Sistema de Colheita

Um dos grandes desafios do manejo de florestas nativas é buscar um planejamento economicamente viável, que atenda de forma ótima as restrições operacionais e ambientais. Na maioria dos casos, a exploração madeireira na Amazônia é realizada em locais remotos, com escassas informações topográficas, o que implica em uma gama de questões a serem solucionadas durante o planejamento. Dentre os fatores que influenciam o planejamento de uma exploração madeireira destacam-se: distribuição espacial das árvores, densidade da vegetação, rede hidrográfica, regiões de baixa drenagem e regiões de forte declividade.

Muitos países em desenvolvimento onde ocorrem florestas tropicais, como o Brasil, possuem poucas regiões com mapas em escalas adequadas para o planejamento do manejo florestal. Nesses casos, as melhores informações topográficas disponíveis são oriundas do SRTM (do inglês Shuttle Radar Topography Mission). A precisão do MDT gerado em áreas florestadas a partir da nuvem de pontos LiDAR e avaliada em vários estudos têm gerado precisão superior ao SRTM.

A determinação da exploração (para acesso e retirada das árvores) não deve considerar somente a minimização dos custos, mas também a minimização do impacto ambiental e das restrições operacionais, o que torna o problema de otimização complexo e com múltiplos objetivos.

O MFS pode ser dividido em três fases: pré-exploratória, exploratória e pós-exploratória. A fase pré-exploratória pode ser considerada a fase mais importante pois, o planejamento é o princípio por trás do manejo florestal e é ele que ditará o sucesso no uso dos produtos. Estas etapas por sua vez podem ser relacionadas com o: macroplanejamento, microplanejamento (pré-exploratória), atividades exploratórias (exploratória) e, atividades pós-exploratórias (pós-exploratórias).

Na fase pré-exploratória, determina-se de forma criteriosa a viabilidade econômica do PMFS, através da seleção de áreas aptas ao manejo florestal excluindo-se da unidade de manejo florestal (UMF) as áreas de preservação permanente (APP) e as de reserva absoluta, quando houver; da quantificação do potencial da floresta para o manejo através de inventários amostrais; da avaliação da viabilidade econômica do empreendimento; da definição das estratégias de gerenciamento da floresta com estabelecimento do ciclo de corte e; o dimensionamento e definição das áreas de produção anual (UPA).

O ciclo de corte está associado à intensidade de corte e ao tamanho da UPA, que deve ser grande o suficiente para que venha a ser explorada novamente após o término do ciclo. Na ausência de informações sobre o crescimento e recuperação da floresta, a Resolução do Conama nº 406/2009, que trata dos aspectos técnicos do PMFS, estabelece uma taxa de crescimento e regeneração que não excede 0,86 m³ha-1ano-1. Sendo assim, no PMFS pleno (em que se emprega máquinas de arraste), o ciclo de corte pode variar de 25 a 35 anos, a intensidade de corte deve ser menor ou igual a 30 m³.ha-¹ respeitando a taxa de recuperação que não deve ultrapassar 0,86 m³ha-1ano-1. Ainda na fase de macroplanejamento, define-se e dimensiona-se a infraestrutura geral e quantifica-se a necessidade de recursos humanos. Estima-se que, nos empreendimentos madeireiros empresariais, para cada 5000 ha de floresta manejada emprega-se 90 funcionários, desde o gerenciamento até a exploração.

Na fase do microplanejamento é realizado o planejamento ao nível da UPA. As informações obtidas são provenientes das atividades executadas antes da exploração e compreendem, portanto, as atividades pré-exploratórias. Essas atividades incluem o planejamento e construção de infraestrutura e devem ser realizadas pelo menos um ano antes da exploração. O microplanejamento consiste: da delimitação da unidade de trabalho (UT) de forma a facilitar a execução do manejo florestal; no inventário florestal 100% (censo) das espécies comerciais ou potencialmente comerciais (para produtos madeireiros ou não) dentro da unidade de manejo; no trato silvicultural pré-exploratório, no planejamento da alocação das parcelas permanentes e; planejamento de infraestrutura.

