Os sistemas aerodinâmicos de quebra-ventos são uma técnica importante para o controle do microclima e propiciam uma melhoria nas condições ambientais; com reflexos nas produtividades agrícola e pecuária. Algumas doenças vegetais, como por exemplo o cancro cítrico e a mancha aureolada do café, são controladas eficientemente com a instalação dessas estruturas, que também produzem matéria prima florestal e embelezam a paisagem

Como no Brasil muito pouco se conhece sobre os princípios básicos dessa tec nologia, bastante pesquisada e utilizada em outros países, realizou-se esta revisão biblio-gráfica com o objetivo de divulgar esses conhecimentos já existentes, e contribuir pan 0 aumento da utilização de sistemas aerodinâmicos de quebra-ventos no Paraná. As informações coletadas objetivam também orientar na instalação dessas estruturas dentro de critérios mínimos de racionalidade, maximizando seus benefícios.

1 Eng.° Florestal, Pesquisador do Convênio SEAG/IAPAR/ITCF - Cx. Postal 1331 - 86001 - LON DRINA-PR.

♦Publicação editada pelo IAPAR através flo Convênio entre Secretaria da Agricultura do Estado do Paraná. Fundação Instituto Agronômico do Paraná e Fundação Instituto de Terras, Cartografia e Florestas - (SEAG/IAPAR/ITCF) para pesquisa em Silvicultura.

RESUMO

Alex Carneiro Leal1 (CREA n.o 7622-D-PR)

QUEBRA-VENTOS ARBÓREOS ASPECTOS FUNDAMENTAIS DE UMA TÉCNICA

ALTAMENTE PROMISSORA*

ANOX N.°67 JULHO/86

Informe da Pesquisa

ISSN-0100-9508

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ................................................................................ 3 VENTO ............................................................................................ 4 EFEITO DO VENTO NAS PLANTAS ................................................ 5 QUEBRA-VENTOS ........................................................................... 9

EFEITOS NO AMBIENTE E NA PRODUÇÃO AGROPASTORIL .................... 10 FATORES QUE DETERMINAM A SUA EFICIÊNCIA ..................................... 12

ALTURA ......................................................................................................................... 12 COMPRIMENTO .............................................................................................. ................14 ESPESSURA .................................................................................................................... 14 DENSIDADE ................................................................................................................... 14 COMPOSIÇÃO ................................................................................................................ 17 ESTRUTURA ................................................................................................................. 17

SISTEMAS DE QUEBRA-VENTOS .................................................................. 18

BARREIRAS PARALELAS ............................................................................................. 18 BARREIRAS EM COMPARTIMENTAÇÃO .................................................................... 20

PLANEJAMENTO ............................................................................................. 20

A ESCOLHA DAS ESPÉCIES .......................................................................................... 21 PARA ÁREAS DE AGRICULTURA ................................................................................ 2Z

Concorrência com as culturas e outras limitações ........................... 23

PARA ÁREAS DE PECUÁRIA ..................................................................................... 25 PARA PROTEÇÃO DAS CONSTRUÇÕES E LOCAIS DE TRABALHO .......................... 26

BIBLIOGRAFIA.....................................................................................27

INTRODUÇÃO A cobertura florestal do Estado do Paraná se encontra atualmente em níveis

muito baixos, além de mal distribuída: na região noroeste por exemplo, não ultrapassa 2%, e nas micro-regiões de Assai e Maringá não chega a 1% da área. Esta situação acarretou problemas com relação à disponibilidade de matéria-prima florestal como, alto custo desses materiais para os consumidores, importação de outros Estados, longos deslocamentos dentro do Estado até o local de consumo, ociosidade da indústria da madeira etc, e com o desequilíbrio ecológico (degradação dos cursos d'água, erosão dos solos, aumento da velocidade dos ventos de superfície, diminuição da fauna silvestre, especialmente dos inimigos naturais das pragas agrícolas, etc.). Essa realidade adversa trouxe a consciência da necessidade de reposição do patrimônio arbóreo estadual, notadamente nas regiões mais carentes desses recursos (Paraná, 1985).

Os florestamentos lineares ou em faixa, conhecidos genericamente como quebra-ventos arbóreos ou cortinas florestais, se destacam como uma prática que atende tanto às necessidades de proteção do meio ambiente, como de produção de matéria prima florestal.

Os agricultores têm, desde tempos antigos, utilizado fileiras de árvores e arbustos vários, muretas, cercas, paliçadas, etc, para proteger as culturas do vento excessivo, sobretudo as vinhas, pomares, hortas e cultivos de flores. Mais recentemente, numerosas experiências realizadas em vários países demonstraram os efeitos dos quebra-ventos sobre os diversos fatores do clima, o que ampliou o campo de aplicação destas estruturas (Pavari, 1961).

A importância dos quebra-ventos já foi reconhecida internacionalmente, como provam os numerosos experimentos realizados, e os grandiosos projetos de implantação executados em alguns países como EUA e Rússia, sobretudo em regiões com clima inóspito e topografia plana.

