Metaheurística Simulated Annealing para solução de problemas de planejamento florestal com restrições de integridade

Os objetivos deste trabalho foram desenvolver e testar a metaheurística SA para solução de problemas de gerenciamento florestal com restrições de integridade. O algoritmo SA desenvolvido foi testado em quatro problemas, contendo entre 93 e 423 variáveis de decisão, sujeitos às restrições de singularidade, produção mínima e produção máxima, periodicamente. Todos os problemas tiveram como objetivo a maximização do valor presente líquido. O algoritmo SA foi codificado em liguagem delphi 5.0 e os testes foram efetuados em um microcomputador AMD K6II 500 MHZ, com memória RAM de 64 MB e disco rígido de 15GB. O desempenho da SA foi avaliado de acordo com as medidas de eficácia e eficiência. Os diferentes valores ou categorias dos parâmetros da SA foram testados e comparados quanto aos seus efeitos na eficácia do algoritmo. A seleção da melhor configuração de parâmetros foi feita com o teste L&O, a 1% de probabilidade, e as análises foram realizadas através de estatísticas descritivas. A melhor configuração de parâmetros propiciou à SA eficácia média de 95,36%, valor mínimo de 83,66%, valor máximo de 100% e coeficiente de variação igual a 3,18% do ótimo matemático obtido pelo algoritmo exato branch and bound. Para o problema de maior porte, a eficiência da SA foi dez vezes superior à eficiência do algoritmo exato branch and bound. O bom desempenho desta heurística reforçou as conclusões, tiradas em outros trabalhos, do seu enorme potencial para resolver importantes problemas de gerenciamento florestal de difícil solução pelos instrumentos computacionais da atualidade.

Estratificação vertical em floresta ombrófila densa de terra firme não explorada, Amazônia Oriental

Este estudo foi conduzido na Unidade de Manejo Florestal (UMF) da Fazenda Tracajás (02º35'53"S e 47º47'10"W), no município de Paragominas, Estado do Pará, Brasil, e teve como objetivo a estratificação vertical da floresta ombrófila densa de terra firme não explorada, empregando-se análises de agrupamento e discriminante. A floresta foi estratificada em três áreas homogêneas, denominadas classes I, II e III de estoques volumétricos. Em cada classe de estoque volumétrico foram instaladas, aleatoriamente, cinco parcelas de 100 x 100 m (1,0 ha) cada uma, cujas alturas totais de árvores individuais com dap > 15 cm foram utilizadas na estratificação vertical da floresta. As árvores individuais foram organizadas em ordem crescente de altura total e classificadas em classes de 1 m de amplitude, desde a altura total mínima até a altura total máxima. Elaborou-se uma matriz X de altura total, em que cada variável x ij representou a altura total da i-ésima árvore classificada na j-ésima classe de altura total. A matriz X foi utilizada como input nas análises de agrupamento e discriminante. A aplicação da análise de agrupamento, utilizando o método de Ward, resultou em agrupamentos hierárquicos e seqüenciais das classes de altura em estratos de altura total (inferior, médio e superior). A análise discriminante, utilizando o método de Fisher, evidenciou que a classificação foi 100% correta. A subdivisão da estrutura vertical da floresta em estratos de altura total com o emprego da análise multivariada mostrou-se um método eficiente e exeqüível de estratificação vertical de florestas ineqüiâneas.

Análise da madeira do Pinus oocarpa parte II: caracterização estrutural da lignina de madeira moída

Este estudo caracterizou a Lignina de Madeira Moída (LMM) proveniente de Pinus oocarpa cultivado na região do Cerrado brasileiro. A LMM foi isolada e analisada por meio das espectrometrias no infravermelho com transformada de Fourier (IVTF), de ressonância magnética nuclear do próton e carbono-13 e por intermédio de métodos químicos de análise por via úmida. A LMM apresentou uma fórmula mínima igual a C9H9,2O2,6(OCH 3)0,8 e massas molares médias em massa (Mw) e numérica (Mn) de 3.969 e 1.133 Da, respectivamente. A LMM dessa madeira se enquadra dentro das ligninas típicas de coníferas.