No inventário 100% levantam-se informações dendrométricas, as espécies e a localização das árvores na floresta. Recomenda-se que o censo envolva as árvores com DAP, no mínimo, 10 cm menor que o diâmetro mínimo de corte (DMC = 50 cm). Coleta-se ainda informações qualitativas da árvore (qualidade do fuste, da copa e direção natural de queda), ocorrência de cursos d’água, cipoal etc. Essa atividade pode ser realizada por uma equipe de 5 pessoas: um coordenador para anotar os dados, um identificador botânico, um mensurador para medição dos diâmetros e colocar placas de identificação nas árvores e, dois laterais que darão a localização das árvores (coordenadas x e y) e outras informações complementares (clareiras, cipós cursos d’água, declividade etc). Já o objetivo do inventário contínuo (IC) é monitorar o crescimento e a regeneração natural da floresta. A parcela permanente (PP) possui área sugerida de 1 ha, formato retangular e dimensões de 20 x 500m. Deve ser alocada uma PP para cada 250 ha de floresta manejada, até um limite de 50 ha de parcelas. É recomendado ainda que a primeira medição das PP seja feita antes da exploração, a segunda um ano depois de explorado, a terceira três anos depois e as demais podem ser realizadas a cada cinco anos. Para esse inventário utiliza-se a mesma equipe do censo, com exceção dos dois laterais. O processamento dos dados de IC, do censo e a confecção de mapas são cruciais para o manejo florestal permitindo maior precisão nas práticas de campo. Existem uma diversidade de mapas que podem ser elaborados para facilitar os trabalhos, dentre eles, os croquis de UT contendo área total, limites, rede hídrica etc. Pode ser gerado o mapa pré-exploratório indicando a localização das árvores levantadas no censo, incluindo árvores a serem abatidas, remanescentes, protegidas por lei e, o mapa de corte e de arraste indicando a direção de queda e o sentido do arraste, entre outros.

Com o avanço e a disponibilidade de novas tecnologias, outros conceitos foram incorporados ao MFS, como o manejo florestal de precisão. No manejo florestal de precisão é possível realizar intervenções localizadas na floresta devido ao conhecimento detalhado e georreferenciado, permitindo melhores planejamentos e execução na exploração. Um exemplo recente de manejo de precisão pode ser encontrado no Modelo Digital de Exploração Florestal (Modeflora), que é um processo de planejamento florestal cujo fundamento do método consiste em georreferenciar e monitorar todos os processos, desde a elaboração até a execução do manejo florestal.

A fase de exploração deve reduzir danos à floresta, custos e acidentes de trabalho. Técnicas de corte direcional devem ser utilizadas visando o máximo aproveitamento de volume (evita-se árvores ocadas). Após o abate e destopamento das árvores procede-se com o arraste de toras até os pátios de estocagem pelas trilhas de arraste, planejadas previamente. Antes do transporte da madeira dos pátios para as serrarias, elas são marcadas com um número que será utilizado na rastreabilidade.

As atividades pós-exploratórias envolvem a manutenção de infraestrutura para reduzir custos de reconstrução, a avaliação de danos e desperdícios da exploração pela comparação de parcelas sem intervenção com aquelas onde ocorreu a colheita, a realização do IC seguindo o proposto na fase pré-exploratória, a aplicação de técnicas silviculturais para auxiliar na recuperação da floresta ou beneficiar espécies sensíveis que foram exploradas e na adoção de medidas preventivas e de contenção de fogo, monitoramento da caça e da pesca e medidas contra invasão de terras.

A legislação deve ser rigorosamente seguida durante a criação e implementação do programa de manejo, seja de produto madeireiro, seja de produto não madeireiro. Atentar para que todas as esferas, seja federal, estadual e até mesmo a municipal, podem legislar sobre a questão ambiental.