No Brasil muito pouco se tem feito para avaliar a potencialidade desta prática, não havendo dados disponíveis sobre como agiriam os quebra-ventos nas diversas situações de clima e topografia, devendo por isso ser objeto de experimentação científica para que se possa recomendá-los com segurança. No Paraná estão sendo recomendados em alguns casos, como para proteção de pomares de citrus e lavouras de café, e a procura de informações sobre como implantar corretamente os quebra-ventos arbóreos é um indício seguro de que resultados positivos estão sendo conseguidos pelos agricultores e pecuaristas que já os utilizam nas suas propriedades. Hosakawa & Farias (1985) chamam atenção para o fato de que um sistema aerodinâmico de quebra-ventos é algo mais complexo do que "algumas fileiras de árvores plantadas esparçamente", e que quando implantados incorretamente podem minimizar os benefícios e aumentar os efeitos indesejáveis.

Como os quebra-ventos são uma técnica importante de controle microclimático, e como a variabilidade é uma característica do clima no Estado do Paraná, acredita-se que possam ser de grande utilidade para a agropecuária paranaense pela capacidade que tem de diminuir os efeitos dessa variação climática.

A intenção desta publicação é trazer aos extensionistas e agropecuaristas 3

alguns princípios já estabelecidos pela pesquisa, bem como mostrar o que se tem conseguido em alguns países onde os quebra-ventos vem sendo usados com bastante freqüência. Os dados apresentados sobre aumento nas produções agrícola e pecuária, economia de água e outros do mesmo tipo, devem ser encarados com cautela, pois refletem situações muitas vezes substancialmente diferentes das encontradas nas diversas regiões do Estado do Paraná e são citados apenas para mostrar as potencialidades desta prática.

VENTO O vento é definido como "movimento do ar em relação à superfície terrestre"

e normalmente significa o movimento horizontal do ar. O vento de superfície é causado principalmente pela diferença de pressão e temperatura entre dois locais.

Direção, velocidade, força e freqüência de calma, são características importantes do vento, que pode ser muito instável, variando em minutos sua direção e intensidade.

A direção de onde sopram os ventos é chamada barlavento e o lado para onde vai o vento é chamado sotavento. O vento é designado pelo ponto cardeal situado a barlavento, em geral adotam-se oito direções fundamentais: N - Norte; NE - Nordeste; E - Leste; SE - Sudeste; S - Sul; SW - Sudoeste; W - Oeste e NW - Noroeste (Tubelis & Nascimento, 1980).

As características do vento num determinado local podem ser conhecidas por meio de:

— observações nas estações de ocorrência; — informações de pessoas que residam há longo tempo na região; — consultas a estações meteorológicas e boletins climáticos de nível Estadual

e Nacional. Nas Figuras 1, 2 e 3, apresentadas a seguir, estão algumas informações sobre o

vento, disponíveis no IAPAR para três locais no Estado do Paraná. As Figuras contêm, para o município e período indicados, as velocidades médias mensal e anual, a velocidade máxima no período (Pico máximo), a distribuição em percentagem de freqüência dos ventos para as várias direções (os números entre parênteses indicam a percentagem de ocorrência do fenômeno em relação ao total de horas por ano, na direção indicada, e o número do centro a percentagem de calmaria) e o total acumulado médio anual. Dados sobre outros municípios serão publicados em Boletim Técnico do IAPAR, mas podem ser conseguidos por consulta junto a Área de Agrometeorologia desta Instituição.

As velocidades médias mais altas do vento foram registradas nas regiões de Ponta Grossa, Cascavel, Clevelândia e Guarapuava, apresentando médias anuais ao redor de 3,5 m/s. Nas regiões Oeste e Noroeste do Estado do Paraná predomina a direção NE e na região Nordeste a direção SE. Para o Estado do Paraná a direção predominante é NE com 23,9% de freqüência (Obladen et al., 1983).

A direção predominante do vento é uma média estatística que indica a direção na qual é esperada uma maior porcentagem de ocorrência do fenômeno em 4

relação ao total de horas por ano. Os ventos pouco freqüentes, tempestuosos, frios, secos, de alta velocidade, não seguem obrigatoriamente esta direção. O relevo tem um efeito muito pronunciado, podendo definir a direção predominante do vento, sendo por isso importante a observação local (Tubelis & Nascimento, 1980).

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Nos vales a circulação do ar varia durante o correr do dia. Nas horas do dia há

uma brisa ascendente da encosta e uma brisa ascendente do vale, e a noite há uma brisa descendente da encosta e uma brisa descendente do vale. As brisas do vale são em geral mais fortes que as brisas de encosta. A brisa descendente é responsável pelo risco de geada noturna. Como as brisas da encosta começam antes das brisas do vale, durante o dia há uma variação com diferentes fases, como mostra a Figura 4 (Geiger, 1980).

As setas brancas representam a brisa de encosta e as pretas a brisa do vale. — A - pouco depois de nascer do sol — B - manhã — C - meio dia — D - final da tarde — E - após o por do sol — F - noite — G - noite alta — H - madrugada A velocidade do vento pode ser estimada pelas especificações da escala

Beaufort (Tabelas 1 e 2) que dá a força ou intensidade do vento.

EFEITO DO VENTO NAS PLANTAS O vento, fator ecológico componente do clima, influencia o desenvolvimento

dos vegetais basicamente sob três aspectos: transpiração, absorção de CO2, e efeitos mecânicos nas folhas, galhos e caule (Mota, 1976). E esta influência depende da quantidade de movimento, temperatura e umidade absoluta da massa de ar (Ometto & Caramori, 1981).

