Geração de padrões ótimos de corte através de algoritmos de traçamento aplicados a fustes individuais

No presente trabalho descreve-se uma metodologia de otimização do corte ou traçamento de árvores para obtenção de multiprodutos em nível de fustes individuais. A geração dos padrões ótimos de corte foi realizada através de dois módulos: 1) um algoritmo heurístico que identifica os cortes potenciais (números úteis), que devem ser avaliados ao longo do fuste; e 2) um algoritmo com base na programação dinâmica (PD), que determina a combinação ótima de toras de cada tipo de comprimento a serem retiradas do fuste, visando maximizar o seu comprimento utilizado. Um exemplo da obtenção dos padrões ótimos de corte para um conjunto de 25 fustes é apresentado. O traçamento ótimo e o traçamento real obtido pelo motosserrista foram comparados. O resíduo de madeira deixado na floresta foi reduzido de 16 para 5% através dos padrões de corte ótimos.

Classificação de clones de Eucalyptus sp visando à produção de polpa celulósica

Este trabalho objetivou classificar e selecionar clones de Eucalyptus sp, tendo em vista a qualidade das polpas kraft obtidas a partir de cada material. Os clones foram classificados quanto a rendimento depurado, viscosidade da polpa e álcali ativo usado no processo de polpação. A classificação dos clones foi realizada por meio da análise de agrupamento, utilizando-se o método de otimização de Tocher. A análise de agrupamento permitiu a separação dos clones em cinco grupos distintos, sendo encontrados grupos de clones com alto, médio e baixo potenciais para produção de polpa celulósica. As características que mais contribuíram para a divergência foram o rendimento depurado (58,1%) e a viscosidade da polpa celulósica (35,0%). Em geral, nos clones avaliados foram verificadas grandes variações com relação aos parâmetros estudados.

Melhoramento genético das propriedades do carvão vegetal de Eucalyptus

Os objetivos deste trabalho foram estimar os parâmetros fenotípicos, e genotípicos, e ganhos genéticos para as propriedades do carvão vegetal e selecionar clones de Eucalyptus, por meio de características do carvão vegetal, visando à otimização da sua produção e qualidade. Foram utilizados nove clones híbridos de Eucalyptus cultivados no Município de Taiobeiras, Norte de Minas Gerais. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com três repetições. Os parâmetros fenotípicos e genéticos foram estimados a partir dos quadrados médios das características avaliadas no carvão vegetal. Estimou-se o ganho genético de todas as características que apresentaram significância. O efeito de clone foi significativo quanto ao rendimento gravimétrico do carvão, rendimento em carbono fixo e densidade básica relativa aparente do carvão. O ganho genético previsto para o rendimento gravimétrico do carvão foi de 4,51% na seleção dos clones FGA-30 e FGA-49 e de 4,16% para o rendimento em carbono fixo na seleção dos clones FGA-30 e I-249. Para densidade básica relativa aparente, o ganho genético foi de 0,03% na seleção dos clones FGA-49 e FGA-34.

Aplicação da programação dinâmica na substituição de povoamentos florestais

Objetivaram-se, neste estudo, desenvolver e aplicar dois modelos de programação dinâmica para decidir sobre a melhor opção de manejo de um povoamento florestal ao longo do horizonte de planejamento. Com os modelos, procurou-se maximizar os lucros através de uma relação de recorrência referente às receitas e aos custos ao longo dos anos a partir de um modelo tradicional de substituição de equipamentos. Os resultados de ambos os modelos indicaram, para a maioria das situações, como melhor opção não cortar povoamentos jovens, seguido de cortar e reformar ou cortar e conduzir a brotação para os povoamentos com idades mais avançadas, isso para todos os estágios (de f1 a f7). A vantagem de se usar a PD, neste caso, é que esta ferramenta oferece ao planejador uma gama maior de alternativas na hora da tomada de decisão. Conclui-se que, quando uma empresa quer maximizar os lucros de um povoamento florestal, sem se preocupar com o horizonte de planejamento ou com a floresta regulada, deveria optar pela idade ótima de corte simples tradicionalmente conhecida como rotação econômica. Porém, se a empresa quer tomar decisões para um horizonte de planejamento definido e posteriormente deseja vender a terra e a floresta, as alternativas são muitas, pois a empresa pode optar por cortar agora ou postergar o corte, conduzir a brotação ou reformar. Nesse caso, o modelo de PD desenvolvido aqui pode apresentar tais alternativas e indicar a melhor.

Substratos alternativos e tratamentos pré-germinativos na germinação in vitro de sementes de Pinus taeda L.

