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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.11.2009.tde-20042010-092326
Document
Author
Full name
Sérgio Brazolin
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2009
Supervisor
Committee
Tomazello Filho, Mario (President)
Ballarin, Adriano Wagner
Oliveira, José Tarcisio da Silva
Silva Filho, Demóstenes Ferreira da
Yojo, Takashi
Title in Portuguese
Biodeterioração, anatomia do lenho e análise de risco de queda de árvores de tipuana, Tipuana tipu (Benth.) O. Kuntze, nos passeios públicos da cidade de São Paulo, SP
Keywords in Portuguese
Arborização
Árvores ornamentais
Biomecânica
Cupim
Densidade da madeira
Espaço urbano
Fabaceae
Fungos xilófagos
Madeira - Anatomia - Deterioração
Raios X
Tipuana.
Abstract in Portuguese
Os objetivos do presente trabalho foram: avaliar o processo de biodeterioração do lenho das árvores de tipuana na cidade de São Paulo e relacionar as alterações da sua estrutura anatômica e propriedades físico-mecânicas com o seu risco de queda. Nos passeios públicos de regiões selecionadas da cidade, 1109 árvores de tipuana foram caracterizadas quanto às condições de entorno, estado geral, variáveis dendrométricas, biodeterioração externa e interna e o risco de queda, estimado com modelo de cálculo estrutural desenvolvido pelo IPT. A biodeterioração e os mecanismos de resistência das árvores foram avaliados ao nível macroscópico e microscópico. As alterações nas propriedades do lenho de tipuana foram analisadas por densitometria de raios X e pelos ensaios físico-mecânicos (densidade de massa aparente; resistência à flexão) e aplicado o método de elementos finitos para análise da distribuição de tensões no lenho. As árvores de tipuana de elevada idade não apresentaram sinais de declínio, embora com estado geral considerado como crítico, pelo plantio em locais indequados, manejo inapropriado e/ou ocorrência de injúrias. O lenho foi deteriorado por fungos apodrecedores, cupins-subterrâneos e brocas-de-madeira, sendo os fungos e cupins os principais organismos xilófagos, afetando a região do cerne; a associção entre os fungos, os cupins, as variáveis dendrométricas e o risco de queda foram estatisticamente significantes ao nível de 5 %. O cupim-subterrâneo Coptotermes gestroi ocorreu em elevados níveis de infestação nas árvores, sendo considerado, no entanto, como um organismo-praga secundário, fortemente associado com lenho previamente apodrecido por Ganoderma sp.. Os fungos apodrecedores ocorrentes foram classificados como de podridão branca e mole, sendo a primeira mais comum no cerne das árvores. Como mecanismo de resistência à biodeterioração observou-se a compartimentalização do lenho, caracterizada pelo acúmulo de extrativos nas células. Os fungos xilófagos causaram reduções significativas na densidade de massa aparente, tensão de ruptura à flexão estática e módulo de elasticidade em estágios incipiente e intenso de apodrecimento do lenho. Ruptura do tronco e o risco de queda das árvores de tipuana relacionaram-se, principalmente, com a intensidade da deterioração do lenho e com a sua dendrometria. A alteração da distribuição das tensões no lenho foi analisada em relação ao estágio, tamanho e localização da deterioração no tronco das árvores de tipuana.
Title in English
Biodeterioration, wood anatomy and falling risk analysis of tipuana, Tipuana tipu (Benth.). O. Kuntze trees, in the sidewalks of São Paulo city, SP
Keywords in English
Bending resistance
Biodeterioration
Biomechanics
Coptotermes gestroi
Decaying fungus
Falling risk.
Ganoderma sp
Specific gravity
Termite
Tipuana
Wood borer beetle
X rays densitometry
Abstract in English
The objectives of the present work were to evaluate the process of biodeterioration in the wood of tipuana trees in the city of São Paulo and to relate the alterations in the anatomical structures and physical and mechanical properties with there falling risk. In the sidewalks of selected regions of the city, 1109 trees were characterized taking into consideration aspects as surroundings, general conditions, dendrometric variables, external and internal biodeterioration and falling risk estimated by using a structural model developed by IPT. The biodeterioration and the resistance mechanisms of the trees were evaluated at a macro and microscopic levels. The alterations on the wood properties were analysed by X-rays densitometry and by performing physical and mechanical tests (specific gravity; bending resistance); the tension distribution in the wood was analyze by finite-elements method. The old aged trees encountered, did not show any sign of decline, eventhough, the general aspect of their surroundings was critical by the inadequate places they were planted; inappropriate management and/or occurrence of injuries. The trees had their trunks deteriorated by xylophagous organisms, mainly fungi and subterranean-termites, and some wood borer beetle too, which affected the heartwood. The association between the presence of the first two organinsms, the dendrometric variables and the risk of falling, was statistically significant at the 5% level. The infestation of the trees by the subterranean-termite Coptotermes gestroi was at high levels, however, it was considered as a secundary plague-organism, because its attack was strongly associated with the previously decayed heartwood by Ganoderma sp.. The decaying fungi observed were classified as white rot and soft rot, being the white rot more common in the heartwood of the trees. As a resistance mechanism of the trees against biodeterioration, it was observed the compartimentalization of the wood characterized by the accumulation of extractives in the cells. Decaying fungi caused significant reductions in the following wood properties: specific gravity, rupture strength to bending and modulus of elasticity either in incipient or intense decay. Trees trunk rupture and falling risk were associated mainly to biodeterioration intensity and dendrometric variables. The alteration of tension distribution in the wood was analyzed in relation to the stage, size and position of the deterioration in the wood of the trees.
 
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Sergio_Branzolin.pdf (43.90 Mbytes)
Publishing Date
2010-04-20
 
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