Geofísica no estudo de árvores

É fundamental no processo de expansão das metrópoles o correto planejamento da floresta urbana e o manejo adequado das árvores, por meio da realização do inventário arbóreo e do monitoramento periódico. A gestão adequada das árvores pode minimizar os danos à infraestrutura e aos bens e, principalmente, salvaguardar vidas humanas – no entanto, há ainda imprecisões e limitações para análise de risco de queda de árvores, o que pode dificultar a tomada de decisão sobre o manejo mais apropriado.
 

O Instituto de Pesquisas Tecnológicas desenvolveu na década de 2000 uma metodologia que foi patenteada para a realização do diagnóstico da ocorrência de organismos xilófagos e aprimorou a análise de risco de queda baseada na biomecânica das árvores, considerando as análises externa e interna não destrutiva dos troncos. 

Uma parceria do IPT com a empresa Kerno Geo Soluções tem a finalidade agora de ampliar o conhecimento de algumas incertezas, como a análise do sistema de raízes não aparentes e, por meio da atuação de equipe multidisciplinar da unidade de negócios Cidades, Infraestrutura e Meio Ambiente do Instituto, ter o entendimento do comportamento do solo e sua influência na inclinação da árvore para o parecer final do risco de queda do exemplar arbóreo. 

“A tomada de decisão do risco de queda deve estar atrelada ao máximo de análises possíveis, diminuindo as incertezas para que as árvores sejam suprimidas somente quando é necessário”, afirma a pesquisadora Raquel Amaral, da Seção de Planejamento Territorial, Recursos Hídricos, Saneamento e Florestas, e coordenadora da atividade de gestão da floresta urbana do Instituto, inserido no Projeto IPT Sustentável que tem como objetivos analisar alguns frutos para consumo humano e também realizar o levantamento florístico, o diagnóstico da floresta urbana e a análise de risco de queda das árvores visando a formação de uma floresta urbana segura e com todo o seu potencial de geração de serviços ambientais.

MÉTODOS GEOFÍSICOS – O estudo das características do solo é feito por meio de sondagens mecânicas e ensaios geofísicos (métodos indiretos), que subsidiam a avaliação da capacidade de suporte e da deformabilidade das camadas mais superficiais do terreno. Para análise dos recalques (abaulamento da superfície do terreno) e da inclinação da árvore, é possível empregar técnicas consagradas na área de engenharia civil, mas ainda pouco utilizadas no âmbito da análise de risco de árvores.

Para a realização do projeto, as equipes do IPT e da Kerno lançaram mão da caracterização do subsolo feita a partir da integração dos resultados de diferentes métodos geofísicos não invasivos como eletrorresistividade (imageamento elétrico), sísmica de refração, ensaio com ondas de superfície (MASW) e Ground Penetrating Radar (GPR). “O objetivo é avaliar principalmente a presença e a distribuição das raízes, assim como as propriedades do solo (porosidade e teor de umidade), e verificar a eventual existência de interferências subterrâneas”, explica ela. 

O método da eletrorresistividade mede a distribuição de resistividade elétrica do solo por meio da injeção de corrente elétrica, utilizando eletrodos fixados na superfície do terreno. A resistividade elétrica é a capacidade de o meio se opor à passagem dessa corrente, sendo que meios mais arenosos, por exemplo, apresentam maiores valores de resistividade, enquanto meios com maior teor de água apresentam menores valores. 

A sísmica de refração e o MASW medem o tempo de percurso de uma onda acústica gerada por uma fonte artificial (marreta) que percorre as camadas da terra. A velocidade de propagação dessas ondas está ligada às propriedades físicas do meio, como densidade, teor de água e, especificamente com o MASW, a rigidez do material. 

Finalmente, o GPR é o método fundamentado na reflexão de ondas eletromagnéticas de alta frequência (10 MHz a 2.600 MHz) emitidas por uma antena na superfície. É possível obter uma imagem em alta resolução do subsolo, e a profundidade da investigação varia de acordo com a frequência utilizada e as propriedades do meio. “O georadar utiliza a reflexão das ondas para o mapeamento de estruturas no subsolo, antrópicas ou não, como tubulações, cabos, água subterrânea e materiais arqueológicos, por exemplo”, explica o geofísico Vinicius Rafael Neris dos Santos, da Kerno.

Foram realizadas análises do solo, por meio dos métodos geofísicos, no entorno de um exemplar de pau-ferro localizado no campus em São Paulo do Instituto, dentro do projeto IPT Sustentável, em combinação com o air spade, executado pela empresa Tree Way – esta última é uma ferramenta portátil que produz um fluxo de ar em alta pressão, utilizado para a escavação de raízes sem danificá-las ou para aumentar a porosidade do solo, a fim de validar o mapeamento feito com o georadar e eletrorresistividade.

“Os ensaios geofísicos podem agregar informações úteis para a caracterização do subsolo, atuando em áreas em que eram pouco utilizados”, explica Santos. O emprego de métodos geofísicos pode contribuir, desta forma, para o entendimento de como o sistema radicular de árvores se desenvolve no subsolo, auxiliando no planejamento urbano especialmente quando as árvores se encontram próximas às fundações de edifícios e existem utilidades subterrâneas. É necessário ainda, no entanto, mais estudos para que seja possível prever a possibilidade do pivotamento, ou seja, o levantamento do torrão (bloco de terra e raízes): “Será possível então inferir sobre a possibilidade do levantamento das raízes, que responde pela maioria dos casos quando ocorrem quedas de árvores”, completa Amaral.