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A quantidade de movimento da massa de ar é diretamente proporcional à sua

velocidade, e quando transfere energia a qualquer obstáculo promove o chamado efeito mecânico do vento.

Quando a velocidade é moderada auxilia no suprimento de CO2, na polinização e na quebra dos gradientes de umidade e térmico no perfil da cultura. O efeito mecânico indesejável acontece quando a velocidade é alta, promovendo a quebra de galhos e folhas, queda de flores e frutos. E quando há material transportado, como partículas de areia, a ação danosa é acentuada pelo esmerilhamento das folhas, galhos e caule da planta. Os ferimentos provocados pela ação mecânica do vento, favorecem o ingresso de bactérias, vírus e fungos, além de diminuírem a eficiência fotossintética (Pavari, 1961; Ometto &Caramori, 1981).

A temperatura da massa de ar pode estimular a evapotranspiração cuticular e estomática em níveis compatíveis com o metabolismo da planta, regulando a assimilação fotossintética e a respiração. Quando a temperatura é muito alta provoca excesso de evapotranspiração causando rápida perda d'água, alta respiração, baixa

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eficiência fotossintética, enfim, uma série de distúrbios fisiológicos indesejáveis. Ao contrário, quando a temperatura é muito baixa provoca queda na velocidade das reações bioquímicas causando défices fisiológicos (Ometto &Caramori, 1981).

A umidade absoluta da massa de ar é benéfica quando ligeiramente alta, embora permanecendo muito elevada estimule a proliferação de doenças na planta. Quando a umidade é muito baixa induz a uma elevada taxa de evapotranspiração, podendo ocasionar quebra da condutividade hidráulica solo-planta, com fechamento dos estômatos, provocando uma rápida seca fisiológica na planta e conseqüente queda na eficiência fotossintética (Ometto, 1981; Ometto & Caramori, 1981).

As plantas respondem de maneira diversa às variações na velocidade do vento. Stoeckler (1965), citado por Motta (1976), classificou a resposta de algumas

culturas devida à proteção contra o vento como sendo:

— de baixa resposta: os cereais de inverno nos climas secos, por terem resistência à seca;

— de resposta moderada: arroz, trevo e alfafa; — de alta resposta: batata, morango, melão, melancia, frutíferas de clima temperado, fumo e chá.

Cada cultura tem uma velocidade do vento ótima para seu desenvolvimento e este aspecto não tem sido convenientemente explorado. Trabalhando com milho 8

Raeuber e Engels (1966), citados por Ometto (1981), encontraram que a velocidade do vento mais favorável ao desenvolvimento da planta é 1,0 m/s. Entre 4 e 8 m/s o crescimento caiu 50% e acima de 11 m/s parou completamente.

Waister (1972) conseguiu um aumento de 56% na produção de morangos, durante três anos consecutivos, reduzindo a velocidade média dos ventos de 1,6 m/s para 1,1 m/s. .

Tanto a estagnação do ar, como as altas velocidades são prejudiciais ao bom desenvolvimento das culturas, um vento moderado é o ideal, e embora variável de espécie para espécie, a velocidade do vento mais conveniente e útil ao estímulo das atividades fisiológicas para a maioria das culturas é de 1,4 a 1,6 m/s (Ometto & Caramori, 1981).

QUEBRA-VENTOS

São chamadas genericamente de quebra-ventos várias formas de defesa contra o vento, feitas geralmente por meio de faixas compridas e estreitas orientadas perperdicularmente à direção dos ventos dominantes. Os materiais utilizados são os mais variados, desde barreiras mortas como cercas, paliçadas, esteiras, muretas, até as barreiras vivas formadas por fileiras de árvores e arbustos. Estas últimas são conhecidas como quebra-ventos arbóreos ou cortinas florestais, e além de atenuar e desviar as correntes de ar indesejáveis, têm a vantagem de proporcionar outros benefícios como:

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: — produção de lenha, mourões e toras, — proteção aos inimigos naturais das pragas; — produção de néctar e pólen para as abelhas; — abrigo para a fauna silvestre; — embelezamento da propriedade.

EFEITOS NO AMBIENTE E NA PRODUÇÃO AGROPASTORIL Utiliza-se quebra-ventos para reduzir a velocidade dos ventos, o que causa

mudanças no microclima da área sob sua influência. Geralmente objetiva-se reduzir o efeito do vento no aumento da evapotranspiração e no dano mecânico nas plantas (Hardy, 1970).

Os quebra-ventos afetam:

— a temperatura do ar e do solo; — a umidade atmosférica; — a evaporação da água; — a umidade do solo e o escorrimento superficial; — as propriedades físicas e químicas do solo. E têm efeito nas produtividades agrícola e pecuária, além de diminuir os

custos com manutenção das construções (Read, 1964). Nageli (1941), citado por Read (1964), trabalhando com séries de quebra-

ventos paralelos na Alemanha, encontrou que as temperaturas médias do ar na área protegida no verão são mais baixas e no inverno são mais altas. Pavari (1961) concorda que as experiências demonstram a ação de equilíbrio dos quebra-ventos sobre a temperatura do ar.

As temperaturas na superfície do solo são mais altas na primavera e no verão e mais baixas no outono e inverno na área protegida pelos quebra-ventos (Read, 1964).

