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LUCAS VENÍCIUS ZANELLA ESTIMATIVA DO VOLUME DE MADEIRA NÃO UTILIZADA NA COLHEITA FLORESTAL LAGES – SC 2017 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL LUCAS VENÍCIUS ZANELLA ESTIMATIVA DO VOLUME DE MADEIRA NÃO UTILIZADA NA COLHEITA FLORESTAL Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao departamento de Engenharia Florestal, como requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Florestal. Orientador: Prof. Dr. Geedre Adriano Borsoi LAGES – SC 2017 A todas as pessoas que acreditaram na eficácia do ensino, no professor e que buscam a auto realização. Como sentido para suas vidas. A meu pai e meus irmãos. AGRADECIMENTOS Agradeço, primeiramente, a Deus, pela força, energia e oportunidade de concluir este trabalho. A meu pai, Marcos Venícius Zanella, pela orientação, força de vontade, que em nenhum momento se deixou fraquejar, servindo de exemplo e motivação para conclusão de mais uma etapa. Ao Centro de Ciências Agroveterinárias da Universidade do Estado de Santa Catarina pelos conhecimentos e experiência adquiridos ao longo destes 5 anos de curso. Ao meu orientador e amigo, Prof. Dr. Geedre Adriano Borsoi, por todo o conhecimento e experiência compartilhados durante a vivência acadêmica. Também agradecer aos Professores Doutores Marcos Felipe Nicoletti e Thiago Floriani Stepka, pelos valorosos ensinamentos em sala de aula, sem os quais este trabalho não seria possível. Igualmente, agradeço ao Engenheiro Florestal Gerson Leick, pelas oportunidades e desafios propostos, sem o qual este trabalho não seria possível. A Gilson de Deus Bueno pela ajuda e companheirismo na execução deste trabalho. A meu amor, pela companhia, carinho, paciência e apoio nas horas das dificuldades. A meus amigos e amigas, pelo companheirismo durante esta jornada. A CAV Florestal Empresa Júnior, pelos desafios propostos ao longo de 2 anos e meio de trabalho, que me fizeram crescer profissionalmente e pessoalmente. A alegria de uma conquista sempre deve ser compartilhada, assim divido essa alegria com todos aqueles que, de alguma forma, contribuíram para que este projeto se tornasse realidade, obrigado! RESUMO Com o objetivo de avaliar a qualidade da colheita florestal em um povoamento de Pinus taeda, este estudo analisou uma operação executada pelo método mecanizado em um plantio de pinus de 25 anos em corte raso, pertencente a uma empresa florestal no planalto norte do estado de Santa Catarina, com a finalidade de quantificar a perda volumétrica e monetária em um sistema de colheita de toras curtas. No presente trabalho para quantificação das perdas, foram simulados dois cenários com diferentes alturas de corte, ajustando os modelos de taper de Prodan et al 1966 e Kozak et al 1969. Para isso, na área de estudo foram mensurados 150 tocos remanescentes, sendo realizadas duas medidas de altura por toco, a fim de determinar a altura média de corte do local; para quantificação das perdas, com banco de dados de inventário florestal cedido pela empresa, foi possível determinar as classes diâmétricas em que o povoamento se distribui, assim foram cubadas pelo método de Smalian, um total de 42 árvores, sendo estas divididas de maneira equilibrada em 6 classes de diâmetro. Os modelos de afilamento foram ajustados ao conjunto de dados, assim, com a análise gráfica dos resíduos e dos coeficientes gerados, sendo estes, coeficiente de determinação (R² ajustado), erro padrão da estimativa (Syx) da variável de interesse e em porcentagem (Syx%), o modelo de Prodan et al 1966 obteve melhor ajuste para a variável diâmetro. O estudo aponta que a altura de corte média do local é de 24,38cm, e altura mínima possível considerando a distância entre o sabre de corte e a parte inferior do cabeçote harvester é de 16cm, com essas alturas de corte foi possível a simulação dos cenários por meio da equação de afilamento ajustada e do cálculo das seções de interesse pelo método de Smalian, apontando que em média por toco perde-se cerca de 0,0168 m³, considerando o valor do sortimento de 35cm mínimos na ponta fina de R$/m³ 205,00; deixa-se de arrecadar em média por toco R$ 3,45; extrapolando, temos a perda volumétrica de 4,09 m³.ha-1, significando R$ 838,85/ha; somente em tocos com altura fora do padrão. A perda é contínua nos sortimentos decorrentes da árvore, onde neste estudo aponta- se que em média deixa-se de colher 4,40 m³.ha-1, em valores monetários cerca de R$/ha 698,81. Assim a perda total é de 8,49 m³/ha e R$/ha 1.537,66 devido a 8,37cm de altura excessiva de corte. PALAVRAS CHAVE: Perdas na Colheita, Avaliação Financeira, Otimização. ABSTRACT In order to evaluate the quality of the forest harvest in a stand of Pinus taeda, this study analyzes an operation carried out by the mechanized method in a shallow cut 25 - year - old Pinus plantation belonging to a forest company in the northern plateau of the state of Santa Catherine, with the purpose of quantifying the volumetric and monetary loss in a system of harvesting short logs. In the present work to quantify the losses, two scenarios with different cutting heights were simulated, adjusting the taper models of Prodan et al 1966 and Kozak et al 1969. For this reason, 150 remaining stumps