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.

Ciclo de corte econômico ótimo em floresta ombrófila densa de terra firme sob manelo florestal sustentável, Amazônia Oriental

Este estudo teve como objetivo estimar o ciclo de corte e o estoque de colheita ótimo, no qual a taxa anual do crescimento da floresta se iguala à taxa anual de juros oferecida pelo mercado de capital. A pesquisa foi conduzida na Unidade de Manejo Florestal (UMF) da Fazenda Tracajás (02º35'53"S e 47º47'10"W), empresa Nova Era Agroflorestal, município de Paragominas, Estado do Pará, Brasil. A unidade de manejo florestal foi estratificada em classes I, II e III de estoques volumétricos, empregando-se análises de agrupamento e discriminante. Em cada classe de estoque foram instaladas aleatoriamente cinco parcelas de 100 x 100 m (1,0 ha), para medição dos indivíduos com dap > 15 cm. No centro de cada parcela foi instalada uma subparcela de 10 x 100 m (0,1 ha), para medição dos indivíduos com 5 cm < dap < 15 cm. Na classe I de estoque, os ciclos econômicos ótimos foram de 13, 12 e 8 anos; na classe II, de 18, 12 e 12 anos; e na classe III, de 22, 12 e 14 anos, a um incremento médio anual de 3,0 m³/ha/ano. Verificaram-se maiores taxas de remuneração do capital investido no manejo nos menores ciclos de corte, independentemente dos níveis de colheita do estoque comercial. Maiores incrementos anuais em volume resultaram em maiores taxas de valoração da floresta. Maiores volumes colhidos implicaram ciclos de corte mais longos numa mesma taxa de crescimento da floresta. Contudo, dentro de certos limites, maiores volumes colhidos podem resultar biologicamente em maiores taxas de crescimento do estoque remanescente. Isso ocorre, sobretudo, quando se aplicam tratamentos silviculturais.

Uma proposta para a geração de amostras aleatórias nos problemas de simulação em modelos de planejamento

Um modelo de predição do preço da celulose foi ajustado usando-se o tempo e o preço defasado como co-variáveis. A partir das estimativas dos parâmetros obtidas, foram propostas 48 possíveis tendências futuras para o preço da celulose. Posteriormente, três métodos de simulação foram usados para predizer os valores futuros definidos pelas várias tendências: M1Þ Pcel.f = µ; M2 Þ Pcel.f = µ + épsilonf, e M3 µf + épsilonf, em que m é a parte sistemática do modelo, e e f corresponde ao componente estocástico. Para as simulações foram usados o método de Monte Carlo e a distribuição triangular. Para comparar os valores simulados pelos três métodos com os conhecidos valores futuros nas várias tendências, foi usada a diferença relativa média entre os valores. No caso da ausência de tendência, os métodos M1 e M2 foram satisfatórios, apesar de o método M2 incluir distúrbios ao redor da média. No caso de haver tendência real, o método M3 teve a melhor "performance", mesmo sendo influenciado pela acurácia na predição da tendência.

Um modelo de regulação florestal e suas implicações na formulação e solução de problemas com restrições de recobrimento

Este trabalho teve como objetivo avaliar uma estratégia utilizada para geração de alternativas de manejo na formulação e solução de problemas de planejamento florestal com restrições de recobrimento. O problema de planejamento florestal foi formulado via modelo I e modelo II, assim denominados por Johnson E Scheurman (1977), resultando em problemas de programação linear inteira com 63 e 42 alternativas de manejo, respectivamente. Conforme esperado, no problema formulado via modelo I não houve violação das restrições de recobrimento, enquanto no problema formulado via modelo II algumas unidades de manejo foram fracionadas, fato já esperado, uma vez que essa formulação não assegura a integridade das unidades de manejo. Na formulação via modelo II, para assegurar a integridade das unidades de manejo foi necessário reformular o problema como um problema de programação não-linear inteira, problema esse de solução ainda mais complexa do que os de programação linear inteira. As soluções eficientes dos problemas de programação não-linear inteira esbarram nas limitações de eficiências dos principais algoritmos de solução exata e na carência de aplicações dos algoritmos aproximativos na solução desse tipo de problema, a exemplo das metaeurísticas simulated annealing, busca tabu e algoritmos genéticos, tornando-se, portanto, um atrativo para pesquisas nessa área.