A umidade atmosférica é ligeiramente mais alta na área protegida em regiões com clima continental, enquanto que em climas marítimos os quebra-ventos atenuam a umidade do ar (Pavari, 1961).

A evaporação é grandemente diminuída pela redução da velocidade dos ventos (Read, 1964). Ekern (1964), citado por Primavesi (1980), constatou uma economia de água equivalente a 750 mm de chuva, no Hawai, entre quebra-ventos arbóreos. Pavari (1961) diz que pode-se chegar a 20-30% de redução na evaporação, proporcional à diminuição da velocidade dos ventos. A redução na evaporação devida aos quebra-ventos acontece quando condições advectivas (vento) são as principais responsáveis pela evaporação (Lomas & Schlesinger, 1971).

Na área protegida pelos quebra-ventos a umidade do solo é conservada pela redução da evaporação e transpiração. Apesar do maior consumo de água devido à maior produção vegetal na área protegida, a umidade remanescente nos solos em vários locais foi maior na área protegida do que em campo aberto. Nas áreas adjacentes aos quebra-ventos arbóreos a umidade pode ser reduzida pelo consumo das árvores,

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mas esta redução se dá apenas até duas vezes a altura das árvores (2H) (Read, 1964). O escoamento superficial (Runoff) é reduzido pela melhoria das propriedades

físicas do solo e pela disposição dos quebra-ventos perpendicularmente ao declive do terreno (Read, 1964).

Melhorias nas propriedades físicas e químicas do solo tais como aumentos na porcentagem de matéria orgânica, maior estabilidade dos agregados, aumentos na per-meabilidade e maior profundidade do horizonte A, tanto na área ocupada pelas árvores como a sotavento da barreira, tem sido relatados por diversos pesquisadores em alguns países (Read, 1964).

Sobre a produtividade agrícola de maneira geral são muitos os trabalhos que demonstram variações no sentido positivo quando utilizam-se quebra-ventos bem di-mensionados. Obviamente o efeito vai depender muito do clima e também da cultura em pauta. Read (1964) diz que benefícios máximos podem ser esperados em climas quentes, secos e em locais ou estações com muito vento.

Como exemplo é interessante o trabalho de Sus (1935) na Rússia, citado por Pavari (1964), cujos resultados são apresentados na Tabela 3.

Os notáveis aumentos na produtividade proporcionados pelos quebra-ventos nos anos desfavoráveis determinam maior regularidade na produção agrícola. Efeitos na produtividade de milho e outros grãos na região dos Great Plains nos EUA são resumidos por Stoeckeler (1962), citado por Read (1964),na Figura 5.

Osterlee (1958), citado por Read (1964), concluiu que temperaturas altas diminuem a produção das vacas leiteiras que apresentam altas produções. Temperatu-ras muito baixas e ventos fortes aumentam a perda de calor no gado. O efeito modera-dor dos quebra-ventos na temperatura e no vento são benéficos na obtenção de altas produções de leite.

Johnson (1947), citado por Read (1964), demonstrou que fazendas localizadas em áreas desprotegidas necessitaram cerca de 50% a mais de forragem no inverno para alimentar o gado, que aquelas localizadas com proteção natural da topografia, árvores ou capoeiras.

Com respeito aos custos de manutenção das construções rurais, Collins (1952), 11

citado por Read (1964), numa avaliação dos benefícios econômicos e sociais dos quebra-ventos em South Dakota, USA, concluiu que a média anual de gastos com danos causados pelo vento variava de 3,92 dólares nas fazendas com excelentes sistemas de quebra-ventos até 40,32 dólares nas fazendas com quebra-ventos inadequados, ou seja, os custos eram cerca de 10 vezes maiores onde não havia proteção adequada de quebra-ventos.

Um resumo generalizado dos efeitos da proteção no microclima e na pro-dução agrícola feito por Marschall (1967) e reproduzido por Grace (1977) está na Figura 6, onde pode-se notar um efeito apreciável dos quebra-ventos até uma distância equivalente a 8-10 vezes a altura das árvores.

FATORES QUE DETERMINAM A AÇÃO DOS QUEBRA-VENTOS Para que os quebra-ventos tenham a máxima eficiência é importante analisar

os fatores estruturais que influenciam na sua performance. A análise de cada fator em separado é feita para facilitar o estudo e a compreensão, pois atuam sempre juntos determinando a capacidade da barreira em reduzir a velocidade do vento.

ALTURA (H) Numerosos experimentos demonstraram que os quebra-ventos reduzem a

velocidade do vento numa amplitude proporcional a sua altura. É comum expressar a distância até onde a influência existe em múltiplos de altura da barreira. Exemplificando: se uma barreira de 10m de altura (H=10m) reduz o vento até uma

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distância de 200m, indica-se como 20H (20 x 10 m) a extensão da influência da barreira. A proporcionalidade entre altura da barreira e distância protegida atenua-se com o aumento da altura e a ação de uma barreira de 20 m de altura é quase a mesma de uma com 25m (Pavari, 1961).

A extensão da proteção realmente efetiva a sotavento da barreira raramente supera 15 ou 20 vezes a altura da barreira e a barlavento não passa de 2 a 5H, dependendo principalmente da densidade da barreira (Carborn, 1960).

