Fuegos de Vegetación Definición y Características

Transcripción

1 Modulo 3. Aspectos Ecológicos I: El fuego y los componentes del ecosistema. Fuegos de Vegetación Definición y Características Ing. Agr. Carlos Kunst PhD. INTA EEA Santiago del Estero 1 de 35

2 Sitio Argentino de Producción Animal CO2 + H2O C6H10O5+ O2 CO2 H2O Calor Combustión 2 de 35 Fotosíntesis

3 Fuego Fotosíntesis Fotosíntesis = Endotérmica C 6 H 10 O 5 +O 2 CO 2 + H 2 O + O ±40 o C Calor/ Energía Combustión = Exotérmica 3 de 35

4 Combustión = Oxidación = Degradación de MO en Suelos Liberación de Calor menos Espectacular 4 de 35

5 Resinas, Ceras Descomposición de Celulosa Gases Enfriamiento o C Combustión de carbón 500 o C Destilación Combustión o C Agua Precalentamiento 300 o C Combustible total Combustible disponible Combustible residual Suelo 5 de 35

6 Cantidad de Calor = Intensidad de Fuego I = k * CC * VA Especie Organo Estado k k = Poder Calorifico o Calor de Combustión Panicum maximum hojas hojas madurez vegetativo Cantidad de Calor por Gr de Sustancia [kj.kg-1] Pappophorum pappipherum Prosopis nigra hojas -- madurez de 35

7 Composición química y poder calorífico de combustibles vegetales Celulosa Lignina Cenizas Sustancias Hemicelulosa Materias varias y extractivos solubles en agua o solventes orgánicos (ej. resinas, ceras) Composición química (Porcentaje sobre materia seca) Acículas de pino 35-44% % 37-47% -- Madera de pino % % % 2-15% 1-4 % Poder calorífico inferior1 kcal.kg Variable 7 de 35

8 CC = Cantidad de Combustible =Acumulación Crecimiento Anual f (Lluvias, Temperatura, Suelos, Especie) Falta de Disturbios ej. No pastoreo Intervencion Humana (Ej. Desmontes) Heladas, Sequías Acondicionamiento Desarrollo Natural: Vejez, Estancamiento 8 de 35

9 Sitio Argentino de Producción Animal Acumulación / Producción 9 de 35

10 Sitio Argentino de Producción Animal 10 de 35

11 Combustible Disponible Combustible Total Porque? 11 de 35

12 Combustión: Porque es Importante el Agua? Calor Especifico: Calor necesario para aumentar 1 o C un gramo de agua Agua Sustancia Aluminio Cobre Bronce Oro Plomo Agua ce en J/gm K [a 20 o C] 12 de 35

13 Contenido de Agua Fuentes: Lluvia Agua del Suelo Rocio HR (%) < 30 HC (%, seco) de 35

14 Diaria Sitio Argentino de Producción Animal 14 de 35

15 Características Combustibles y Combustión Biologicas (vivo, muerto, relacion vivo/muerto, Podrida, No podrida) Fisicas (Carga Total, Potencial, Disponible) Densidad Aparente (Masa/Volumen) Relacion Superficie/Volumen (Transferencia de Calor) Ubicación: Superficie, Aereos Continuidad (Proximidad) 15 de 35

16 Contenido de Agua y Combustibles Combustibles Vivos Fisiologia y Fenologia Clima Especie, Ciclo Organo Planta Sitio : Suelo, Exposicion Combustibles Muertos Tamaño Clima Estado (ej. Podrido) Sitio Cobertura 16 de 35

17 Clasificación de Combustibles Diámetro: Fino, Mediano y Grueso 0-0,6cm 0,5 2,5 cm 2,5 7,5 cm Forma de Vida: Herbaceas Arbustos, Leña, Residuos 17 de 35

18 Transferencia de Humedad [Trasferencia de Calor] f(superficie/volumen): Tiempo de Retardo (Lagtime) Contenido de Agua Lagtime Troncos Pasto Seco 18 de 35

19 Combustibles Medianos, Variacion Estacional 30/6/00 12/7/00 29/8/00 13/9/00 5/10/00 17/11/ /12/00 7/2/01 13/3/01 10/4/01 9/5/01 11/7/01 31/7/01 Contenido de agua (%) Precipitacion (mm) Fechas Pp Aca fur Asp queb 19 de 35

20 Temporada de Fuego 150 Heladas Temporada de Fuego Precipitación (mm) 100 HR < 40 % Ene Feb Mar Abr Dic Oct Nov Set Jul Ago May Jun Meses E F M A M J J A S O N D Meses 20 de 35 Temperatura ( ºC)

21 Viento: Acelera Provisión de Oxigeno, Seca, Arrastra Pavesas Sitio Argentino de Producción Animal Otros Factores: Temperatura del Aire: Aumenta Velocidad de la Reacción de Oxidación, Acondiciona Combustible 21 de 35

22 Transmisión de Energia/Calor 22 de 35

23 Transmisión de Calor: otra Visión Radiación Conducción Conveccion 23 de 35

24 Efectos Fuego: Calor = Temperatura [Cambios] 24 de 35

25 Comportamiento del Fuego Forma, Manera en que el Fuego Libera la Energía Son los 2 Fuegos Iguales? Efectos? Control? 25 de 35

26 200 Sitio Argentino de Producción Animal Temperatura Suelo Fuego en Pastizales Campo Experimental La María, 2005 Temperatura (ºC) Tiempo (seg) prom 0 cm prom -1cm 26 de 35

27 Fuego como Disturbio: Intensidad (Magnitud/ Dosis, Temperatura) Severidad (Efecto) Frecuencia (Veces en el Tiempo) Intervalo de Retorno (Veces en el Espacio) 27 de 35

28 Magnitud: Intensidad - Severidad I (kw/m) = 258*LL 2,17 Intensidad I (kw/m) = k*cc*va Severidad 28 de 35

29 Intensidad Intensidad del frente de fuego (kw/m) Largo de llamas (m) Características Fuegos fríos. Control mediante herramientas manuales. Fuegos prescriptos bajo dosel Fuegos calientes. Control mediante cortafuegos y maquinaria. Fuegos prescriptos en pastizales. mas de 2800 más de 3 Fuego en árboles ( coronamiento ). Control díficil. No ataque directo. 29 de 35

30 Magnitud: Severidad Grado de Alteración en el Ecosistema Consumo de Combustibles Altura, Porcentaje de Chamuscado de Copa Efecto sobre el Suelo 30 de 35

31 Predecir Efectos del Fuego Fuego como Herramienta Tipo de Vegetación [Comunidad Vegetal] Condiciones Ambientales [HR, Estación del Año, Especie, etc.] Tipo de Combustibles [Grueso, Fino] Consumo de Combustibles [Fino ~ intensidad, Grueso ~ Severidad ] Patrón de Ignición y Tipo de Fuego 31 de 35

32 Clasificación Efectos del Fuego Directos/Indirectos Orden: 1er orden (corto plazo, ej. milésimas de segundo) 2do, 3er y n.. Orden (mediano y largo plazo) 32 de 35

33 Control y Manejo [Fuego Prescripto] = Contenido de Agua Combustibles = Clima 33 de 35

34 Modelos de Combustibles Tipo, Características y Disposición de los Combustibles: Predicen 34 de 35

35 Conclusiones Fuego: Combustión Reacción Química Exotérmica Contenido de Agua Factor Determinante en Combustión Combustibles Vegetales Efectos del Fuego dependen de Energía Liberada y Absorbida Comportamiento del Fuego (Intensidad, Severidad) útil p/predecir Efectos y Manejo 35 de 35