Agência FAPESP* –Luciana Constantino | Agência FAPESP – Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) criaram um software que orienta com precisão a poda de árvores em áreas urbanas, reduzindo o risco de queda. Com os eventos climáticos mais frequentes e extremos, os temporais em grandes cidades têm derrubado um maior número de árvores, provocando perdas econômicas e de vidas.
Somente em São Paulo, após fortes chuvas na capital, a prefeitura contabilizou em um único dia deste mês (12 de março) 330 quedas – em uma delas um carro foi atingido, matando o motorista. Por ano, estima-se que o município tenha cerca de 2 mil quedas de árvores urbanas – excluindo parques públicos e áreas de proteção ambiental.
Segundo os cientistas, o primeiro passo é fazer um escaneamento das árvores, com o uso de equipamento a laser, para captar em pontos diferentes imagens tridimensionais que são colocadas em um modelo computacional. Para fazer a modelagem, o grupo desenvolveu uma combinação de software e chegou a um “algoritmo de poda”, com o objetivo de manter o equilíbrio da árvore.
O trabalho une biologia, matemática e mecatrônica, e está sendo desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Estudos Avançados (IEA-USP), do Instituto de Biociências (IB-USP) e da Escola Politécnica (Poli-USP) no âmbito do Centro de Pesquisa e Inovação em Gases de Efeito (RCGI), um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído por FAPESP e Shell, com apoio de diversas outras empresas, voltado a estudos avançados em bioenergia, agricultura e ciências ambientais para mitigar efeitos das mudanças climáticas.
“As árvores, assim como outras formas na natureza, são estruturas otimizadas, que utilizam apenas o material essencial em sua configuração física. Se você faz uma poda errada, pode provocar fraqueza nessa estrutura. Com o software que desenvolvemos, conseguimos avaliar as deformações, até mesmo a deflexão das árvores devido aos ventos. Com isso, é possível ter um diagnóstico e orientar a poda de forma mais precisa”, diz à Agência FAPESP Emílio Carlos Nelli Silva, professor do Departamento de Engenharia Mecatrônica e Sistemas Mecânicos da USP e vice-diretor científico do RCGI.
Nas primeiras análises, realizadas no campus da USP em São Paulo, os pesquisadores fizeram uma poda de até 20% da copa com base no algoritmo e conseguiram manter o equilíbrio da árvore. Em outro ensaio, com outro tipo de corte, houve aumento dos pontos de fraqueza, com mais possibilidade de queda.
Normalmente, a poda em área urbana é realizada dentro de um plano de manejo ambiental dos municípios para compatibilizar a estrutura do vegetal ao convívio humano, com foco na saúde da árvore, mantendo sua resiliência e equilíbrio. A definição de como será a poda em cada árvore é feita por técnicos ou profissional responsável pelo serviço, no limite de 30% da copa.
“O ser humano não tem a capacidade de fazer essa poda tão precisa como conseguimos usando o escaneamento com algoritmo. Ainda não calculamos o porcentual que o software é capaz de evitar de queda de árvores com a poda mais precisa, mas conseguiremos em breve”, afirma Marcos Buckeridge, professor do Departamento de Botânica do IB-USP e vice-diretor do IEA.
E complementa: “Essa ferramenta vem de uma sequência de trabalhos, que agora conta também com a equipe da engenharia. O próximo passo é uma aproximação com a meteorologia para estudar a velocidade e o direcionamento dos ventos em tempestades. Isso nos ajudará a detectar o lado mais fraco da copa ou se a árvore está em uma área de canalização de vento. Assim, poderemos melhorar a poda e evitar plantio em locais de vento mais forte”.
Pesquisa publicada no ano passado mostrou que as podas drásticas, juntamente com o estado da madeira e o estrangulamento da raiz pelas calçadas, podem ser usadas como preditores de queda de árvores em cidades (leia mais em: agencia.fapesp.br/50618).
Entre os principais fatores em áreas urbanas que influenciam a queda estão a altura dos prédios no entorno, a idade do bairro, a largura da calçada e a altura da árvore. Com a verticalização, elas enfrentam condições desfavoráveis nos chamados “cânions urbanos”, ou seja, fileiras contínuas de edifícios altos que alteram a velocidade do vento local, a dispersão da poluição e os padrões de iluminação e microclima, contribuindo com a queda precoce (leia mais em: agencia.fapesp.br/39341).
‘A maçã de Newton’
Nelli Silva conta que a ideia do software surgiu durante um almoço com Buckeridge em um restaurante de São Paulo – o local abriga em seu interior uma centenária Figueira-de-bengala (Ficus benghalensis), cujo plantio é estimado na década de 1890. Do gênero Ficus, ela tem altura de cerca de 6 metros, com diâmetro da copa de aproximadamente 46 metros.
“Sabia que o Buckeridge trabalhava com essa linha de estudo e eu sempre tive curiosidade sobre as árvores, com estruturas complexas e difíceis de modelar em computador. Então pensamos: por que não usar um algoritmo para restaurar a otimização dessas estruturas por meio da repoda? Foi aí a inspiração da pesquisa”, relembra o professor, especialista em mecânica computacional.