Os objetivos deste trabalho foram desenvolver protocolos para a obtenção de plântulas in vitro de P. taeda, avaliar o uso de substratos alternativos e analisar o efeito de tratamentos pré-germinativos na otimização da germinação. Foram testados tratamentos de desinfestação à base de etanol e hipoclorito de sódio (NaOCl), a influência do fotoperíodo, de tratamentos pré-germinativos e a possibilidade de uso de substratos alternativos (amido de milho, papel-filtro, algodão hidrófilo, vermicultita, ágar-água e adição de carvão ativado ao meio nutritivo) na germinação. Foram avaliadas a germinação in vitro e a contaminação fúngica e bacteriana. O melhor tratamento para a desinfestação das sementes foi etanol 70% por 30 s, seguido de imersão em hipoclorito de sódio a 3% por 5 min, no entanto apresentou efeito tóxico. Os substratos alternativos conferem condições físicas adequadas à cultura de tecidos, mas não favorecem a germinação. Contudo, o uso de algodão hidrófilo associado à embebição das sementes por 72 h, na ausência de desinfestação, otimiza a germinação e possibilita a obtenção de plântulas in vitro com baixa contaminação.

Proposta metodológica para o ajuste ótimo da distribuição diamétrica SB de Johnson

A distribuição de SB de Johnson tem ampla utilização na área florestal. Basicamente há cinco métodos para ajustar essa distribuição, e quatro deles consideram o parâmetro de locação (ε) e de escala (λ) como termos independentes que devem ser conhecidos para obter os demais parâmetros. Este trabalho foi desenvolvido visando propor uma nova metodologia para determinar os parâmetros de locação e de escala que otimizam o ajuste dos cinco métodos ao minimizar a estatística "dn" do teste de aderência de Kolmogorov-Smirnov. Posteriormente, com o objetivo de testar a metodologia proposta, utilizou-se o aplicativo de otimização não linear "Solver.xla" do Microsoft Excel 2000, definindo a função objetivo e restrições de cada método de ajuste. Como conclusão, percebeu-se que a metodologia proposta demonstrou constituir alternativa interessante de ajuste da distribuição SB de Johnson, possibilitando seu ajuste otimizado. Dessa forma, recomenda-se que a metodologia proposta seja amplamente empregada para fins de determinação dos parâmetros do modelo quando do ajuste dessa distribuição probabilística muito usada na área florestal.

Melhoramento das propriedades de papéis reciclados através da ultrassonificação das fibras e adição de xilanas

Nesse estudo foi avaliado o potencial de utilização de vibrações ultrassônicas e adição de xilanas para melhorar a qualidade do papel reciclado. Inicialmente, foi realizado um estudo de otimização do tratamento ultrassônico. Foram avaliadas as influências do pH, da consistência da massa e do tempo de tratamento. A consistência da massa não afetou significativamente os resultados. Entretanto, elevados tempos de tratamento e valores de pH intensificaram os efeitos da ultrassonificação. O tratamento ultrassônico melhorou as propriedades mecânicas do papel de forma semelhante ao refino em PFI, embora com menor intensidade. As ondas ultrassônicas atuam, principalmente, promovendo o desfibrilamento externo das fibras. Também foram investigados os impactos da adição de xilanas na polpa. Os resultados indicaram que, mesmo com pequenas dosagens de xilanas (10 g/kg), foi possível aumentar significativamente a resistência mecânica do papel. Dosagens acima de 50 g/kg não são justificáveis. As tecnologias de ultrassonificação e adição de xilanas evidenciaram grande potencial técnico para melhorar a qualidade do papel reciclado.

Avaliação de bactérias extremófilas facultativas na produção de fitomassa do híbrido "urograndis" de eucalipto, a partir de sementes

Atualmente, a árvore mais plantada no Brasil é o Eucalyptus spp., ocupando 81,6% das florestas plantadas. Sua produtividade em 2009 foi de 44,2 m³ de eucalipto com casca/ha, gerando aproximadamente 46.850 empregos diretos. Estudos de bactérias benéficas, como as Rizobactérias Promotoras de Crescimento de Plantas (RPCPs), vêm sendo desenvolvidos há mais de um século. Este trabalho objetivou avaliar estirpes de bactérias extremófilas facultativas que possuam potencial na promoção de crescimento do eucalipto. As sementes do híbrido "urograndis" foram microbiolizadas com uma suspensão de 10(9) UFC/mL das 10 estirpes bacterianas, através da agitação a 150 rpm, em incubador rotativo a 28 ºC, por 24 h. Em seguida, foram plantadas em sementeiras e mantidas em casa de vegetação. Após 60 dias, avaliou-se o peso de matéria seca da parte aérea e das raízes. O peso de matéria seca da parte aérea revelou que todas as estirpes bacterianas resultaram em ganhos quando comparado com o da testemunha, variando entre 11,3 e 78,0%. Entretanto, as estirpes UnB 1366, UnB 1371, UnB 1375, UnB 1370 e UnB 1373 foram as que se diferiram significativamente. Em contrapartida, a estirpe UnB 1368 (Bacillus sp.) destacou-se individualmente no incremento (130,0%) da biomassa radicular. Tais estirpes devem ser mais bem estudadas, quanto a formas de veiculação, combinações, formulações etc., para que possam ser utilizadas na otimização da produção de mudas.