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A percentagem de redução na velocidade do vento a uma distância H qualquer da barreira é relativamente constante e não depende da velocidade original do vento. Por exemplo, se um quebra-ventos reduz um vento de 10 m/s para 5 m/s num ponto situado a 8H de distância da barreira, reduzirá um vento de 20 m/s para 10 m/s no mesmo 8H. Esta proporção depende da densidade da barreira e deve ser tomada como um exemplo aproximado, ver Figura 7 (Read, 1964).

COMPRIMENTO Se a barreira é relativamente curta o vento penetra pelos lados com a

velocidade aumentada. A relação entre o comprimento e a altura da barreira permite avaliar se está bem dimensionada. A razão comprimento/altura deve ser no mínimo 20:1 para uma adequada redução da velocidade do vento, de acordo com Staple & Lehane (1955), citados por Rollin (1983). Motta (1976) também recomenda esta relação para uma máxima eficiência. Usando sistemas de barreiras em compartimentação este fator pode ser compensado.

ESPESSURA A espessura ou largura da faixa parece não ter um efeito direto na redução do

vento, a não ser quando influi no grau de permeabilidade da barreira. Duas barreiras de diferentes espessuras podem ter o mesmo grau de penetrabilidade aerodinâmica (Caborn, 1960). A escolha da espessura deve ser baseada em aspectos práticos e econômicos (Pavari, 1961).

Importante salientar que uma fila única de árvores não é recomendada, pois a morte de algumas árvores deixa falhas na barreira e reduz seriamente a sua eficiência (Read, 1964).

Tanaka et al. (1954), citados por George (1960), encontraram um aumento de 20% na velocidade do vento nas falhas da barreira, ver Figura 17.

DENSIDADE Com base em experimentos com quebra-ventos artificiais, em túnel de vento e

a campo, concluiu-se que a melhor porosidade de um quebra-ventos para influenciar a maior área possível é em torno de 40%. Para estruturas vivas em condições de campo a porosidade só pode ser calculada empiricamente, mas quebra-ventos de média densidade, sem grandes falhas, e estrutura uniforme em toda a altura parecem pertencer a esta categoria (Caborn, 1960).

Os quebra-ventos muito densos reduzem fortemente a velocidade do vento imediatamente atrás da barreira e os medianamente densos, apesar de reduzirem menos a velocidade do vento na área próxima da barreira, são mais efetivos a médias distâncias; exemplificando: a uma distância de 10 H da barreira um quebra-ventos muito denso reduz em 19% a velocidade do vento, enquanto um medianamente denso reduz 38% da velocidade do vento no mesmo ponto situado a 10 H (Pavari, 1961).

Observar na Figura 8 as diferentes distâncias influenciadas e a turbulência cau-sada pela barreira densa.

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A densidade influencia a capacidade do quebra-ventos em reduzir a

evaporação, como demonstrado por Skidmore &Hagen (1970) e resumido na Figura 9. A densidade pode variar no nível superior e no inferior. Quando as árvores

crescem o nível inferior fica menos denso, modificando a ação do quebra-ventos. Gorshenin (1941), citado por Caborn(1960), conclui que apenas para

influenciar na distribuição da neve os quebra-ventos com nível inferior aberto são vantajosos, e que para a maioria dos casos densidade moderada em toda a altura é preferível.

Os dados do clássico trabalho de Nageli (1953), reproduzidos por Pavari (1961), sobre a influência da densidade na ação dos quebra-ventos são apresentados na Tabela 5 e na Figura 10.

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Caborn (1957) e Nageli (1958), citados por Caborn (1960), concluem que estruturas abertas próximo ao solo causam uma aceleração do vento quando passa através do quebra-ventos que pode alcançar valores superiores às velocidades do vento em campo aberto.

Read (1964) diz que quebra-ventos com nível inferior bastante permeável não reduzem a velocidade do vento tanto quanto os densos, mas o máximo de redução ocorre a uma distância maior a sotavento, e mostra as conclusões de Soegaard (1954) na Figura 11.

COMPOSIÇÃO Entende-se por composição do quebra-ventos as espécies que o constituem.

Pode-se usar árvores e arbustos variados para dar uma forma mais racional a barreira e também por motivos práticos e econômicos.

ESTRUTURA A estrutura ou forma da seção transversal depende em parte da composição,

mas pode variar para a mesma composição, dependendo da disposição das espécies no quebra-ventos.

O plantio de árvores altas nas linhas centrais da barreira, flanqueadas nos dois lados por árvores menores e arbustos para dar a forma transversal de um "V" inver-tido, tem sido freqüentemente advogada como a forma ideal para uma maior eficiên-

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cia da barreira, segundo Bates (1934), citado por Caborn (1960). As experiências de Woodruff & Zing (1953), citados por Pavari (1961), com

vários tipos de quebra-ventos, variando sua espessura e estrutura, demonstram a influência deste fator. Foram analisados quatro quebra-ventos de dez filas denominados A, B, C e D, um de sete filas denominado E e um de cinco filas denominado F.

A máxima eficácia foi conseguida com o tipo C, que é explicado pela perda de velocidade do vento primeiramente em função do atrito e depois pelo embate contra as copas das árvores das fileiras internas mais altas, e na descida o vento é moderado pelas copas da antepenúltima e da penúltima filas, enquanto no tipo A a velocidade de descida da massa de ar não encontra nenhuma barreira e vem com a velocidade aumentada, sendo menos eficaz que o tipo C.