were measured in the study area, two height measures per stump, an order to determine a local average cut height; for quantification of losses, with forest inventory database provided by the company, it was possible to determine as diameter classes in which the stands are distributed, as well as cubicles by the Smalian method, a total of 42 trees, these being divided in a balanced way 6 classes of diameter. The adjustment models are adjusted to the data set, thus, with a graphical analysis of the residues and coefficients generated, which are, coefficient of determination (R² adjusted), standard error of estimate (Syx) of the variable of interest and percentage (Syx%), the model of Prodan et al 1966 obtained better fit for a variable diameter. The study points to a mean cutting height of 24.38cm, and minimum height available considering the distance between the cutting soap and the bottom of the harvesting head of 16cm, with these cutting heights for possible a simulation of the scenarios through of the adjusted adjustment equation and of the calculation of the sections of interest by the Smalian method, pointing out that in average per wooden stump is lost about 0.0168 m³, considering the assortment value of 35cm minimum in the fine tip in R$/m³ 205,00; it leaves of raisings in average for wooden stump R$ 3,45; extrapolating, with a volumetric loss of 4.09 m³.ha-1, meaning R$ 838.85/ha; only on stumps with height to make the pattern. The loss is continuous in the assortments deriving from the Source, where there is no study, it is pointed out that in average one does not collect 4.40 m³.ha-1, in monetary values close to R$/ha 698.81. Thus, a total loss is 8.49 m³/ha and R$ / ha 1,537.66 due to 8,37cm of excessive cutting height. KEY WORDS: Harvest Losses, Financial Assessment, Optimization. LISTA DE ILUSTRAÇÕESFigura 1. A e B. Tocos mensurados em área de corte mecanizado...........................................20 Figura 2. A - Árvore abatida cubagem rigorosa. B - Toco mensurado de árvore abatida....... 21 Figura 3. Dispersão Gráfica dos Resíduos para o modelo de afilamento de Kozak et al. 1969...........................................................................................................................................26 Figura 4. Dispersão Gráfica dos Resíduos para o modelo de afilamento de Prodan et al. 1966...........................................................................................................................................27 Figura 5. Frequência relativa de tocos por classe.....................................................................28 Figura 6. Distância mínima entre a parte inferior do cabeçote e o sabre de corte....................31 Figura 7. Representação gráfica do perfil do fuste no cenário 1...............................................33 Figura 8. Representação gráfica do perfil do fuste no cenário 2...............................................34 Figura 9. Sortimentos Comerciais Atuais.................................................................................35 Figura 10. Receitas por árvore em diferentes cenários.............................................................39 Figura 11. Perdas monetárias estimadas por hectare................................................................39 Figura 12. Perdas monetárias por sortimento estimadas na área total......................................40 LISTA DE QUADROS Quadro 1. Médias das variáveis do cenário 1......................................................... .....37 Quadro 2. Médias das variáveis do cenário 2......................................................... .....37 Quadro 3. Diferenças entre de Cenários....................................... ...............................37 LISTA DE TABELAS Tabela 1. Sortimentos Comerciais utilizados............................................................................19 Tabela 2. Fórmulas para Cubagem Rigorosa............................................................................22 Tabela 3. Modelos de taper ajustados para expressar a forma do fuste das árvores.................23 Tabela 4. Estatísticas de Ajuste e Precisão...............................................................................24 Tabela 5. Coeficientes dos modelos ajustados para a variável diâmetro..................................25 Tabela 6. Equação de afilamento ajustada...............................................................................27 Tabela 7. Classificação dos tocos por altura de corte................. .............................................28 Tabela 8. Tabela de Distribuição de Frequências................. ...................................................29 Tabela 9. Resumo do Inventário Florestal......................... ......................................................29 Tabela 10. Intervalo de Confiança do Inventário Florestal........... ...........................................30 Tabela 11. Cenário 1 – Variáveis geradas.................... ...................................................32 Tabela 12. Cenário 2 – Variáveis geradas................ .........................................................34 Tabela 13. Sortimentos Comerciais Estimados................... .....................................................35 Tabela 14. Perdas volumétricas e monetárias estimadas em tocos..................... ..........36 Tabela 15. Perdas nos Sortimentos...................................... ........................................38 Tabela 16. Resumo dos Cenários Gerados................................. .....................................40 Tabela 17. Perdas Volumétricas e Monetárias Totais................................................... 41 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................... .........13 1.1 Objetivo Geral ................................................................................................................. 14 1.2 Objetivos Específicos ................................................................................................ 14 2. REVISÃO DE LITRATURA ....................................................................................... 15 2.1 Setor Florestal Brasileiro ................................................................................................ 15 2.2 Produtividade de Sítios Florestais ................................................................................... 15 2.3 Colheita Florestal ............................................................................................................ 16 2.4 Funções de Afilamento ou Taper .................................................................................... 16 2.5 Avaliação Econômica de Florestas ................................................................................. 16 3. MATERIAL E MÉTODOS ....................................................................................... 18 3.1 Localização da área ......................................................................................................... 18 3.2 Caracterização da Área ................................................................................................... 18 3.3 Sistema de Colheita ........................................................................................................ 18 3.4 Coleta dos dados ............................................................................................................. 19 3.4.1 Mensuração de Tocos ............................................................................................. 19 3.4.2 Inventário Florestal ................................................................................................ 20 3.4.3 Cubagem Rigorosa ................................................................................................. 20 3.5 Suficiência Amostral ....................................................................................................... 21 3.6 Estimativas de Perda ....................................................................................................... 22 3.7 Modelos de Taper Ajustados .......................................................................................... 23 3.8 Seleção do Modelo de Taper .......................................................................................... 23 4. RESULTADOS ........................................................................................................... 25 4.1 Modelos de Taper Ajustados .......................................................................................... 25 4.1.1 Parâmetros Estatísticos Avaliados ........................................................................ 25 4.1.2 Análise Gráfica dos Resíduos ................................................................................ 25 4.1.3 Coeficientes do Modelo de Taper Selecionado .................................................... 27 4.2 Dados Processados dos Tocos Remanescentes ............................................................... 27 4.2.1 Altura Média de Corte ........................................................................................... 27 4.2.2 Distribuição de Frequência dos Tocos Mensurados............................................28 4.3 Inventário Florestal ......................................................................................................... 28 4.4 Suficiência Amostral ....................................................................................................... 30 4.4.1 Cubagem Rigorosa ................................................................................................. 30 4.4.2 Altura Média de Corte ........................................................................................... 30 4.5 Cenários Gerados para Estimativas de Perda.................................................................. 30 4.5.1 Cenário 1 – Altura de Corte a 24,38cm ................................................................ 32 4.5.2 Cenário 2 – Altura de Corte a 16cm ..................................................................... 33 4.6 Sortimentos Comerciais .................................................................................................. 35 4.7 Estimativas de Volume Não Utilizados na Colheita Florestal ........................................ 36 4.7.1 Volume não Utilizado em Tocos Remanescentes ................................................. 