquadram em nenhum dos sete grupos anteriores;
– Causas menos frequentes, por isso não tem uma categoria
definida;
– Ex.: balões de festa...
CAUSAS DOS INCÊNDIOS
CAUSAS
1983 a 1987 1998 a 2002
Ocorrências 
(%)
Área queimada 
(%)
Ocorrências 
(%)
Área queimada 
(%)
Diversos 8,0 4,4 11,0 8,5
Estradas de 
ferro
0,9 0,5 0,1 0,1
Fogos de 
recreação
10,9 11,6 0,3 0,1
Fumantes 8,0 2,9 1,7 1,2
Incendiários 29,8 14,7 69,1 65,3
Operações 
florestais
6,7 2,0 3,1 0,8
Queimas para 
limpeza
33,6 63,7 13,1 23,6
Raios 2,1 0,2 1,6 0,4
Distribuição das causas prováveis e respectivas áreas queimadas dos incêndios
florestais ocorridos em áreas protegidas, no Brasil.
CAUSAS DOS INCÊNDIOS
• Informação importante no planejamento da prevenção, pois
indica as épocas de maior risco de ocorrência de fogo;
• As épocas de maior ocorrência de incêndios também podem
variar bastante entre as regiões, especialmente em países de
grandes dimensões territoriais, devido principalmente às
variações climáticas;
ÉPOCAS DE OCORRÊNCIA
MÊS
1983 a 1987 1998 a 2002
Ocorrências 
(%)
Área queimada 
(%)
Ocorrências 
(%)
Área queimada 
(%)
Janeiro 3,5 0,3 4,5 1,3
Fevereiro 3,5 1,2 6,9 1,6
Março 3,1 0,2 3,6 0,8
Abril 2,0 0,3 4,7 0,9
Maio 1,7 0,2 6,0 1,2
Junho 3,4 0,5 9,8 2,3
Julho 7,7 17,0 13,9 5,9
Agosto 19,3 19,7 21,8 28,3
Setembro 17,6 23,3 11,5 17,4
Outubro 19,5 20,4 11,9 35,9
Novembro 12,9 10,3 2,3 1,5
Dezembro 5,8 6,6 3,1 1,9
Distribuição das ocorrências de incêndios florestais e respectivas áreas
queimadas em áreas protegidas, no Brasil, através dos meses do ano.
• Os incêndios florestais não ocorrem com a mesma frequência
em todas as regiões;
– Pode-se considerar como região tanto o estado de um país,
como a área de um município;
• A contínua coleta de dados estatísticos pode definir as regiões
de maior ocorrência de incêndios, fornecendo assim mais
uma importante informação para a elaboração dos planos de
prevenção;
LOCAIS DE OCORRÊNCIA
ESTADO
1983 a 1987 1998 a 2002
Ocorrências 
(%)
Área 
queimada (%)
Ocorrências 
(%)
Área 
queimada (%)
Amapá 12,2 16,8 0,2 0,3
Bahia 6,1 5,1 10,1 5,0
Distrito Federal 0,2 18,2 - -
Espírito Santo 18,4 2,0 24,8 3,6
Mato Grosso do Sul 1,2 3,8 - -
Minas Gerais 25,3 43,5 50,3 64,7
Pará 9,2 2,2 0,1 0,0
Paraná 6,6 1,4 2,0 0,4
Rio Grande do Sul 1,4 0,0 0,5 0,5
Santa Catarina 2,1 0,5 0,1 0,1
São Paulo 11,1 2,8 11,9 25,4
Outros estados 6,2 3,7 - -
Distribuição dos incêndios florestais e respectivas áreas queimadas em áreas
protegidas de alguns estados.
• O registro das ocorrências de incêndios florestais numa
determinada região ou mesmo no país, pode fornecer outras
informações importantes, como por exemplo os tipos de
vegetação atingidos e os tamanhos dos incêndios;
• Dados sobre o tipo de vegetação atingida permitem
identificar as espécies florestais ou tipos de vegetação mais
susceptíveis à ação do fogo em determinada região;
OUTROS DADOS ESTATÍSTICOS
TIPO DE 
VEGETAÇÃO 
ATINGIDA
1983 a 1987 1998 a 2002
Ocorrências 
(%)
Área 
queimada (%)
Ocorrências 
(%)
Área 
queimada (%)
Pinus sp 11,9 4,0 1,1 0,3
Eucalyptus sp 50,0 33,8 30,1 15,8
Outras florestas 
plantadas
2,9 0,2 0,1 0,0
Florestas nativas 3,1 3,8 15,0 32,7
Outro tipo de 
vegetação
32,1 58,2 53,7 51,2
Tipos de vegetação atingidos pelos incêndios florestais ocorridos em áreas
protegidas no Brasil.
Campo, cerrado, capoeiras.
OUTROS DADOS ESTATÍSTICOS
• A classificação dos incêndios florestais por classe de tamanho
é um dado importante na avaliação dos sistema de combate;
• Quanto maior a eficiência de combate, maior a concentração
de incêndios nas classes de menor área;
• Classificação com 5 diferentes classes;
OUTROS DADOS ESTATÍSTICOS
CLASSE DE 
TAMANHO 
(ha)
1983 a 1987 1994 a 1997 1998 a 2002
Nº % Nº % Nº %
Classe I 
(≤ 0,09 ha)
184 10,5 468 23,9 11073 57,1
Classe 2
(1 – 4 ha)
725 41,4 961 49,1 6428 33,2
Classe III
(4,1 – 40 ha)
511 29,1 334 17,1 1568 8,1
Classe IV
(40,1 – 200 ha)
216 12,3 147 7,5 261 1,4
Classe V
(> 200 ha)
118 6,7 47 2,4 47 0,2
TOTAL 1754 100 1957 100 19377 100
Distribuição das ocorrências de incêndios por classe de tamanho nos períodos
analisados, no Brasil.
OUTROS DADOS ESTATÍSTICOS