Os demais podem ser analisados pela Tabela 6 e Figura 12, chamando-se atenção para o fato de que o número de filas não determina a eficácia do quebra-ventos e que a eficiência é aumentada pela estrutura racional.

SISTEMAS DE QUEBRA-VENTOS Para proteção de áreas extensas usa-se barreiras dispostas em dois sistemas:

defesas paralelas e defesas em compartimentação.

SISTEMAS DE DEFESAS PARALELAS Como o nome indica é baseado na disposição de quebra-ventos paralelos

entre si e perpendiculares aos ventos dominantes. Sua ação depende da distância entre as barreiras e das características das barreira (densidade, altura, etc), variando a sua eficácia também em função da direção dos ventos, que quando não são perpendiculares às barreiras a área protegida fica modificada, como ilustra a Figura 13.

A altura das árvores varia com o tipo de terreno onde são plantadas, e é conveniente estimar esta altura tomando como base as árvores plantadas na mesma região e em solos semelhantes.

Para uma proteção a curto prazo pode-se diminuir a distância entre as barrei- 18

ras pela metade e plantar árvores de rápido crescimento ou arbustos (barreiras temporárias intermediárias) entre as barreiras permanentes e quando as árvores alcançarem altura e densidades suficientes, eliminam-se os quebra-ventos intermediários (Read, 1964).

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SISTEMAS DE DEFESA EM COMPARTIMENTAÇÃO São mais eficazes, pois proporcionam defesa contra o vento soprando em

qualquer direção, além de ocupar menos área com quebra-ventos para uma proteção efetiva, pois não é necessário uma direção obrigatória, podendo-se utilizar terrenos remanescentes como margem de canais, valas, estradas, cercas, etc. Em terrenos ondulados pode-se dispô-los em nível, junto com faixas secundárias, para dar o efeito de compartimentação (Pavari, 1961).

De acordo com a disponibilidade de terreno e necessidade de defesa, distribui-se as faixas principais com maior largura e em seguida as faixas secundárias de 2 a 5 fileiras, formando as compartimentações, complementadas por fileiras simples ou duplas que são consideradas como arborização (Pavari, 1961).

PLANEJAMENTO

O plantio de árvores para proteção em propriedades dedicadas à exploração agropecuária é investimento a longo prazo, e apesar de oferecerem alguma proteção a curto prazo levam mais tempo para alcançar o máximo de eficiência, devendo ser bem planejados, pois poderão ser manejados e utilizados por mais de uma geração e, 20

se bem conduzidos, servirão indefinidamente aos propósitos de que são capazes. Os sistemas de quebra-ventos serão de plena efetividade quando suplemen-

tados por outras práticas de conservação de solos, como rotação de culturas, adubação verde, plantio em nível, etc (Read, 1964).

O plano de uso do solo da propriedade deve ser considerado antes de iniciar-mos a implantação de estruturas permanentes como estradas, quebra-ventos, cons-truções rurais, etc. O propósito do quebra ventos para cada unidade de uso do solo deve ser levantado nesta fase. Por exemplo, para proteger as pastagens e o gado é neces-sário um tipo menos denso, que protege uma área maior, e no caso de proteção às casas e galpões é melhor usar um quebra-ventos mais denso, assim como para hortas e jardins (Read, 1964).

A ESCOLHA DAS ESPÉCIES Muitas espécies botânicas podem ser utilizadas para compor os quebra-ventos.

Analisando as características das espécies pode-se utilizar essências não tradicionais, desde que se mostrem aptas para este propósito.

Em primeiro lugar, na eleição das espécies, está a adaptação destas às condições ecológicas do lugar onde serão plantadas. Devem ter crescimento rápido e boa sobrevivência, embora as espécies de crescimento moderado e lento não devam ser descartadas, pois podem compor os quebra-ventos junto com outras espécies de desenvolvimento mais rápido. Copa densa, caule vigoroso, crescimento uniforme, boa retenção dos galhos mais baixos e resistência a pragas, doenças e vento são qualidades desejadas. As características da madeira são importantes, pois poderão ser comercializadas ou utilizadas no local. A possibilidade de produção de mel deve ser considerada.

Algumas espécies são recomendadas para quebra-ventos pela Empresa Brasi-leira de Pesquisa Agropecuária (1985), pelo Instituto Brasileiro do Café (1985) e ou-tros, entre elas temos:

— Espécies arbóreas • Casuarina (Casuarina equisetifolia e C cunninghamiana) • Grevilha (Grevillea robusta) • Leucena (Leucaena leucocephala). • Pinus (Pinus spp.) • Eucalipto (Eucalyptus spp.) • Cipreste (Cupressus lusitanica) • Abacateiro (Persea sp.) • Bracatinga (Mimosa scabrella)

— Espécies arbustivas perenes • Arálea (Polyscias paniculata) • Dracena (Dracena deremensis) • Hibisco (Hibiscus spp.) variedades eretas • Banana prata ou outra de porte alto (Musa spp.)

— Espécies arbustivas temporárias • Guandu (Cajanus cajan)

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• Cana-de-açúcar (Saccharun sp.) • Capim napier gigante (Pennisetum sp.) • Mamona (Ricinus sp.)

