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Título: Combinação de dados de campo e métodos computacionais para o planejamento da exploração florestal na Amazônia
Outros títulos: Combination of field data and computational methods for forest logging planning in the amazon
Autor(es): Emmert, Fabiano
Orientador(es): Pereira, Reginaldo Sérgio
Assunto: Manejo florestal
Amazônia
Ergonomia
Sistemas de informação geográfica
Data de publicação: 12-Dez-2014
Referência: EMMERT, Fabiano. Combinação de dados de campo e métodos computacionais para o planejamento da exploração florestal na Amazônia. 2014. xv, 190 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Florestais)—Universidade de Brasília, Brasília, 2014.
Resumo: A pesquisa foi realizada em duas áreas de exploração autorizada na Amazônia Legal, uma em floresta privada no Estado do Amazonas (AM) e outra em floresta pública no Estado de Rondônia (RO). As atividades de exploração madeireira na floresta privada se basearam no sistema CELOS, usando o conjunto de operações de corte, pré-arraste (guinchamento) e arraste. Kla floresta pública, o_conjunto de operações adotou apenas corte e arraste. A intensidade da exploração planejada foi de 25,9 m3 ha‘‘ e de 25,8 m3 ha'1 na floresta privada e na pública, respectivamente! A pesquisa objetivou desenvolver modelos de planejamento da exploração florestal, combinando informações técnicas e métodos computacionais. Para isso, primeiramente, a_ exploração foi avaliada por levantamentos de campo para obter informações técnicas de cada etapa do processo de exploração. A avaliação abordou os aspectos operacionais e ergonômicos, a qualidade e os custos da exploração. Depois, os modelos de planejamento da exploração >e voltaram para a redução da quantidade de estradas, trilhas de arraste e pátios de estocagem e para promover o melhor uso dessas infraestruturas. Os resultados da avaliação da exploração mostraram que a produtividade do sistema na floresta privada foi maior do que na pública, principalmente no tocante à extração. Essa superioridade foi auxiliada pelas atividades do pré-arraste, que promoveram a distribuição favorável das toras ao longo das trilhas, elevando o desempenho da operação de arraste e diminuindo o custo dessa etapa. Perdas na intensidade planejada ocorreram durante as atividades. Essas perdas aconteceram em função das árvores ocas que estavam programadas para o corte e^não foram aproveitadas e do volume remanescente nos tocos devido à altura de corte superior ao padronizado. Quanto aos impactos causados pelas atividades de exploração, os danos ao dossel e ao solo foram significativos em ambas as áreas, embora na floresta privada, os danos ao solo tenham sido inferiores devido à menor quantidade de trilhas requerida pelo sistema de exploração. A avaliação do aspecto ergonômico mostrou que o trabalho florestal e o seu próprio ambiente podem causar prejuízos à saúde dos trabalhadores, principalmente em relação às condições térmicas e de postura corporal durante as atividades. Em relação aos modelos de planejamento desenvolvidos, a redução da quantidade total de infraestrutura foi de 16,5 % e 7,0 % na floresta privada e na pública, respectivamente. No sistema da floresta privada, as reduções se destacaram nas trilhas de arraste e no número de pátios de estocagem. Para os pátios, os modelos de planejamento promoveram maior capacidade e igualdade no volume de armazenamento entre eles, demonstrando maior aproveitamento dessa infraestrutura. Na floresta pública, os resultados dos modelos de planejamento foram mais eficientes na redução de trilhas de arraste. Isso mostrou a necessidade de melhorias e adequações nos modelos para a redução dos outros elementos de infraestruturas desse sistema de exploração. De maneira geral, os modelos propostos foram ágeis para o planejamento das infraestruturas de exploração, gerando os resultados em poucas horas. Além disso, os modelos executados automaticamente em SIG, eliminaram o tempo gasto na vetorização manual de estradas, trilhas e pátios. Contudo, os resultados sugerem que o sistema de exploração da floresta privada procede operacionalmente melhor e causa menos danos. Além disso, grande parte esses danos são diminuídos ainda mais com os modelos de planejamento desenvolvidos. Portanto, o sistema da floresta privada mostra-se mais promissor na exploração autorizada, embora esses resultados necessitam de replicação e verificação em outras áreas. Adicionalmente, os benefícios reais da aplicação desses métodos computacionais podem ser conhecidos na prática e facilmente adotados por qualquer empresa com capacidade de mapeamento baseado em SIG e dados de campo. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT
The research was performed in two areas of authorized logging in the Brazilian Legal Amazon one in a private forest in Amazonas State (AM) and the other m a public forest in the State of Ronddma (RO). Logging activities in the private forest were based on the CELOS system that uses felling, winching, and skidding operations. In the public forest, the operations adopted were felling and skidding only. Planned logging intensities were 25.9 m3 ha'- and 25.8 m3 ha'- in private and public forest, respectively. The research aimed to develop logging planning models that combined technical information and computational methods. To accomplish that, the logging operation was first evaluated by field surveys to obtain technical information about each step of the logging process. The evaluation comprised data collection of ergonomic and operational aspects, quality, and costs of logging. After that, computer-based logging planning models were designed to reduce the amount of roads, skid trails and landings, and to promote a better use of this infrastructure. The evaluation of the exploration showed that the productivity of the system adopted in the private forest was higher than the system adopted in the public forest, mainly with regard to extraction step. This higher productivity was a result of the winching procedure, which promoted a more favorable distribution of the logs along the skid trails, increasing the performance of the skidding operation, thereby decreasing the costs of this step. Losses in the volume extracted per hectare also occurred. These losses resulted from hollow trees that were not serviceable and from the remaining volume left on the stumps due to higher than optimal cutting plane. As for the impacts caused by the activities of logging, damages to the canopy and soil were significant in both areas, although in private forest the damage to the soil were inferior due to the lower amount of trails required in the operating system. The ergonomic assessment showed that working conditions in the forest might affect the health of workers, mainly because of thennal exhaustion and body postural conditions during activities. The computer-based planning models developed reduced the total amount of infrastructure by 16.5 % and 7.0 % in private and public forest, respectively. In the system adopted in the private forest, the largest reductions were on the trails and in the number of landings. The models generated the smallest amount of landings that were necessary to store the extracted logs while also decreased the variability in the volume stored between landings, thus optimizing the use of this infrastructure. In the public forest, the models were more efficient in reducing skid trails but not roads and landings. Thus, there is room to improve the models in order to further reduce the other infrastructure elements of this operating system. Overall, the proposed computer-based algorithms were fast for planning the infrastructure of logging and generated the results in a few hours of processing. In addition, the models run automatically in a GIS. eliminating the time spent on manual drawing of roads, trails, and landings. Overall, our results suggest that the logging system adopted in the private forest is operationally better and cause less damage. Moreover, these damages can be further reduced by using computer-based infrastructure planning models. This system seems to be more promising than the one adopted in the public forest, although these results need to be replicated and verified in other sites. Additionally, the real benefits of this computer-based application can be known in practice because these methods can be easily adopted by any company with a GIS and field-based mapping capability.
Informações adicionais: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2014.
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