Conversão de árvores em multiprodutos da madeira utilizando programação inteira

Este estudo foi conduzido visando aumentar a renda e a segurança de um empreendimento florestal através da conversão de árvores em multiprodutos de madeira utilizando programação inteira. Os dados utilizados são referentes a um plantio de um clone híbrido de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, aos 7 anos de um produtor rural na zona da mata em Minas Gerais. Para realização da conversão otimizada, foram utilizadas informações de alternativas de comercialiação da madeira produzida no povoamento e das características dos produtos. Foram consideradas 4 alternativas de destino das toras: energia, celulose, escora e serraria, com diferentes dimensões requeridas quanto aos diâmetros mínimos e máximos e o comprimento das toras. O problema se resumiu em atender a combinação otimizada baseado em dois cenários propostos: a) Maximização do volume total obtido, e b) otimização da receita global obtida. A fim comparativo, destinou-se a floresta a um único produto sem estudo de otimização. A comparação dos resultados obtidos demonstra os benefícios econômicos obtidos pela conversão do plantio em multiprodutos quando comparado a uso único, tendo um acréscimo médio de 33,69% na receita média obtida por apenas um produto. A maximização da receita total obtida teve um acréscimo de 20,6% e 16,3% quando comparada a receita obtida pela destinação do povoamento para escora e pela maximização do volume respectivamente. Logo, conclui-se que a otimização da receita global demonstrou-se ser a melhor alternativa de remuneração advinda do povoamento florestal.

Reflexos da variabilidade espacial e temporal da fase de avanço e do tempo de oportunidade de infiltração no tempo de aplicação d'água na irrigação por sulcos para um solo franco-arenoso

Esta pesquisa teve como objetivo verificar as variabilidades espaciais e temporais no tempo de avanço e no tempo de oportunidade de infiltração d'água e seus reflexos no tempo de aplicação d'água num sistema de irrigação por sulcos com fluxo reduzido para um solo franco-arenoso. As avaliações de campo foram realizadas no perímetro irrigado de São Gonçalo, Sousa - PB, onde foram feitas medições em seis sulcos, eqüidistantes, de forma a abranger o máximo possível a variabilidade em toda a área, nos 12 eventos de irrigação da estação de cultivo. Observando os tempos de avanço e de oportunidade de infiltração d`água no final da área irrigada em cada evento e em cada sulco ao longo do tempo, verificou-se que a variação espacial no tempo de avanço foi mais expressiva que a variação temporal, enquanto no tempo de oportunidade de infiltração d`água ocorreu o inverso. Ao longo do tempo e do espaço, os valores mínimo e máximo do tempo de avanço e do tempo de oportunidade de infiltração d`água foram, respectivamente, 15 e 62 min, e 1 e 517 min. Essas amplitudes nos referidos tempos geraram variações espaciais máximas no tempo de aplicação d'água, ao longo da estação de cultivo, igual a 41,8%; espacialmente, as variações temporais máximas no tempo de aplicação foram de 71,6%. Esses valores mostram o quanto a heterogeneidade das características de infiltração d`água, bem como da vazão, do perímetro molhado dos sulcos e da lâmina requerida ao longo do tempo e do espaço, afeta a otimização do tempo de aplicação d`água.

Avaliação da transmissão de dados de temperatura no sistema 1-wireTM

A necessidade de sistemas de monitoramento automático versáteis e de baixo custo que possam auxiliar o produtor agrícola na otimização dos processos produtivos, é evidente. Este trabalho foi realizado com o objetivo de pesquisar as limitações e as potencialidades de aplicação do sistema 1-wireTM na transmissão de dados de temperatura em instalações agrícolas. O sistema 1-wireTM é uma rede de transmissão de dados que possibilita a comunicação digital entre um computador e dispositivos da série 1-wireTM, tais como os sensores de temperatura DS1820. A transmissão de dados de temperatura nesse sistema foi avaliada em função do tipo dos condutores e do número de sensores DS1820. Com base nos resultados, concluiu-se que o aumento do número de sensores de temperatura DS1820 no sistema 1-wireTM incrementa a carga capacitiva de maneira distinta para cada um dos tipos de condutores estudados, podendo causar interrupções na transmissão de dados.