Superação da dormência em sementes de Caesalpinia pyramidalis Tul

Espécies florestais com sementes duras freqüentemente apresentam consideráveis problemas para os viveiristas, porque seus tegumentos duros e impermeáveis à água dificultam e retardam a germinação. Por isso, desenvolveu-se este experimento em casa de vegetação no Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal da Paraíba, com o objetivo de determinar metodologias para superar a dormência de sementes de catingueira. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente ao acaso, com quatro repetições de 25 sementes. As sementes foram submetidas a 12 tratamentos: testemunha - sementes intactas (T1), escarificação mecânica feita manualmente com lixa nº. 80 (T2), desponte - pequeno corte na região oposta à micrópila (T3), imersão no ácido sulfúrico concentrado por 6, 8 e 10 min (T4, T5 e T6, respectivamente), imersão em água nas temperaturas de 60, 70 e 80 ºC por 1 min (T7, T8 e T9, respectivamente) e imersão em água fria por 24, 48 e 72 h (T10, T11 e T12, respectivamente). As sementes foram semeadas em bandejas plásticas com areia umedecida esterilizada. Através de avaliações diárias durante 21 dias, verificaram-se as características de porcentagem de emergência, primeira contagem de emergência, índice de velocidade de emergência, comprimento e massa seca das plântulas. Os resultados evidenciaram que os tratamentos pré-germinativos promoveram a germinação das sementes de catingueira, e a escarificação manual com lixa, imersão em ácido sulfúrico concentrado por 8 e 10 min e imersão em água a 80 ºC por 1 min revelaram ser os métodos mais efetivos.

Variações sazonais na sobrevivência e produção de biomassa de Caesalpinia pyramidalis Tul. após o corte raso e implicações para o manejo da espécie

A demanda de uso energético da vegetação da Caatinga tem gerado modificações nas paisagens e perda de diversidade biológica por insuficiência de informações sobre o manejo das espécies. Considerando o fato da estacionalidade climática ser um fator de influência na sobrevivência, ritmo biológico, rebrota e produtividade das plantas, neste estudo objetivou-se avaliar a influência da sazonalidade climática sobre a sobrevivência e a produção de biomassa de Caesalpinia pyramidalis Tul. (Caesalpiniaceae). Para tal, foram selecionados aleatoriamente 180 indivíduos de C. pyramidalis, sendo estes distribuídos em três blocos de 1ha de caatinga (60 indivíduos por bloco). O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com 6 tratamentos (sendo duas estações climáticas e três anos consecutivos de avaliação) para a avaliação da sobrevivência e com 4 tratamentos (duas estações climáticas e dois anos de medição) para a avaliação da biomassa aérea. As avaliações foram realizadas em duas estações: seca e chuvosa, sendo metade dos indivíduos de cada bloco (n = 30) submetidos à corte raso em cada uma das estações. Após o corte, a quantificação do peso fresco foi determinada em três componentes previamente definidos como lenha, estaca e graveto. As plantas foram monitoradas por 3 anos, sendo a sobrevivência anual registrada e a produção de biomassa da rebrota medida no último ano. A sobrevivência das plantas foi similar e elevada nos três anos, independente da estação climática. As plantas recém cortadas apresentaram elevado percentual de lenha e as rebrotas apresentaram elevado percentual de graveto. O tamanho inicial das plantas não esta relacionado à variação do peso fresco da rebrota. O estudo mostra que, apesar de ocorrer regeneração das plantas após corte raso, o tempo de três anos não é suficiente para recuperação da produção dos produtos madeireiros em C. pyramidalis, sendo necessário um tempo de repouso maior para um novo ciclo de corte, visando manter a produção da espécie para atender a demanda energética da população rural.