Tipos de manejo

A legislação brasileira diferencia dois tipo de manejo na Amazônia: o pleno e o de baixo impacto. A exploração plena é definida quando a extração é realizada por máquinas de arraste. As principais características do manejo pleno são:

  • Diâmetro mínimo de corte de 50 cm (antigamente era 45 cm).
  • Taxa de crescimento da floresta: 0,86 m³/ha
  • Ciclo de corte: entre 25 e 35 anos.
  • Exploração máxima: 30 m³/ha.
  • Manutenção de árvores por espécie: 10%.
  • Mínimo de indivíduos por espécie: 3 para cada 100 ha.
  • Número de árvores remanescente por espécie com DMC: 3.

No manejo de baixo impacto, geralmente associado ao manejo conduzido por comunidades, as principais características são:

  • Diâmetro mínimo de corte de 50 cm (antigamente era 45 cm).
  • Taxa de crescimento da floresta: 1 m³/ha
  • Ciclo de corte: entre 10 anos.
  • Exploração máxima: 10 m³/ha.
  • Manutenção de árvores por espécie: 10%.
  • Mínimo de indivíduos por espécie: 3 para cada 100 ha.
  • Número de árvores remanescente por espécie com DMC: 3.

Já para o cerrado mineiro, o IEF estabelece os seguintes critérios para a exploração do Cerrado:

  • Exploração máxima: 50\% da área basal por classe diamétrica por espécie.
  • Diâmetro mínimo de corte: 5 cm.
  • Não pode haver abertura de clareira.

Determinação da intensidade de exploração

Método BDq

o nome do método vem de B - área basal remanescente, D de diâmetro máximo
desejado e do q - quociente de Liocourt.

Liocourt apresentou o conceito de que numa floresta equilibrada, o número de árvores em sucessivas classes diamétricas decresce numa progressão geométrica constante (= razão q constante)!

(1)
\begin{equation} q_1 = q_2 = ... = q_{j-1} \end{equation}

sendo que:

(2)
\begin{align} q_j = \frac{N_j}{N_{j+1}} \end{align}

Método BDq é também conhecido como: controle pela classe diamétrica. Seu objetivo é manejar a área direcionando a distribuição diamétrica à uma razão q ideal e constante. Segundo o método BDq, o manejador deve orientar as prescrições de colheita e silvicultura para transformar a distribuição diamétrica atual na distribuição diamétrica ideal. A recomendação de exploração deve respeitar os limites e imposições legais!

Determinação do ciclo de corte

Métodos baseados em volume

Método Mexicano

(3)
\begin{equation} V_n = V_0(1+ i)^t \end{equation}

Em que:

$V_0 =$ Estoque remanescente em m³/ha.

$V_n =$ Estoque alvo em m³/ha.

$i =$ taxa de crescimento anual, sendo que: $i = \frac{IMA}{V_0}$, ou $i = \frac{IMA}{V_n}$, ou $i = \frac{IMA}{\frac{V_0 + V_n}{2}}$.

$t =$ ciclo de corte em anos.

Método de amortização de Meyer

(4)
\begin{align} V_n = V_0(1 + i_t)^{cc} - VCA(\frac{(1 + i_c)^{cc} - 1}{i_c}) \end{align}

Em que:

$V_0 =$ Estoque remanescente em m³/ha.

$V_n =$ Estoque alvo em m³/ha.

$i_c =$ taxa de crescimento anual das árvores comerciais.

$i_t =$ taxa de crescimento anual da floresta.

$cc =$ ciclo de corte em anos.

$VCA =$ volume de corte anual em $m³/ha.

Método baseado em probabilidade

Cadeia de Markov

Cadeia de Markov é um caso particular de processo estocástico com estados discretos e que apresenta a propriedade Markoviana em que a distribuição de probabilidade do próximo estado depende apenas do estado atual e não na sequência de eventos que precederam.