Nelli Silva explica que a natureza frequentemente inspira estudos de otimização estrutural e frutos como a maçã podem servir de modelo para análises. “O formato da maçã é uma estrutura que possui a menor tensão mecânica sujeito a peso próprio. Ela tem uma massa apoiada em um ponto que é o caule. Partimos da ideia de que, se é possível analisar a estrutura otimizada da maçã, seria também com a árvore.”
Na ciência, uma história famosa envolvendo o fruto e que até hoje rende pesquisas e dúvidas é a do físico inglês Isaac Newton, que teria concebido a Lei da Gravitação Universal ao observar a queda de uma maçã de sua árvore. A lei estabelece que a força de atração de dois corpos deve ser proporcional ao produto de suas massas dividido pela distância entre eles ao quadrado.
Próximos passos
Ao fazer a modelagem a partir das imagens obtidas pelo equipamento a laser, é possível chegar a uma espécie de “arquitetura” da árvore – etapa que contou com a colaboração do professor da USP Marcelo Zuffo, um dos pesquisadores do projeto “CID-SP EMERGÊNCIAS: Centro de Inteligência de Dados em Saúde Pública”, apoiado pela FAPESP por meio do programa Centros de Ciência para o Desenvolvimento (CCD-SP).
Nessa primeira etapa, as análises foram realizadas pela copa. O grupo pretende agora inserir informações das raízes. “A metodologia abre uma perspectiva para fazermos novas simulações computacionais, customizadas para cada espécie e com outros tipos de dados. O método é escalável para mapear árvores de uma cidade toda”, conta Nelli Silva.
De acordo com Buckeridge, algumas prefeituras, entre elas a de São Paulo, já procuraram o grupo para viabilizar o uso do software. “Estamos conectando a ciência ao desenvolvimento da tecnologia para enfrentarmos as mudanças climáticas. Queremos aumentar a velocidade de análise do software e reduzir o custo. Isso abre caminho para startups que queiram ajudar no serviço. Quanto mais árvores tivermos melhor será a resiliência das cidades às mudanças climáticas”, completa o vice-diretor do IEA, que integra o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) do Bioetanol, financiado pela FAPESP e o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
Procurada pela reportagem, a Secretaria do Verde e do Meio Ambiente (SVMA) da Prefeitura de São Paulo informou estar “em tratativas para conhecer o software e avaliar sua aplicabilidade nos serviços de manejo arbóreo da cidade” dentro do compromisso com a adoção de tecnologias que aprimorem a gestão ambiental.
A secretaria diz que pretende analisar de que forma a ferramenta pode contribuir com a poda preventiva e a redução do risco de queda de árvores, especialmente durante temporais.
Equipe da Embrapa Florestas (PR) conseguiu clonar uma
araucária (Araucaria angustifolia) de cerca de 700 anos que tombou
durante um temporal no Paraná, um feito inédito na pesquisa florestal
brasileira.
A árvore, com 42 metros de altura, era considerada a
maior do estado da espécie, que é um símbolo da paisagem local.
O projeto de resgate genético resultou em mudas clonadas que
foram plantadas em Cruz Machado, cidade onde a árvore original
estava.
A araucária caiu depois de um
temporal no dia 29 de outubro de 2023
A clonagem de uma planta tão antiga apresentou grandes
desafios, pois a regenerabilidade de tecidos de árvores idosas é reduzida. No
entanto, o pesquisador conseguiu produzir quatro mudas de tronco, preservando o
DNA da árvore original.
“Resgatar uma araucária tão antiga e cloná-la com sucesso
é uma conquista científica”, comemora o pesquisador da Embrapa Ivar Wendling.
Por serem originárias de tecidos adultos, as mudas clonadas
irão originar árvores de porte menor mas que começam a produzir pinhão mais
cedo do que uma árvore convencional, o que pode beneficiar produtores rurais
interessados no uso sustentável da espécie. O pinhão, além de ser um alimento
tradicional, tem valor comercial crescente e pode representar uma fonte de
renda adicional para agricultores.
No entanto, Wendling alerta que as mudas ainda são delicadas
e requerem cuidados especiais nos primeiros anos de desenvolvimento, incluindo
irrigação e controle de competidores naturais. “A árvore original sobreviveu
por séculos, mas essas mudas precisam de atenção para que possam crescer
saudáveis e continuar esse legado”, explica.
A clonagem
A técnica usada para esta clonagem foi a enxertia, que
consiste em unir um fragmento da planta original a uma muda jovem. No caso da
araucária clonada, logo que a árvore caiu foram coletados brotos, que foram
então enxertados em mudas já estabelecidas, garantindo que o novo indivíduo
possua o mesmo material genético da planta original. Esse processo permite a
regeneração da árvore a partir de suas próprias células, mantendo
características como resistência e produtividade.
Brotos coletados (Embrapa)
O enxerto pode ser feito a partir de brotos do tronco ou do
galho da árvore, resultando em diferentes formatos de plantas.