Avaliação técnica e econômica do corte mecanizado de Pinus sp. com Harvester

Neste trabalho foi avaliada a operação de corte mecanizado de Pinus caribaea hondurensis em sistema de toras curtas, utilizando-se o Harvester, no Município de Nova Ponte, MG, com base na produtividade e nos custos da atividade durante o estágio inicial de sua implantação (5 meses) e considerando-se o uso múltiplo da madeira. Na avaliação técnica foram calculados: rendimento operacional, produtividade, disponibilidade mecânica e eficiência operacional, enquanto na avaliação econômica foram calculados os custos operacionais e os custos de produção. A maior produtividade média foi encontrada no mês 5, com 22,71 m³.he-1, mês que apresentou a segunda maior disponibilidade mecânica (95,59%). A maior eficiência operacional foi encontrada no mês 3, com 83,09%. O custo operacional total do período amostrado foi de R$115,03 por hora efetiva de trabalho. Os custos fixos corresponderam a 28,59% e os variáveis, a 62,31% dos custos totais. O custo de produção foi de R$5,99.m3-1 produzido. Concluiu-se que a produtividade aumentou quando o volume médio por árvore também aumentou, que a máquina possuía potencial de melhoria no seu funcionamento e que seu custo de produção estava dentro dos padrões esperados para este trabalho.

Atributos químicos e estoques de carbono e nitrogênio em argissolo vermelho-amarelo sob sistemas agroflorestais e agricultura de corte e queima no norte do Piauí

A prática da agricultura de corte e queima tem causado a degradação do solo no Estado do Piauí, e isso tem estimulado a adoção de alternativas sustentáveis de uso da terra, como os Sistemas Agroflorestais. Este trabalho objetivou avaliar as mudanças nas características químicas e nos estoques de carbono (COT) e nitrogênio (NT) de um Argissolo Vermelo-Amarelo sob sistemas agroflorestais com seis (SAF6) e 10 (SAF10) anos de adoção, sistema com base ecológica com três anos de adoção (SE3), agricultura de corte e queima (ACQ) e floresta nativa (FN), no Norte piauiense. Foram coletadas amostras de solo nos períodos seco e chuvoso na profundidade de 0-10 cm, para a avaliação dos atributos químicos do solo e dos estoques totais de carbono (COT) e nitrogênio (NT). O SAF10 apresentou menor teor de Al+3 (0,02 cmol c dm-3). O teor de P no SAF10 (12,27 mg dm-3), no período seco, foi seis a sete vezes maior do que ACQ e FN, respectivamente. Os maiores estoques de COT e NT foram observados no período seco, respectivamente no SAF10 (48,54 Mg ha-1 e 4,43 Mg ha-1) e SAF6 (43,30 Mg ha-1 e 3,45 Mg ha-1). Os sistemas agroflorestais melhoraram a qualidade do solo e podem ser considerados como estratégia conservacionista para o Norte do Piauí.

Corte foliar e tempo de transplantio para o uso de plântulas do sub-bosque na restauração florestal

O uso de plântulas da regeneração natural tem sido recomendado como estratégia para produção de mudas visando à restauração florestal, contudo muitos aspectos técnicos desse método ainda carecem de investigação científica. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da redução da área foliar e do transplantio imediato na sobrevivência e crescimento de mudas de espécies arbóreas produzidas a partir de plântulas obtidas da regeneração natural. Plântulas de Esenbeckia leiocarpa (Rutaceae), Eugenia ligustrina (Myrtaceae) e Maytenus salicifolia (Celastraceae), obtidas em remanescente de vegetação secundária de Floresta Estacional Semidecidual em Bofete, SP, foram extraídas do solo e submetidas aos tratamentos: I) redução de 50% da área de cada folha e transplantio imediato; II) nenhuma redução de área das folhas e transplantio imediato; III) redução de 50% da área de cada folha, manutenção das plântulas em água e transplantio 24 h após a coleta; e IV) nenhuma redução de área das folhas, manutenção das plântulas em água e transplantio 24 h após a coleta. As mudas foram avaliadas com relação à sobrevivência e ao crescimento em altura, ao longo de oito meses. Os resultados evidenciaram que nem o corte das folhas ou a manutenção das plântulas dentro de recipientes com água por 24 h antes do transplantio afetaram os parâmetros avaliados. Assim, para as espécies estudadas a redução da área foliar e o transplantio imediato são desnecessários para a produção de mudas em viveiro a partir de plântulas obtidas da regeneração natural.