Probabilidade de transição é a probabilidade de um processo atingir um estado futuro específico dado o seu estado corrente.

(5)
\begin{align} P_{ij} = \frac{n_{ij}}{n_i} \end{align}

Em que:

$P_{ij} =$ probabilidade de transição.

$n_{ij} =$ número de indivíduos do estado i que passaram para o estado j, durante o tempo t.

$n_{i} =$ número de indivíduos no estado i.

Passo a passo para aplicar cadeia de Markov:

  1. Ter um inventário contínuo distanciado de um período t.
  2. Calcular a matriz de mudança para o período t.
  3. Calcular a matriz de transição para o período t.
  4. Calcular o número de ingressos para o período t.
  5. Calcular a distribuição diamétrica para t+1 e adicionar o número de ingressante.

A matriz de transição é construída calculando as probabilidade de mudança ou não de classe, utilizando os valores de frequência da matriz de mudança:

Conhecendo a matriz de transição (para um determinado intervalo de tempo) e a situação atual da distribuição diamétrica, é possível saber como será a distribuição diamétrica num futuro ($f = n * t$).

(6)
\begin{equation} P_f = P_0 * P^n \end{equation}

Método baseado no crescimento

Tempo de passagem

O tempo de passagem se baseia no tempo médio que uma árvore leva para passar por uma classe de diâmetro. Este tempo depende do incremento em diâmetro relacionado à classe analisada.

Passo a passo para calcular o tempo de passagem:

  1. Realizar um inventário contínuo distanciado de um período t.
  2. Calcular o incremento diamétrico de cada uma das árvores inventariadas: $INC_i = \frac{DAP_{i2} - DAP_{i1}}{t_2 - t_1}$.
  3. Calcular o incremento diamétrico médio de cada uma das classes de diâmetro: $INC_j = \frac{\sum_{i = 1}^{N_j} INC_i}{N_j}$
  4. Calcular o tempo de passagem em cada classe diamétrica: $TP_j = \frac{IC}{INC_j}$
  5. Ajustar uma regressão para normalizar o tempo de passagem: $TP_j=\alpha+\beta D_j$

Prescrição do sistema de exploração

Tipos de Manejo:

  • Monocíclico: neste sistema, a retirada da madeira comercial se dá de uma só vez, e a próxima colheita é baseada nas mudas das espécies comerciais existentes no momento do primeiro corte.
  • Policíclico: neste sistema, uma parte ou todas as árvores comerciais que atingiram o tamanho de corte são retiradas. As árvores de tamanho intermediário que permanecem na floresta passam a constituir o estoque remanescente para o próximo corte.

Desenhos de diferentes sistemas:

  • Sistema de corte raso: o dossel superior é totalmente removido em uma só colheita. A floresta se regenera naturalmente.
  • Sistema de rebrota: uma variação do sistema de corte raso, no qual a regeneração se sustenta na rebrota vegetativa dos troncos e raízes remanescentes da colheita.
  • Sistema de árvore sementeira: a unidade florestal é manejada seguindo o princípio do manejo por corte raso. No entanto, árvores selecionadas para o suprimento de sementes não são cortadas e fornecerão sementes para a regeneração natural.
  • Sistema de abrigo: Árvores do dossel superior são deixadas no sítio para proteger a regeneração do dossel inferior, até que este não necessite mais de proteção.
  • Sistema de seleção: Árvores maduras são colhidas em intervalos pequenos, repetidos indefinidamente. A regeneração ocorre através de pulsos regenerativos após cada uma das entradas de corte.
  • Sistema de retenção ou em faixas: Neste sistema, grupos de árvores são mantidos para manter as características estruturais ao longo de uma rotação. Deixa pelo menos metade da área com a altura de um indivíduos base.
  • Sistema de corte de talhões: O sistema envolve o corte raso de áreas menores que 1 hectare dentro da floresta a ser manejada, visando promover a regeneração natural destas pequenas aberturas. As pequenas aberturas são manejadas como povoamentos independentes.