Regeneração natural em um fragmento de floresta estacional semidecidual em Viçosa, Minas Gerais

O levantamento da regeneração natural das espécies arbóreas em diferentes toposseqüências foi realizado em uma área de aproximadamente 40 ha, localizada no Município de Viçosa, MG, que se encontra nas coordenadas 20º 45' S e 42º 55' W e está preservada desde 1965. A altitude, na área de estudo, apresenta uma cota mínima de 730 m e uma máxima de 870 m, sendo o solo predominante o Latossolo Vermelho-Amarelo álico, com vegetação de Floresta Estacional Semidecidual. Na amostragem de 1,0 ha foram locadas 40 subparcelas de 25 m² (5 x 5 m), em 40 parcelas de 10 x 25 m, utilizadas anteriormente em um levantamento fitossociológico das espécies adultas. Essas subparcelas estão distribuídas nas toposseqüências que apresentam áreas diferenciadas e o número de subparcelas foi proporcional à área. Plano (5,07 ha -5 subparcelas), encosta (13,2 ha - 15 subparcelas), ravina (17,28 ha - 17 subparcelas) e topo (2,43 ha - 3 subparcelas). Os indivíduos amostrados foram incluídos em três classes: a classe 1 contemplou indivíduos com altura (H) 1,0 < H < 2,0 m; a classe 2 com 2,0 < H < 3,0 m e a classe 3 com H > 3,0 m. O nível de inclusão foi de CAP < 15,0 cm. Foram amostrados 957 indivíduos, pertencentes a 30 famílias, 72 gêneros e 91 espécies, das quais 31 estavam representadas nas três classes de tamanho. Esse resultado permite dizer que, possivelmente, essas espécies estarão presentes na floresta futura. As espécies com melhor desempenho no que diz respeito à regeneração natural total por classe de altura foram: Psychotria sessilis, Siparuna arianeae, Anadenathera macrocarpa, Nectandra saligna, Piptadenia gonoacantha, Nectandra rigida, Bauhinia forficata, Psycotria carthagenensis, Miconia pusilliflora e Mollinedia floribunda. As espécies Psycotria sessilis e Siparuna arianeae, com 254 e 76 indivíduos, respectivamente, chamam a atenção por sua presença agressiva no processo de regeneração, por serem típicas do sub-bosque. Pela análise de correspondência realizada nas toposseqüências, foi visto que a ravina e o plano tiveram maior similaridade florística do que as demais, possivelmente pela semelhança, no que diz respeito ao ambiente.

Otimização do layout de marcenarias no sul do espírito santo baseado em parâmetros ergonômicos e de produtividade

Este estudo foi realizado em três marcenarias no sul do Estado do Espírito Santo, com o objetivo de analisar o layout e propor mudanças que otimizem o funcionamento harmônico entre o local de trabalho e o trabalhador, considerando-se fatores ergonômicos, fluxo de produção e produtividade. A coleta de dados foi feita analisando-se as condições do ambiente de trabalho (clima, ruído, iluminação) e aplicando uma entrevista para avaliar as condições gerais e de segurança no trabalho. O layout foi avaliado por medições, observação da sequência de trabalho nas máquinas e aplicação do software AutoCAD 2000. Os resultados indicaram que o Índice de Bulbo Úmido e o Termômetro de Globo estavam de acordo com a Norma Regulamentadora nº 15 (atividade moderada), sendo de 26,38 ºC, em média. Os níveis médios de ruído foram de 87,48 dB (A), acima do permitido para uma jornada de 8 h diárias (NR 15). A luminosidade média, encontrada em duas marcenarias, ficou acima da faixa de iluminação mínima recomendada para esse trabalho de maquinarias (NBR 5413/92). Todas as marcenarias tinham disposição desordenada do maquinário em razão da sequência lógica de trabalho, presença de pilastras e resíduos na área útil e de passagem, piso desnivelado, falta de rampas para acesso aos galpões, manutenção de máquinas e equipamentos de forma incorreta, falhas no telhado e ausência de bancadas para facilitar a adoção de uma melhor postura durante o manuseio das peças.

Dinâmica da cobertura vegetal (1980-2004) em um projeto de produção florestal, nos municípios de Bugre e Ibapa, MG