Avaliação da segurança e ocorrência de defeitos na operação de corte semimecanizado de florestas de eucalipto

Avaliou-se a operação de corte semimecanizado nos aspectos de segurança no trabalho de operadores de motosserra e na qualidade da madeira derrubada, visando validar as recomendações técnicas da literatura especializada. O estudo foi realizado em povoamentos de Eucalyptus grandis com idade de 9 anos plantados em espaçamento 3 x 2 m, na Estação Experimental Fazenda Água Limpa (FAL), pertencente à Universidade de Brasília. Foram estabelecidos procedimentos relativos à técnica de derrubada de árvores. O tratamento-testemunha foi executado segundo as recomendações técnicas da literatura especializada. Os demais tratamentos variaram em relação à profundidade e ângulo de execução da boca de corte e, também, à altura de execução do corte de queda das árvores. Avaliaram-se a segurança da operação, ocorrência de rachaduras de topo, formação de espetos e volume de madeira remanescente na cepa, sendo os tratamentos comparados pelo teste de Dunnett. Pelos resultados, o tratamento-testemunha mostrou-se a melhor alternativa técnica para a derrubada de árvores de eucalipto com motosserra, nos aspectos de segurança e qualidade da madeira.

Influência do sistema de corte basal de miniestacas na propagação clonal de híbrido de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus globulus subsp. maidenii

A técnica de miniestaquia permitiu o estabelecimento de florestas clonais em larga escala. Porém, pouco se avançou no seu manejo em viveiro para genótipos recalcitrantes. Assim, esse estudo teve como objetivo avaliar a influência do sistema de cortes na base de miniestacas na produção de mudas de um clone híbrido de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus globulus subsp. maidenii. Desta forma, foram realizadas três avaliações: 1) sobrevivência aos 30 dias em casa de vegetação; 2) enraizamento aos 45 dias em casa de sombra; e 3) aproveitamento final aos 60 dias na área de rustificação. O índice de enraizamento foi determinado com base no percentual de sobrevivência. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados constituído de três tratamentos: 1) miniestacas com corte na base perpendicular (testemunha); 2) miniestacas com corte na base em bisel (corte diagonal) e 3) miniestacas cortadas perpendicularmente, com três incisões longitudinais na base. Foram avaliadas quatro blocos de 228 plantas por bloco. Os resultados de enraizamento foram superiores a 80% nos melhores tratamentos e indicam que a propagação do clone via miniestaquia é viável, não apresentando comportamento recalcitrante. Os sistemas de corte basal das miniestaca em bisel e as incisões não favoreceram a formação de raízes.

METAS DE PRODUÇÃO PARA TRABALHADORES DE CORTE FLORESTAL

RESUMOA quantidade de produção por pessoa por turno de trabalho pode ser questionada pelo empregado, pelo empregador e pelos sindicatos, instituições governamentais e certificadoras. No setor florestal, o processo de determinar metas de produção, em geral, não leva em conta os fatores ergonômicos. O objetivo deste trabalho foi determinar metas de produção para atividade de corte florestal com motosserra (abate e traçamento de árvores), levando em consideração os fatores ergonômicos relacionados à atividade, como forma de prevenir danos à saúde dos trabalhadores. Os fatores ergonômicos foram avaliados utilizando a metodologia de análise ergonômica validada no meio científico. A organização do trabalho foi avaliada segundo a metodologia de análise de sistemas e estudos de tempos. Os resultados indicaram que o nível de vibração total (eixos X, Y e Z), o ambiente térmico expresso pelo Índice de Bulbo Úmido-Termômetro de Globo (IBUTG), o nível de ruído e a carga cardiovascular foram superiores aos limites recomendados para jornada de 8 h de trabalho. Os movimentos realizados pelos trabalhadores não foram enquadrados como repetitivos. As forças de compressão no disco L5-S1 da coluna vertebral foram próximas ou superiores ao limite. Com exceção do fator repetitividade, todos os fatores exigiram pausas de recuperação, sendo o nível de vibração da máquina o fator com maior exigência de tempo de pausas. A necessidade de aumentar o tempo de pausa ergonômica e diminuir o tempo de trabalho efetivo fez que a meta de produção fosse reduzida em 18%, para evitar danos à saúde do trabalhador.