Existem muitas espécies potenciais que precisam ser experimentadas. Seguindo as indicações da literatura especializada, visitando viveiros de mudas florestais e ornamentais, observando espécies plantadas com sucesso na região e consultando técnicos especializados, pode-se eleger as espécies a serem empregadas nos quebra-ventos. Espécies indicadas para arborização, produção de lenha e ou toras, frutíferas, forrageiras arbóreas e arbustivas, melíferas, etc, podem ser usadas misturadas ou isoladamente para compor quebra-ventos de múltipla utilização.

Recomendamos uma consulta ao "Zoneamento ecológico para plantios flo-restais no Estado do Paraná", publicado pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agrope-cuária em 1985. Valiosas informações são fornecidas, permitindo subsidiar com dados científicos a escolha das espécies arbóreas.

PARA ÁREAS DE AGRICULTURA Aumentos na produtividade nas áreas protegidas por quebra-ventos tem sido

conseguidos em muitos lugares, sendo que os valores variam em função de diversos fa-tores como clima, solo, espécies cultivadas, etc. Os principais objetivos do plantio de quebra-ventos arbóreos para áreas de agricultura, de acordo com Read (1964), são:

— Reduzir o dano às culturas durante as tempestades e o movimento do solo (erosão eólica)

— Proteger as culturas dos ventos quentes e dessecantes. — Reduzir evaporação e melhorar a distribuição da irrigação por aspersão. Os vários efeitos dos quebra-ventos no ambiente e na produção agropecuária

já foram abordados no item "Efeitos no ambiente e na produção agropastoril". O controle de algumas doenças é grandemente facilitado pelos quebra-ventos,

tanto pela menor disseminação de patógenos de uma área para outra, como pela dimi-nuição dos ferimentos nos tecidos das plantas, por onde as doenças penetram com facilidade. Os ventos frios são quase sempre responsáveis pelo agravamento nas condi-ções sanitárias das plantas.

Para a cultura do café o Instituto Brasileiro do Café (1985) recomenda quebra-ventos principalmente para controle da mancha aureolada (Pseudomona garcae) e da seca dos ramos e ponteiros, afirmando textualmente: "Dentre os vários fatores que podem ocasionar a seca de ramos em cafeeiros, em lavouras já instaladas, apenas dois são suscetíveis de serem controlados de maneira econômica e eficiente, o primeiro seria a instalação de quebra-ventos para evitar a incidência dos ventos frios, que abrem caminho à penetração de fungos e bactérias, e o segundo consiste na adubação racional e equilibrada da lavoura de acordo com suas necessidades e produção pendente".

Para os pomares de citros os quebra-ventos têm sido recomendados e sugere-se a sua implantação antes de plantio do pomar (Paraná, 1984). O Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR) está conduzindo um ensaio para verificar a eficiência dos quebra-ventos no controle do "cancro cítrico", e os resultados iniciais têm sido

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muito bons, devendo ser publicados em breve. Quando se trata de proteger grandes áreas agrícolas o máximo de proteção é

conseguido com o sistema de barreiras em compartimentação, pois os ventos sopram de todas ou quase todas as direções durante o ano. Nos compartimentos formados pelos quebra-ventos, próximo ao solo forma-se um microclima significativamente diferente daquele no campo aberto (Read, 1964).

As faixas principais poderão ser implantadas nos terrenos remanescentes ou de baixa produtividade, ou ainda, utilizar os bosques e reservas florestais já existentes para formar um sistema de proteção em compartimentação, dispondo-se as faixas secundárias ao longo dos caminhos cercas e valas. A distância entre as barreiras não deve exceder 20H, sendo melhor 10 a 15 H, embora esta distância deva ser estabelecida de acordo com a porcentagem de redução na velocidade do vento desejado. A densida-de deve se média (mais ou menos 60%) em toda a altura da barreira (Pavari, 1961).

Quando a inclinação do terreno supera os 5% os quebra-ventos devem ser plantados em nível, o que vai reduzir ao mínimo as variações na sobrevivência e altura das árvores, que acontece quando parte da barreira está em um tipo de solo e parte em outro tipo (Read, 1964).

Em terrenos ondulados deve-se evitar a acumulação do ar frio nas baixadas, que sendo mais denso tende a fluir para as partes mais baixas do terreno. As barreiras colocadas em uma encosta represam o ar frio, aumentando o perigo de geadas acima delas, enquanto que abaixo delas é diminuído (ver Figura 15). Não se deve deixar vegetação muito densa abaixo de um cafezal ou outras culturas sensíveis à geada. Com desbastes no sub-bosque consegue-se boa circulação do ar frio evitando sua estagnação. Espigões planos acima dos cafezais devem ser deixados com mata alta ou cultivados com árvores de porte elevado. Quando há vales acima do cafezal manter a garganta entre esses vales e o café o mais fechada possível, com matas densas e altas, para evitar a invasão do cafezal pelo ar frio vindo de montante (Mota, 1976).

"Faixas de árvores que impedem e desviam o fluxo de ar frio para as partes mais baixas devem ser consideradas reservas florestais e não devem de maneira alguma ser cortadas ou raleadas". (Mota, 1976).