O objetivo principal do trabalho foi analisar a dinâmica da estrutura da paisagem em um projeto de produção florestal, entre os anos de 1980 e 2004, enfatizando-se as alterações ocorridas na paisagem após a implantação de talhões de eucalipto. A área de estudo compreendeu os limites do projeto de produção florestal Macedônia, localizado nos Municípios de Bugre e Ipaba, região leste do Estado de Minas Gerais. O mapeamento do uso da terra referente ao ano de 1980 foi realizado por meio da interpretação visual de um mosaico de fotografias aéreas. Para o mapeamento do uso da terra referente ao ano de 2004, foi empregada uma imagem multiespectral do satélite Quickbird. A caracterização quantitativa da estrutura da paisagem foi descrita utilizando-se índices de ecologia da paisagem. Constatou-se que os plantios de eucalipto foram implantados em áreas de pastagem arborizada (45,2 %) e pastagem limpa (46,9%). Essas duas classes foram as que mais tiveram seu uso alterado; elas deram lugar principalmente a florestas nativas (15,6%). Constatou-se que, dos 938,6 ha das florestas nativas em 1980, 846,42 ha mantiveram inalteradas as respectivas áreas. A conectividade entre as reservas florestais nativas também diminuiu, de 165,04 m de distância mínima média entre elas em 1980 para 15,86 m no ano de 2004. O manejo integrado da propriedade alterou positivamente a estrutura da paisagem, alterando também o uso predominante destinado à produção de madeira e à preservação e conservação da biodiversidade.

Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit (Fabaceae): invasora ou ruderal?

A utilização de espécies exóticas em plantios de recuperação de áreas degradadas tem sido condenada com base no argumento de que tais espécies podem se comportar como invasoras e contaminar os ecossistemas naturais ao redor das áreas onde forem plantadas. Leucaena leucocephala (leucena) é espécie leguminosa exótica que tem sido frequentemente cultivada no Brasil para recuperação florestal, uma vez que apresenta simbiose com bactérias fixadoras de nitrogênio, melhorando a fertilidade dos solos. O potencial de invasão e persistência da leucena foi analisado a partir de um plantio misto, efetuado em 1983 em terreno com afloramento rochoso, parte do mosaico de uma paisagem dominada por matriz agrícola, com alguns fragmentos remanescentes de floresta estacional semidecidual e plantios arbóreos diversos. Em uma área de 200 ha, cada uma das 11 unidades do mosaico foi amostrada por meio de seis parcelas de 16 x 3 m (48 m²), em que foram identificados e medidos (DAP) todos os indivíduos de espécies arbóreas (altura mínima de 50 cm), para verificar se a área ocupada pela espécie está se expandindo. Na área em que foi utilizada leucena no plantio, analisou-se a estrutura da comunidade, com base na distribuição dos indivíduos em classes de tamanho, para verificar se a proporção da espécie exótica tende a aumentar com o tempo, configurando a persistência no ecossistema. Uma vez que nenhum indivíduo de L. leucocephala foi registrado entre os 4.599 amostrados além dos limites da área onde a espécie foi plantada, a conclusão é de que a espécie não está se comportando como invasora de ecossistemas naturais nessa condição ambiental, enquadrando-se melhor como ruderal. A análise da comunidade em regeneração sob as árvores plantadas evidenciou que a proporção da espécie exótica, que é intolerante à sombra, tende a diminuir com o tempo, ainda que lentamente, perdendo espaço para espécies nativas tolerantes, que poderão ocupar o dossel no futuro.

Tratamento de ruídos e caracterização de fisionomias do Cerrado utilizando séries temporais do sensor MODIS

O Cerrado é formado por um mosaico de fisionomias campestres, savânicas e florestais que possuem um típico ciclo fenológico. Nesse contexto, os dados do MODIS fornecem medidas diárias que permitem monitorar a sazonal fenologia da vegetação. O objetivo deste trabalho foi caracterizar formações savânicas, formações florestais e áreas de cerrado convertido pela ação antrópica, utilizando séries temporais de NDVI e EVI do sensor MODIS, após a suavização de ruídos. A metodologia adotada pode ser subdividida nos seguintes passos: (a) confecção do cubo temporal com NDVI e EVI, onde o perfil em z corresponde à assinatura temporal, (b) tratamento do ruído e (c) detecção das assinaturas temporais. A Transformação pela Fração Mínima de Ruído (MNF) foi aplicada para suavizar ruídos contidos nas séries temporais. Os resultados indicaram que os valores de NDVI foram maiores que os valores de EVI e existiu relação com as estações do ano. As formações florestais foram as que apresentaram maiores valores de NDVI e EVI, possuindo ainda as menores variações entre as estações. As áreas convertidas apresentaram os menores valores dos dois índices, tendo grande queda em seus valores no início da estação seca, provavelmente por se tratar do período de colheita. O estudo concluiu que as séries temporais NDVI e EVI são úteis na diferenciação dos tipos de vegetação.