Balanço energético em galpão de frangos de corte

Com o objetivo de avaliar o fluxo de energia em galpão de frangos de corte, realizou-se estudo de balanço energético após acompanhamento de oito lotes de criação, em galpão comercial da empresa Frango Sertanejo, Sertãozinho - SP. Foi quantificado o poder calorífico de cada componente envolvido no processo de produção (direto e indireto, entradas e saídas), utilizando-os posteriormente para o cálculo do coeficiente de eficiência energética. Determinaram-se os consumos de ração (kg), produção de frango vivo (kg), aves mortas/descartadas (kg), produção de cama de frango (kg), água (L), gás liquefeito de petróleo - GLP (kg), energia elétrica (kWh), combustíveis (L), mão-de-obra (hora-homem), máquinas e implementos (horas) e instalações e equipamentos (m² e horas). O fluxo líquido de energia demonstrou que a atividade possui alto consumo energético, apresentando eficiência energética de 28%. Da energia direta de entrada, 10,2% corresponde à maravalha; 0,3% às aves; 86,5% à ração; 0,8% à eletricidade, e 2,1% ao GLP, e da energia de saída, 46,7% poderia retornar na forma de biogás, por meio da biodigestão anaeróbia da cama, gerando economia, já que se deixa de adquirir GLP para consumo no galpão.

Estimativa do conforto de matrizes de frango de corte baseada em análise do comportamento de preferência térmica

Considerando o comportamento social, é sugestivo que a freqüência e a intensidade de interações agressivas, o total de coesão social e compreensão da extensão de vícios sociais possam ser utilizados para avaliação de bem-estar. Este trabalho propõe que a freqüência de utilização de determinados locais dentro do galpão possa ser usada como variável para monitorar estados de bem-estar térmico e/ou estresse das aves alojadas. A partir de dados registrados no verão de 2000-2001, esta pesquisa identificou as temperaturas críticas máximas (tc máx) de matrizes pesadas, individualmente, por meio de análise estatística da freqüência de uso de locais previamente estabelecidos, utilizando a tecnologia de identificação eletrônica. Os valores das tc máx individuais variaram de 30 &deg;C ± 0,2 ºC a 32,3 ºC ± 0,2 ºC e a temperatura crítica máxima média para o grupo foi 30,9 ºC ± 0,8 ºC.

Modelo dinâmico de simulação e otimização da força normal de reação do solo para um mecanismo de corte basal

O modelo físico foi baseado no método de Newton-Euler, sendo o mesmo desenvolvido utilizando o programa computacional científico Mathematica®. Realizaram-se várias simulações, nas quais se procurou obter a força normal de reação do solo variando velocidades de avanço (0,69; 1,12; 1,48; 1,82 e 2,12 m s-1); perfis de solo (senoidal, rampa ascendente e descendente) e altura do camalhão (0,025 e 0,05 m). Após as simulações iniciais, o mecanismo foi otimizado utilizando o programa computacional científico Matlab®, tendo como critério (função-objetivo) a minimização da força normal de reação do perfil (F N) e como variáveis de projeto os comprimentos das barras (L1y, L2, l3 e L4), altura da operação (L7), o comprimento inicial da mola (Lmo) e a constante elástica da mola (k t). A falta de robustez do mecanismo em relação à variável altura de operação foi contornada por meio do uso de mola com baixa rigidez e grande comprimento. Os resultados demonstraram que o mecanismo otimizado obteve desempenho de flutuação muito bom, em relação ao mecanismo inicial.