CONCORRÊNCIA COM AS CULTURAS E OUTRAS LIMITAÇÕES Numa faixa relativamente estreita, adjacente às árvores, condições

desfavoráveis às culturas agrícolas são devidas a competição por água e nutrientes e ao sombreamento (Read, 1964).

Segundo Bates (1911), citado por George (1960), é difícil separar os efeitos do sombreamento e da competição por água e nutrientes, sendo comum superestimar-se os efeitos da concorrência radicular. Examinando o conteúdo de umidade do solo a distâncias progressivas de quebra-ventos arbóreos, um súbito aumento da umidade do solo indica o limite da extensão das raízes, e o autor encontrou que para Pinus strobus a concorrência radicular se extendia até 0,45 H enquanto que para uma espécie folhosa (Morus sp.) ia até aproximadamente 3,2 H.

Trenk (1938), citado por George (1960), recomenda o uso de coníferas nos 23

quebra-ventos, porque as espécies folhosas sugam o solo a grande distância das árvores. Falta de chuvas, solos leves e pouco férteis, subsolo impermeável, falta de

água capilar e solos pesados cobertos com grama ou outras plantas com raízes profundas são condições que favorecem a expansão do sistema radicular das árvores, segundo Bates (1911), citado por George (1960).

Pode-se diminuir a competição cavando valas paralelas a barreira, de aproxi-madamente um metro de profundidade para isolar os quebra-ventos e diminuir a competição com as culturas (Pavari, 1961). Estas faixas adjacentes aos quebra-ventos podem ser utilizadas para caminhos e estradas, diminuindo assim a perda de terreno (Read, 1964).

Em todo caso, a diminuição da produção na faixa de concorrência, geralmente é compensada pelo aumento da produção na faixa compreendida entre 6 e 9 H (Pavari, 1961).

Uma limitação importante é a possibilidade das árvores utilizadas no quebra-ventos servirem como hospedeiras de pragas agrícolas. A grevilha, espécie bastante . difundida, está sendo apontada como hospedeira de nematóides. Deve-se procurar comprar mudas de viveiros idôneos para evitar a introdução e disseminação de patógenos nos terrenos onde serão plantadas. Se o solo já estiver infestado com nematóides, principalmente os do gênero Meloidogyne, a presença de plantas suscetíveis, como é o caso da grevilha, estimulará o aumento da densidade populacional desses parasitos. Sobre este assunto há necessidade de pesquisas no sentido de verificar quais essências florestais apresentam resistência a esses patógenos. É sabido que Eucalyptus saligna, E grandis, E. uroplylla, Pinus oocarpa e P. elliottii são espécies que apresentam resistência a Meloidogyne incógnita e M. javanica (comunicação pessoal de Ivan C. Resende,. IAPAR).

Mas geralmente os quebra-ventos abrigam uma fauna variada, contribuindo para incrementar o controle biológico (Pavari, 1961).

Poulsen (1985) relata que na África o fracasso das colheitas na proximidade dos quebra-ventos formados por Cassia siamea não foi devido a competição por água e nutrientes, mas por causa do excesso de calor provocado pela estagnação do ar na faixa adjacente às árvores. A afirmação é baseada em observações empíricas e as evidências são falhas que existiam no nível inferior das barreiras, em frente as quais plantas de algodão e sorgo se desenvolviam normalmente a 1 ou 2 metros das árvores.

PARA ÁREAS DE PECUÁRIA Podem ser implantados da mesma maneira que para áreas de agricultura, mas

geralmente não é necessária a compartimentação. Em grandes áreas as árvores podem ser implantadas na forma de blocos localizados em locais estratégicos, permitindo ao gado proteger-se do sol, das tempestades, dos ventos frios, etc. (Read, 1964).

Não se deve localizar os quebra-ventos próximos aos bebedouros e cochos de sal, pois a concentração do gado nestes locais prejudica as árvores pelo excessivo pisoteio que compacta o solo, e pelos danos causados quando o gado se alimenta delas. É necessário cercar estas plantações até que tenham atingido um porte suficiente para suportarem a circulação do gado (Read, 1964).

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Faixas com cerca de 15 ou mais filas de árvores espaçadas 3x3m ou 3x4m são indicadas para produção de toras e postes e permitem uma boa circulação do gado no seu interior (Cozzo, 1976).

PARA PROTEÇÃO DAS CONSTRUÇÕES E LOCAIS DE TRABALHO A conservação das construções é favorecida pela menor incidência dos ventos,

diminuindo os gastos com pinturas e danos ocasionais nas estruturas (telhados por exemplo). O barulho e a poeira bem como os ventos frios,quando evitados proporcio-nam melhores condições de trabalho. Para estes casos os quebra-ventos devem ter uma densidade alta em todos os níveis. Não devem ficar muito próximos (menos de 30 m) para evitar a pouca circulação de ar no verão e acidentes com possíveis queda de galhos. A continuidade e localização da barreira é importante e deve estar localizada de manei-ra perpendicular aos ventos mais prejudiciais e as passagens devem ser feitas na diago-nal, para evitar o "efeito jato" que aparece nas falhas da barreira, como ilustrado nas Figuras 17 e 18 (Read, 1964).

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Composto e Impresso na Área de Reproduções Gráficas do IAPAR

Tiragem 5.000 exemplares