Macroplanejamento

O microplanejamento, além de permitir um maior domínio da produção, é ferramenta para intervenções no projeto, no macroplanejamento, na sequência de execução, na organização da mão-de-obra, junto aos fornecedores e na logística do EMF, tudo com a finalidade de atuar proativamente na gestão na produção. O primeiro nível de organização consiste na delimitação das unidades de produção anual (UPA):

  • Priorizar as dividas naturais (ex: cursos d'água, estradas, cumes, vales, etc).
  • Buscar a formação de unidade equiprodutivas.
  • Considerar distribuição de estradas e acessibilidade.

O segundo nível de organização é a demarcação das unidades de trabalho (UT). Geralmente as unidades de trabalho possuem formato de transectos, com cerca de 50 metros de largura. Uma vez que se tenha a divisão do EMF em UPA e em UT, chegou o momento de alocar as estradas e pátios. As estradas deverão ser classificadas e planejadas como:

  • Estradas de acesso.
  • Estradas primárias.
  • Estradas secundárias.
  • Estradas terciárias.
  • Ramais.

As estradas de acesso e primárias devem ser acessíveis durante todo o ano, mesmo em período de chuva.

Os pátios serão classificados como:

  • Pátio da UT.
  • Pátio da UPA.
  • Pátio de baldeio.
  • Pátio intermediário.

Os pátios de baldeio e intermediário devem ser acessíveis durante todo o ano, inclusive no período de chuva.

Anualmente, o empreendimento deve submeter o Plano de Operação Anual (POA) ao órgão fiscalizador. Após a análise, o órgão emitirá a Autorização de Exploração (AUTEX). Com base na AUTEX, o empreendimento poderá emitir o Documento de Origem Florestal (DOF) que deve acompanhar qualquer movimentação da madeira.

O microplanejamento é a etapa para viabilizar as operações do Manejo florestal, realizando-se o planejamento visando a UPA, onde através dele é estimado recursos humanos, produção, maquinário e investimentos para o esse período de 1 ano. Ele depende muito das atividades e informações geradas pré-exploração. Como um exemplo de um tipo de informação obtida pelo microplanejamento, temos o mapa de estoque, mostrado a seguir de forma bem simplificada.

Microplanejamento

Anualmente, o empreendimento deve submeter o Plano de Operação Anual (POA) ao órgão fiscalizador. Após a análise, o órgão emitirá a Autorização de Exploração (AUTEX). Com base na AUTEX, o empreendimento poderá emitir o Documento de Origem Florestal (DOF) que deve acompanhar qualquer movimentação da madeira.

O principal elemento do plano de operação anual (POA) é o microplanejamento, além de permitir um maior domínio da produção, é ferramenta para intervenções no projeto, no macroplanejamento, na sequência de execução, na organização da mão-de-obra, junto aos fornecedores e na logística do EMF, tudo com a finalidade de atuar proativamente na gestão da produção.

O microplanejamento é elaborado considerando a UPA que serão alvo de manejo. A partir de seus limites, define-se o segundo nível de organização que são as unidades de trabalho (UT). Geralmente as unidades de trabalho possuem formato de faixas, com cerca de 50 metros de largura.

A tarefa de alocação dos ramais de exploração depende de duas informações cruciais: as localização das árvores de interesse, e do conhecimento sobre o relevo. O inventário 100% será responsável por alimentar o plano de operação anual com a localização e informações sobre as árvores de interesse. Já o modelo digital de terreno (MDT) será a fonte de informações preferencial sobre o relevo. Na ausência de um MDT, é possível utilizar cartas topográficas, mas perda de detalhamento será notório.

