Author(s):
Almeida, Miguel Abrantes de Figueiredo Bernardo de 
Date: 2005
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/4597
Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Subject(s): Protecção ambiental; Incêndios florestais - Propagação
Description
Os incêndios são uma das principais causas de destruição das florestas. Desta
forma, o estudo do comportamento do fogo e de modelos que definam a sua
propagação torna-se indispensável para a gestão e preservação destes
espaços vitais.
O presente trabalho tem como objectivos a análise do comportamento do fogo
num leito heterogéneo de combustíveis florestais (feno, caruma e estilha de
madeira) e o estudo e aplicação do modelo de Rothermel perante as
condições de ensaio num leito constituído por uma mistura de combustíveis.
No cumprimento do primeiro objectivo fez-se uma caracterização às densidade
absoluta e relação superfície – volume das espécies florestais utilizadas. Nos
ensaios de combustibilidade fez-se variar a percentagem de cada um de dois
combustíveis constituintes do leito, mantendo-se sensivelmente constantes as
restantes variáveis experimentais (carga, altura do leito, porosidade,…).
Realizaram-se 5 sequências de ensaios tendo-se variado as espécies
constituintes do leito em cada sequência. Os parâmetros analisados foram:
perda de massa, evolução da temperatura, velocidade de propagação,
dimensões da chama e tempo de reacção. Da análise resultou que o
comportamento do fogo aumenta polinomialmente (de 1º ou 2º grau,
dependendo dos parâmetros) com o aumento da percentagem de combustível
que apresenta maior combustibilidade, que corresponde ao combustível com
maior relação superfície – volume. As características químicas do combustível,
embora não tivessem sido analisadas, também levaram a variações do
comportamento do fogo mediante uma alteração da mistura de combustíveis.
Na aplicação do modelo de Rothermel a leitos heterogéneos, calcularam-se as
variáveis de entrada para a mistura de combustíveis pela contribuição mássica
de cada espécie. Obteve-se resultados bastante próximos daqueles obtidos
laboratorialmente.
Aplicou-se ainda os resultados a outros dois modelos de estudo do
comportamento do fogo. O primeiro analisa o parâmetro adimensional de
velocidade de propagação, calculando, pelo mesmo método, outros
parâmetros adimensionais referentes a outras variáveis de ensaio. Todos os
parâmetros adimensionais originaram tendências de crescimento polinomial de
1º ou 2º graus mediante o aumento da percentagem mássica do combustível
com maior combustibilidade. Apenas o parâmetro adimensional de perda de
massa não resultou numa tendência bem definida. O segundo modelo de
estudo aplicado, relaciona a perda de massa, a carga efectiva de combustível
e a velocidade de propagação. Este modelo, que havia sido definido para leitos
de combustíveis simples, apresentou bons resultados nestes casos. Para leito
heterogéneos de combustível, os resultados não foram tão satisfatórios,
apresentando, no entanto, dentro de um intervalo que inclui os resultados
teóricos do modelo. Fires are one of the main causes of destruction of the forests. This way, the
study of the behaviour of the fire and of models that define its propagation
becomes indispensable for the administration and preservation of these vital
spaces.
The present work has as goals the analysis of the behaviour of the fire in a
heterogeneous bed of forest fuels (hay, needles and wood fragments) and the
study and application of the Rothermel’s model under the researchable
conditions in a bed constituted by a mixture of fuels.
In the execution of the first goal it was made a characterization to the absolute
density and relationship surface - volume of the used forest species. In the
combustibility rehearsals it was varied the percentage of each one of two fuels
constituent of the bed, staying sensibly constant the remaining experimental
variables (load, height of the bed, porosity, etc.) They took place in 5
sequences of rehearsals where it was varied the constituent species of the bed
in each sequence. The analyzed parameters were: mass loss, evolution of the
temperature, rate of spread, dimensions of the flame and time of reaction. Of
the analysis it resulted that the behaviour of the fire increases at a polynomial
expression of first or second degree, depending on the parameters, with the
increase of the percentage of fuel that presents larger combustibility, which
corresponds to the fuel with larger relationship surface - volume. The chemistry
characteristics of the fuel, although they had not been analyzed, they also
caused variations of the behaviour of the fire by means of an alteration of the
mixture of fuels.
In the application of the Rothermel’s model to heterogeneous beds, the
entrance variables were calculated for the mixture of fuels by the mass
contribution of each species. It was obtained quite close results of those
obtained in laboratory way.
It was still applied the results the other two models of study of the behaviour of
the fire. The first analyses the adimensional parameter of rate spread,
calculating, for the same method, other adimensional parameters referring to
the other rehearsal variables. All the adimensional parameters originated
tendencies of polynomial growth of 1st or 2nd degrees by means of the
increase of the mass percentage of the fuel with larger combustibility. The
parameter adimensional of mass loss didn't just result in a well defined
tendency. The second model of study, it relates the mass loss, the effective
load of fuel and the rate spread. This model, which it had been defined for beds
of simple fuels, it presented good results in these cases. For heterogeneous
beds of fuel, the results were not so satisfactory, presenting, however, inside of
an interval that includes the theoretical results of the model. Mestrado em Gestão e Políticas Ambientais