36 4.7.2 Volumes Não Utilizados por Árvore ..................................................................... 36 4.7.3 Volumes Não Utilizados nos Sortimentos Comerciais ........................................ 38 4.8 Resultados Finais .......................................................................................................... 40 5 CONCLUSÃO ............................................................................................................... 42 6 RECOMENDAÇÕES PARA OTIMIZAÇÃO E APROVEITAMENTO DA COLHEITA FLORESTAL .............................................................................................. 43 13 1. INTRODUÇÃO A mecanização da colheita florestal no Brasil nas últimas décadas, tem trazido uma série de benefícios para o setor florestal, dentre eles, a diminuição do risco de acidentes de trabalho, possibilidade de trabalho frente a diversas intempéries, redução do quadro de funcionários, e a significativa otimização do setor, com aumento expressivo na produção. O uso de sistemas mecanizados de colheita de madeira é afetado por diversas variáveis que interferem na capacidade operacional dos equipamentos e consequentemente, no custo final da madeira (BRAMUCCI & SEIXAS 2002). De acordo com Fontes et al. (1996), as principais causas da crescente mecanização desta atividade são, a busca do aumento da produtividade, necessidade de redução dos custos de produção e a falta de mão de obra capacitada para esta atividade. Para Arce et al. (2004) a colheita florestal representa a operação final de um ciclo de produção florestal, na qual são obtidos os produtos de maior valor agregado, constituindo um dos fatores que determinam a rentabilidade florestal. Esta atividade é a que também mais sofre o processo de mecanização. Segundo Machado et al (1989), no setor florestal, a colheita da madeira é uma das atividades mais importantes economicamente, pois representa 50% ou mais no custo final do produto. Com os benefícios advindos da mecanização da colheita florestal, também surgiram algumas adversidades, como a dificuldade de locomoção das máquinas dentro do povoamento florestal e entre os locais de colheita. Também a necessidade de treinamento específico para seus operadores, a dificuldade de reposição de peças com agilidade e a dependência de uma segunda máquina para a manutenção da produção ficando a mercê da interrupção da atividade. Segundo Luz et al. (2016), ultimamente no setor florestal denota-se uma grande preocupação com a perda em volume na colheita florestal mecanizada devido à altura excessiva de tocos. Operações da colheita feita com má qualidade tende a gerar desperdícios, refletindo muitas vezes em sérios danos econômicos provocados por falhas nas operações de corte. Os desperdícios existentes no processo de colheita florestal evidenciam a necessidade de se realizar avaliações para determinação destas perdas em termos econômicos (FIEDLER et al. 2013), de forma a promover a maximização de receitas. 14 Visando a melhor utilização da floresta em multiprodutos, a quantificação do volume nos diferentes sortimentos empregados, podem ser estimados por meio de equações de afilamento ou taper. Sendo mais utilizados os modelos simples que descrevem o perfil do fuste em uma única equação, desde a base até o ápice, tem-se a vantagem de modelar todo o fuste com uma única expressão, sendo fáceis de ajustar e aplicar (NICOLETTI et al., 2016). Com o uso de funções de afilamento pode-se, dentre suas várias utilidades, simular o aproveitamento do fuste com diferentes alturas de corte, onde é possível quantificar as seções de interesse, sendo, entre elas do desperdício ou aproveitamento. Tocos com excesso de altura causam prejuízos na colheita florestal, no entanto estudos sobre o impacto no volume final e em valores financeiros são escassos. Agregam-se as perdas citadas as de sortimentos de toras seguintes, principalmente nas primeiras toras da árvore, pois é onde ocorrem os sortimentos de maior valor para o produtor e para o industrialista. 1.1 Objetivo Geral Dessa forma, este trabalho teve como principal objetivo, a determinação de perdas de madeira nos tocos e sortimentos empregados pela altura excessiva de corte. 1.2 Objetivos Específicos Determinar as perdas volumétricas em todos os sortimentos empregados pela empresa, assim como, a estimativa de valores financeiros relacionados a esta variável e seu impacto na receita bruta oriunda da floresta. 15 2. REVISÃO DE LITRATURA 2.1 Setor Florestal Brasileiro O setor florestal brasileiro, mantem-se em uma constante ascensão, apesar das adversidades encontradas nos cenários econômicos enfrentados nos últimos anos, dando firmes demonstrações de sua resiliência. Com uma área de 7,84 milhões de hectares de florestas plantadas, é responsável por 91% de toda madeira produzida para fins industriais e impressionantes 6,2% do PIB industrial do país (IBÁ,2017). Com um crescimento de 0,5% em relação ao ano de 2015, a área total de florestas plantadas, totalizou 7,84 milhões de hectares em 2016, em grande parte, devido ao aumento das florestas de eucalipto; áreas de pinus e demais gêneros comerciais, tiveram pouca ou nenhuma alteração significativa (IBÁ, 2017). Atualmente, os plantios de pinus ocupam 1,6 milhão de hectares, concentrando-se principalmente nos estados do Paraná e Santa Catarina, com 42% e 34% respectivamente. Nos últimos anos, percebe-se uma queda nas áreas plantadas de pinus, a uma taxa de 0,7 % a.a., devido a substituição por eucalipto, em estados onde o pinus não é tradicional. Porém, nos estados da região sul, que possuem melhores condições edafoclimáticas, a área de plantios de pinus se mantém constante neste período (IBÁ, 2017). 