No planejamento do manejo florestal na Amazônia, a principal ferramenta de sensoriamento remoto atualmente utilizada para realização do macrozoneamento são as imagens de satélites de média resolução e as cartas planialtimétricas do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística). Como resultado, o planejamento florestal sofre com a falta de detalhamento para a correta determinação das características ambientais (topografia local, hidrografia, regiões alagadas, distribuição da vegetação), trazendo grande subjetividade na etapa de micro-zoneamento das unidades de exploração. Em muitos casos, deixa-se de explorar determinadas áreas, sob o pretexto de serem consideradas inacessíveis, mesmo que a mesma área seja perfeitamente explorável.

Deve-se evitar a todo custo as áreas de acúmulo de água. Estas são zonas em que o solo possui baixa resistência ao rolamento, podendo subtrair a tração do trator florestal, além de maior manutenção e necessidade de construções de pontes e bueiros, elevando os custos de implantação. Para evitar maiores impactos no remanescente florestal, eventuais ramais existentes devem ser aproveitados.

Com base nos ramais de exploração e no modelo digital de terreno é possível alocar e estruturar a rede de estradas que atenderão ao manejo florestal, bem como alocar os pátios de madeira. As estradas são classificadas como ramais, estradas terciárias, estradas secundárias, estradas primárias e estradas de acesso. A classificação leva em consideração basicamente o volume de madeira a ser escoada pela estrada bem como a intensidade e frequência de uso. As estradas de acesso e primárias deverão ser acessíveis durante todo o ano, mesmo em período de chuva.

Os pátios também são classificados quanto ao volume de madeira a ser estocado além da frequência e intensidade de uso. São classificados como pátio da UT, pátio da UPA, pátio de baldeio e pátio intermediário. Os pátios de baldeio e intermediário devem ser acessíveis durante todo o ano, inclusive no período de chuva.

Um passo essencial no microplanejamento é a definição do tamanho dos pátios. A área de um pátio (P) pode ser obtido multiplicando o volume explorado em m³ (VE) pela área necessária por m³ (AP). Em que AP = Área em m² necessária por m3 a ser explorado. O valor de área necessário varia de acordo com os caminhões que serão utilizados no transporte. Para caminhões de carroceria longa o valor de AP é 1,57 m2/m3 e para caminhão pequeno o valor de AP é de 1,26 m2/m3.

Já o volume a ser explorado (VE) pode ser estimado considerando a área que será atendida pelo pátio (A) e o volume médio explorável por hectare (VM). Em que A é a área em hectares sob influência do pátio e VM é o volume médio explorável por hectare (m³/ha).

No manejo de florestas nativas, deixar de considerar os fatores ambientais resulta em trilhas de arrastes inadequadas, em baixo rendimento operacional durante a construção dos ramais e em maior manutenção, além de maiores danos ambientais. Neste contexto, é evidente que a obtenção de dados detalhados nos possibilita melhor estimação dos fatores que influenciam os custos de construção de estradas, além de permitir a melhor consideração dos impactos ambientais, uma vez que serão necessários menos obras de arte como bueiros e pontes.

Técnica de colheita

Atividades de pré-colheita

  1. Realizar inventário 100%.
  2. Definir o plano de operação anual.
  3. Instalar o inventário contínuo.

Atividades de colheita

  1. Corte.
  2. Traçamento.
  3. Baldeio.
  4. Transporte.

Determinar as técnicas mais adequadas e de menor impacto para:

  • Abate direcional.
  • Traçamento.
  • Arraste.

O vídeo abaixo (Florestabilidade - Programa 5: Atividades Exploratórias do Manejo Madeireiro) é um relato de operadores de motosserra e demais pessoas que dependem do manejo florestal sustentável. Trata também da importância do planejamento antes da derrubada da árvore, testes antes do corte como o “teste do oco”, dos equipamentos de proteção individual e da diminuição dos acidentes de trabalho.

Atividades pós-colheita

  • Remedição das parcelas do inventário contínuo e atualizar o programa de manejo.
  • Avaliação dos impactos ambientais.
  • Aplicação dos tratos silviculturais.

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