Desempenho operacional de conjunto trator-recolhedora de feijão

Estudos sobre a otimização do processo de colheita de grãos, dentre os quais, os de feijão, têm sido realizados pelo desenvolvimento e aperfeiçoamento de máquinas agrícolas, com a finalidade de aumentar o desempenho operacional, tornando-as mais eficientes e seguras, bem como aumentar a qualidade dos grãos colhidos. A avaliação do desempenho operacional de uma máquina viabiliza o seu emprego de forma técnica e economicamente organizada. Diante disso, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o desempenho operacional de um conjunto trator-recolhedora de feijão. Foi utilizado um sistema de aquisição automática de dados, o que permitiu a coleta de dados, em tempo real, incluindo torque requerido e rotação da tomada de potência (TDP), e velocidade de deslocamento da recolhedora de feijão. Foram determinadas, também, a capacidade de processamento da máquina e as perdas ocorridas na área. O maior valor de torque requerido na TDP observado, durante ensaios de campo para a rotação de 7 Hz na TDP, foi de 731 Nm, enquanto, para a condição de 9 Hz, foi de 907 Nm. O conjunto apresentou, durante os ensaios de campo, capacidade média de processamento de 0,85 kg s-1, para área com produtividade média de 0,22 kg m-2. O produto foi colhido com umidade média de 13,6% b.u. em área de plantio direto e, nessas condições, o valor de perda encontrado totalizou 11,15%.

Identificação eletrônica para avaliação do comportamento dos suínos na fase de gestação

O desempenho eficiente da produção de suínos depende da gestão do rebanho, bem como da nutrição, do controle sanitário, das instalações e de condições ambientais adequadas. O conceito desse tipo de produção está diretamente relacionado com a redução das perdas seletivas e o controle do processo. Cada segmento da produção é controlado de maneira a alcançar a otimização na totalidade do sistema, ou seja, é necessário aplicar conceitos de manejo dos animais. Sendo assim, o presente trabalho apresenta como objetivo o desenvolvimento de modelo matemático para avaliar as interações do ambiente interno da instalação com a preferência térmica dos animais, detectando relação entre a freqüência de acesso ao bebedouro e as condições do ambiente, temperatura ambiente, temperatura de globo negro e umidade relativa, utilizando como ferramenta a identificação eletrônica. Os resultados obtidos por meio do modelo matemático permitiram concluir com precisão a avaliação da preferência térmica dos suínos em relação às variáveis climáticas na fase de gestação.

Modelo de dimensionamento otimizado para sistemas energéticos renováveis em ambientes rurais

Este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de novo modelo para dimensionamento de sistemas integrados de recursos energéticos renováveis, aplicados a ambientes rurais, a partir da utilização de ferramentas de simulação e otimização desenvolvidas em MATLAB 6.0. O dimensionamento realizado apresenta custo mínimo e atende a determinado nível de confiabilidade desejado para o sistema, baseado no conceito de probabilidade de perda de fornecimento de energia à carga (LPSP) para horas consecutivas. Um modelo de otimização é apresentado e três diferentes cenários de dimensionamento são calculados e comparados, mostrando a flexibilidade na elaboração de diferentes concepções de projeto. Os resultados obtidos contemplam o dimensionamento completo dos dispositivos de conversão energética e análise de custos do sistema.

Distribuição da carga hidráulica em linhas de derivação otimizadas por programação linear

A existência de diferentes combinações de uniformidade de emissão na unidade operacional com a declividade do terreno favorece a ocorrência de várias possibilidades de configurações no sistema de irrigação, por conseguinte de diferentes custos de implantação e de posterior manejo do sistema. Desde que bem dimensionado, consegue-se verificar, no sistema de irrigação localizada, que a otimização do sistema por meio da programação linear é a melhor metodologia frente aos outros métodos propostos na pesquisa operacional, visto que se encontra a solução ótima global para as variáveis preestabelecidas no dimensionamento. Este trabalho teve por objetivo, analisar a distribuição da carga hidráulica na linha de derivação, sob diferentes uniformidades de emissão e declividades do terreno, calculada por programação linear. Os resultados obtidos permitem análise consistente dos parâmetros hidráulicos da uniformidade de emissão preestabelecida para a linha de derivação. Observa-se, em todos os casos, comportamento decrescente de variação da carga hidráulica, ocorrendo em maior intensidade na seguinte ordem de uniformidade de emissão: 80% > 83% > 86% > 89% > 92%. Já os pontos de menor carga hidráulica, a 3% de declividade, encontram-se na décima primeira saída em todas as uniformidades de emissão testadas.