Solos, manejo e aspectos hidrológicos na bacia hidrográfica do Araújos, Viçosa - MG

Ao comparar dados passados com os atuais a respeito da vazão no ribeirão São Bartolomeu, Viçosa-MG, percebe-se uma desregularização nas últimas décadas. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência das características físicas dos solos (Latossolo Vermelho-Amarelo - LVA e Argissolo Vermelho - PV) sob pastagem e a implantação de práticas de manejo e conservação de solo e água no comportamento hidrológico em uma microbacia do ribeirão São Bartolomeu. Na microbacia foi realizado o monitoramento da precipitação, vazão do curso d'água e nível de água dos lençóis freáticos antes e após a implantação de técnicas de manejo e conservação. O teor de argila dos solos foi maior no LVA em comparação ao PV, não indicando correlação com os resultados de densidade e porosidade do solo, mas influenciando na retenção de água no solo e na condutividade hidráulica, onde, no LVA a retenção de água foi maior do que no PV. A variação do lençol freático foi mais sensível na área do PV, resultado associado às características físicas deste solo e às técnicas de manejo implantadas. Como resultado a vazão mínima de 2004 foi de 188 L min-1, que em comparação com a vazão mínima de 2002 de 80 L min-1, indica um acréscimo de 108 L min-1 (135%) o que confirma uma tendência da ação positivas das técnicas de conservação no abastecimento do lençol freático associado a importância de se conhecer as características do solo, o uso a que está sendo submetido e sua relação com o ciclo hidrológico.

Similaridade florística das florestas superomontanas no domínio Atlântico, Brasil

Este estudo teve como objetivos avaliar a similaridade florística do componente arbóreo de 39 remanescentes de florestas superomontanas no domínio atlântico, Brasil, e analisar a influência de variáveis geográficas e climáticas sobre os padrões observados. Foi utilizada uma matriz binária de presença e ausência das espécies arbóreas compiladas dos 39 levantamentos florísticos e fitossociológicos. Para conhecer a relação da composição florística das áreas com variáveis ambientais e espaciais, foram extraídas as coordenadas geográficas e os dados climáticos de cada área. Com o objetivo de avaliar a similaridade florística dos remanescentes, foi utilizado um dendrograma e, para determinar a influência de variáveis ambientais e espaciais sobre os padrões florísticos, foi utilizada a análise multivariada NMDS. O dendrograma e a NMDS demonstraram a formação de agrupamentos, predominantemente entre remanescentes localizados em uma mesma unidade fitogeográfica. Observou-se a existência de um gradiente ambiental ligado às condições climáticas. Em áreas com maiores valores de sazonalidade térmica, amplitude térmica anual, precipitação, latitude e longitude, ocorreram florestas superomontanas com matriz ombrófila e, em áreas com maiores valores de temperatura média, amplitude térmica diária, isotermalidade, sazonalidade da precipitação e temperatura mínima no mês mais frio, ocorreram predominantemente florestas com matriz estacional.

Germinação de sementes de Melanoxylon brauna schott em diferentes temperaturas

Os objetivos deste trabalho foram investigar o efeito da temperatura sobre a germinação de sementes de Melanoxylon brauna e identificar as temperaturas cardinais de germinação, bem como avaliar a eficiência do teste de condutividade elétrica para determinação das temperaturas cardinais. Para tanto, foram realizados três ensaios. No primeiro, foi feita a determinação das curvas de embebição, em cada temperatura (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 e 45 ºC); as sementes foram pesadas a cada 2 h, por um período de 12 h e após a cada 12 h até a protrusão radicular de 50% das sementes, ou até 120 h quando na ausência de germinação. No segundo ensaio, para identificar as temperaturas cardinais, as sementes foram mantidas sob cada temperatura, por 10 dias, em câmara tipo BOD, sob luz constante. No terceiro ensaio, foi realizado um teste de condutividade elétrica com as sementes incubadas por períodos de 24, 48 e 72 h de embebição em cada uma das temperaturas e, em seguida, colocadas em erlenmeyers com 75 mL de água deionizada a 25 ºC, por 24 h, para posterior leitura da condutividade elétrica. É mais criterioso recomendar faixas de temperaturas para germinação do que temperaturas pontuais. As temperaturas cardinais (teóricas) para a característica porcentagem de germinação são: 12,3 ºC - mínima, 30,0 ºC - ótima (teórica) e 42,7 ºC - máxima. As faixas de temperatura considerando todas as variáveis investigadas são: 12,1-12,6 ºC (mínima); 30,0-35,8 ºC (ótima); e 42,4-43,0 ºC (máxima). A espécie apresenta grande amplitude de germinação com relação à temperatura, sendo verificada a germinação na faixa de 12,0 a 42,0 ºC. O teste de condutividade elétrica foi eficiente para avaliar o efeito da temperatura sobre as sementes e, nesse teste, a temperatura ótima é de 27,0 ºC..

