A1 Resistência ao Vento e Danos Mecânicos

Tópico

Os danos mecânicos causados ​​pelo vento começam quando o vento empurra o caule e os ramos da planta. Essa pressão se traduz em uma força de arrasto que aumenta com a velocidade do vento e com a maior área frontal que a planta expõe ao fluxo de ar. A força de arrasto dobra o caule e os ramos, e essa flexão gera tensão de flexão no tecido lenhoso do caule: quanto maior a força de arrasto, maior a tensão de flexão que o caule deve suportar.

A tensão de flexão que o caule suporta é constantemente comparada à resistência do material lenhoso que compõe o caule e os ramos. Enquanto a tensão de flexão permanecer abaixo da resistência do material lenhoso, o caule se dobra e retorna à sua posição original por meio de uma deflexão elástica recuperável, de modo que o dano mecânico não deixa uma marca permanente. Se, em um único evento de vento forte, a tensão de flexão exceder um limite igual à resistência do material lenhoso, o caule sofre uma fratura do tronco: o tecido lenhoso se rompe repentinamente e sua continuidade é interrompida. Se, por outro lado, a tensão de flexão permanecer abaixo desse limiar, mas se repetir em eventos eólicos sucessivos, o tecido lenhoso acumula fadiga. Essa fadiga faz com que a resistência da madeira diminua gradualmente até que mesmo uma tensão de flexão moderada seja suficiente para causar a fratura do tronco.

Para reduzir a força de arrasto imposta pelo vento, a planta responde de forma adaptativa, diminuindo a área frontal exposta ao fluxo de ar por meio da reconfiguração aerodinâmica de seus ramos e folhas, que se dobram e se alinham na direção do vento. Ao reduzir a área frontal, a força de arrasto exercida pelo vento sobre a planta diminui, resultando em menor tensão de flexão no caule e fechando a ligação entre a resposta da planta e a força de arrasto que a causou.

Juntamente com a reconfiguração aerodinâmica, a planta também responde aumentando o diâmetro basal do caule por meio de um processo de tigmomorfogênese, desencadeado pelo atrito mecânico do vento sobre o caule, e produzindo madeira mais densa no tecido lenhoso. Tanto o maior diâmetro basal quanto a maior densidade da madeira aumentam a resistência do material lenhoso no caule. Portanto, a mesma tensão de flexão que anteriormente se aproximava do limiar de fratura do tronco agora fica abaixo desse limiar, restaurando a margem de segurança da resistência do material lenhoso contra eventos eólicos subsequentes.

Dentro da planta, quando o solo que sustenta seu sistema radicular está saturado de água, a resistência do material lenhoso do caule deixa de ser o fator determinante no dano mecânico. Nesse caso, a força de arrasto transmitida pelo caule é transferida para o sistema radicular, e o solo saturado causa o desenraizamento das raízes, no qual toda a planta é levantada do solo, em vez de uma fratura do tronco. O desenraizamento das raízes funciona, portanto, como uma alternativa à fratura do tronco quando o solo saturado priva o sistema radicular do suporte necessário para resistir à força de arrasto.

Em resumo, a deflexão elástica recuperável, a fratura do tronco, a fadiga do material e o desenraizamento das raízes são os vários resultados possíveis de danos mecânicos induzidos pelo vento na planta. As respostas adaptativas da planta — reconfiguração aerodinâmica, que reduz a área frontal e, portanto, a força de arrasto, juntamente com a tigmomorfogênese e o aumento da densidade da madeira, que aumentam a resistência do material lenhoso — determinam se a planta consegue manter a tensão de flexão abaixo de seus limites de dano ou se, ao contrário, os danos mecânicos induzidos pelo vento resultam em fratura do tronco ou desenraizamento das raízes.

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