As mudas de tronco tendem a crescer como árvores
convencionais, enquanto as de galho originam as chamadas “mini araucárias”. Os
dois tipos produzem pinhões mais precocemente. Após a enxertia, as
mudas passam por um período de crescimento antes do plantio definitivo em
campo.
No caso de árvores idosas, a clonagem é mais difícil devido
à baixa capacidade de regeneração dos tecidos mais velhos. Com o passar
dos anos, as células das plantas, reduzem sua taxa de multiplicação e perdem
parte de sua capacidade de originar novos indivíduos.
Além disso, árvores muito antigas possuem um sistema
hormonal diferente do de plantas jovens, o que pode dificultar o crescimento
dos enxertos e reduzir o sucesso da clonagem.
No caso desta araucária, com idade estimada em cerca de
700 anos, o pesquisador da Embrapa precisou realizar experimentos para
identificar as condições ideais de cultivo das mudas clonadas. O
sucesso do procedimento representa um avanço na tecnologia florestal, abrindo
caminho para a conservação genética de outras árvores centenárias.
Araucária gigante de Cruz Machado –
produtora Terezinha de Jesus Wrubleski
Clones plantados em locais simbólicos
O plantio das mudas ocorreu em dois locais distintos. Uma
delas foi levada de volta à propriedade rural de Terezinha de Jesus Wrubleski,
onde a araucária original estava.
“Fico muito feliz de poder ter essa nova árvore aqui,
como uma filha da antiga”, comemora Wrubleski (veja vídeo abaixo).
Segundo ela, a antiga araucária atraía visitantes
interessados em sua imponência, e a nova muda representa uma continuação dessa
história.
“Minha família já está há mais de 70 anos nessa
propriedade e a araucária era parte da nossa família. Agora, poderemos mostrar
a sua ‘filha’”, conta.
Outra muda foi plantada no Colégio Agrícola de Cruz
Machado, em um evento com estudantes, professores e autoridades
locais.
A escolha do colégio agrícola como local para receber a muda
reforça a importância da educação na conservação da biodiversidade. Para o
diretor da instituição, Anilton César Michels, a presença da araucária servirá
como ferramenta didática para os alunos.
“Esse é um momento histórico para nossa escola e para a
cidade”, afirma.
Segundo o diretor pedagógico da instituição, Anderson
Kaziuk, o plantio incentivará os alunos a desenvolver o cultivo da araucária em
suas propriedades, consorciado com a erva-mate, diversificando a produção e
gerando renda para a agricultura familiar.
“E o processo de acompanhar o crescimento dessa araucária
vai ser único, não é mesmo?”, complementa Kaziuk.
Para os estudantes, a oportunidade de acompanhar o
crescimento de uma árvore clonada é uma experiência única.
“Quero voltar daqui a alguns anos para ver como ela está
e quem sabe colher alguns pinhões”, diz o aluno Reginaldo Litka.
A professora Ana Carolina Majolo reforça que o aprendizado
sobre a araucária pode mudar a percepção dos alunos sobre o uso sustentável da
floresta.
“Antes, muitos viam a árvore como um empecilho. Agora,
entendem que ela pode ser um recurso valioso”, explica.
Outra muda foi plantada no Colégio
Agrícola de Cruz Machado
A técnica de clonagem utilizada pelos cientistas permitiu a
produção de mudas a partir de brotos de tronco, garantindo que a nova geração
mantenha a genética da árvore original. Diferente das mudas geradas por
sementes, que podem resultar em árvores geneticamente variadas, as mudas
clonadas preservam características únicas da planta mãe, como por exemplo o
formato dos pinhões época de produção.
Além do plantio das mudas, os estudantes do colégio agrícola
participaram de uma palestra sobre a importância da araucária na biodiversidade
e seu potencial econômico para a agricultura familiar. A espécie, que já cobriu
grandes extensões do Sul do País, hoje está ameaçada pela exploração
descontrolada realizada no passado.
“Precisamos encontrar formas de preservar a araucária e,
ao mesmo tempo, torná-la economicamente viável para os produtores”, ressalta
Wendling.
O prefeito de Cruz Machado, Carlos Novak, reforça o valor
simbólico do projeto: “Essa árvore faz parte da história do nosso
município. Hoje, aprendemos a conservá-la e a usá-la de forma sustentável”.
O secretário de Agricultura da cidade, Daniel Waligura,
complementa: “A madeira da araucária já foi usada para construir casas,
mas agora ela também pode ser um ativo econômico vivo”.
O projeto também prevê a doação de uma das mudas clonadas
para o Governo do Estado do Paraná e a preservação de outra na coleção genética
de araucária da Embrapa Florestas, garantindo a continuidade das pesquisas
sobre a espécie.
“Essa árvore tem um DNA único e precisamos estudar o que
a tornou tão resistente”, conclui Wendling.
JÁ PENSOU EM TER UM MINHOCÁRIO PARA RECICLAR O SEU LIXO ORGÂNICO DOMÉSTICO? ...