Regionalização de vazões com base em modelo digital de elevação para a bacia do Rio Paraíba do Sul

A regionalização de vazões tem sido realizada com o objetivo de disponibilizar informações hidrológicas em locais sem dados ou com poucas informações disponíveis, porém a determinação das características físicas das bacias de drenagem para cada local de interesse limita consideravelmente a aplicação dos resultados de um estudo convencional de regionalização de vazões. Uma das soluções para esse problema é a automação do processo de delimitação de bacias, utilizando-se de modelo digital de elevação hidrologicamente consistente (MDEHC). O objetivo principal deste trabalho foi a regionalização de vazões máxima, mínima e média de longo período e da curva de permanência para a bacia hidrográfica do Rio Paraíba do Sul, a montante da cidade de Volta Redonda, com base em um MDEHC. O modelo digital de elevação mostrou-se hidrologicamente consistente, possibilitando, assim, a determinação automática das características físicas da bacia. Foram identificadas quatro regiões hidrologicamente homogêneas e obtidas equações de regressão em que a área de drenagem e o comprimento do curso d'água principal se caracterizaram como as variáveis mais expressivas para a representação das diversas variáveis e funções regionalizadas.

Análise espacial da precipitação pluviométrica no Estado de São Paulo: comparação de métodos de interpolação

O objetivo deste trabalho é comparar três interpoladores univariados: inverso do quadrado da distância, curvatura mínima e krigagem ordinária usando observações de precipitação pluvial média anual de 1.027 postos pluviométricos abrangendo todo o Estado de São Paulo, representando área de 248.808,8 km² (2,91% do território nacional), no período de 1957 a 1997. Os mapas de variabilidade espacial não apresentaram grandes diferenças visuais; entretanto, quando a estatística quadrado médio do erro foi calculada para cada técnica, confirmou-se a grande vantagem em usar o interpolador ótimo de krigagem. A diferença entre os valores observados e estimados pela krigagem foi muito menor do que para os outros dois métodos, indicando ser esse o interpolador a ser usado na distribuição espacial de precipitação pluvial média anual para os dados em estudo.

Aerodinâmica de leitos vibrofluidizados: uma revisão

Aplicações da vibração mecânica com o intuito de facilitar a fluidização e aumentar as transferências de calor, massa e quantidade de movimento são processos comumente utilizados nas agroindústrias, que atualmente encontram suas aplicações no processamento de partículas difíceis de fluidizar. Equações e dados experimentais encontrados na literatura das características aerodinâmicas de leitos vibrofluidizados são apresentados e discutidos, ressaltando o efeito da vibração no leito.

Desenvolvimento de um dispositivo eletrônico para calibração de sensores de umidade do solo

Com o advento da eletrônica e a disponibilidade de "software" de processamento, vários tipos de transdutores têm sido testados, visando à determinação da umidade do solo. O uso desses transdutores tem por objetivo a otimização do consumo de água e o conseqüente retorno econômico da atividade da agricultura irrigada. No Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal do Ceará, construiu-se um dispositivo para calibração de sensores de umidade do solo, a sua calibração e a determinação de suas principais propriedades, como precisão e cargas mínima e máxima. O dispositivo consistiu numa torre em aço 1020, com 3,0 m de altura, no topo da qual se montou uma balança de braços. Em um dos braços da balança, colocou-se uma amostra de solo para a inserção dos sensores de umidade e, no outro, uma célula de carga para medir a variação de massa de água na amostra de solo. Foi implementado um circuito eletrônico para permitir a interface da célula de carga com um sistema de aquisição de dados. A análise de regressão, cuja variável dependente foi a saída da célula de carga, e a independente, a massa à qual a balança foi submetida, mostrou-se linear entre 1 kg e 50 kg, com coeficiente de determinação de 0,99995 e coeficiente angular de 0,09198 mV g-1. O dispositivo pode ser utilizado para calibração de sensores de umidade do solo com sensibilidade correspondente à variação de 12,28 mL de água e cargas mínima e máxima para as amostras de solo variando entre 1 e 50 kg.