2.2 Produtividade de Sítios Florestais A produtividade dos sítios florestais, é um fator básico a ser determinado, para a condução de florestas plantadas e em seu planejamento para produção de madeira em empresas florestais. (SELLE et al., 1994). Segundo Davis e Johnson (1987), a produtividade de uma área de produção florestal é determinada pelo volume máximo de madeira que o local pode produzir em um intervalo de tempo. A forma do fuste de uma árvore pode variar de acordo com vários fatores, sendo eles, espécie, genética, tratos silviculturais, sítio entre outros, sendoimportantes para considerar o método a utilizar para estimativas dos volumes das árvores. Os troncos das árvores podem assumir diferentes formas, assemelhando-se a figuras geométricas, ou ainda ter formas irregulares, não se assemelhando a quaisquer tipos geométricos (MACHADO; FIGUEIREDO FILHO, 2014). 16 2.3 Colheita Florestal Os benefícios alcançados pela mecanização das operações de colheita, vão desde a redução de custos de produção, maior segurança durante as atividades realizadas até o controle mais eficaz sobre a produtividade dos operadores (VIEIRA et al., 2016). Segundo Sampietro et al. (2016), o transporte de madeira junto a colheita mecanizada, representa mais de 50% dos custos de produção, sendo a etapa com maior potencial de alteração do meio ambiente e em termos de segurança do trabalho, representando maiores riscos. Nesse contexto, o aperfeiçoamento das técnicas e operações de colheita florestal são de extrema importância, visando o aumento da produtividade, redução dos custos, para a busca por melhorias na qualidade do trabalho, buscando sempre a minimização de danos a natureza, assim, favorecendo a sustentabilidade e potencial competitivo das empresas florestais (PEREIRA et al., 2015) 2.4 Funções de Afilamento ou Taper Assim sendo, as funções de afilamento, tendo em vista a quantificação de sortimentos dos povoamentos florestais, apresentam-se como uma opção distinta. O conjunto de informações por elas fornecido, tem otimizado o setor florestal, sendo crucial no crescimento do setor nas últimas décadas (Souza et al, 2008). Com o objetivo de tornar as florestas plantadas mais rentáveis, a pesquisa, uso de modelos estatísticos e a crescente necessidade quantificar as perdas em qualidade nos processos aplicados ao manejo florestal, tem a finalidade de destinar um melhor uso destes volumes de madeira a produtos finais com maior valor agregado, tornando o processo mais rentável (CHICHORRO et al., 2003). 2.5 Avaliação Econômica de Florestas A avaliação econômica de povoamentos florestais, torna-se uma das grandes dificuldades do manejo florestal, em alguns casos a inexistência de tabelas de produção, que independente dos tipos de aproveitamento da madeira, possibilitem a determinação com agilidade do estoque disponível, ou ainda em se determinar as perdas envolvidas no manejo da floresta. Assim, com o objetivo de otimizar a descrição da forma dos fustes segundo sua qualidade, suas dimensões e suas possibilidades de utilização, muitas pesquisas estão sendo 17 desenvolvidas, com o intuito de melhorar a classificação das toras em seus respectivos sortimentos e melhor remuneração da madeira. Permitindo ao gestor florestal realizar a prognose, em diversos horizontes, dos sortimentos de madeira em diferentes classes de sítio, permitindo planejar a produção de toras, bem como a sua renda (SCHNEIDER et al., 1996). 18 3. MATERIAL E MÉTODOS 3.1 Localização da área A área de estudo localiza-se no munícipio de Timbó Grande, pertencente a Agroflorestal Campo Alto S/A. A região pertence ao planalto norte de Santa Catarina, nas coordenadas UTM (Universal Transversa de Mercator) 539454.10 m E e 7050120.39 m S (Datum Sirgas 2000, Zona 22 J). O local do estudo encontra-se a uma altitude média de 1.060 m. 3.2 Caracterização da Área O presente estudo foi desenvolvido durante os meses de agosto e setembro de 2017. A floresta consistia de plantios de Pinus taeda, com idade de 25 anos. A área de efetivo plantio era de aproximadamente 83,73 ha. De acordo com Köeppen, o clima da região onde o estudo foi realizado é classificado como mesotérmico úmido (Cfb), com precipitação pluviométrica anual média de 1.608 mm, com chuvas bem distribuídas durante o ano, a área de estudo apresenta as temperaturas médias, entre 11,5 e 13 ºC. O solo predominante para a região, é classificado como, cambissolo álico com relevo ondulado a forte ondulado (EMPRABA, 2004). A região encontra-se inserida na Floresta Ombrófila Mista (FOM), também conhecida como Mata de Araucária, pertencente ao Bioma Mata Atlântica (IBGE, 2012). 3.3 Sistema de Colheita No local foi adotado o sistema de toras curtas, as etapas de corte, desgalhamento e seccionamento utiliza-se um cabeçote harvester, o baldeio é realizado por um forwader, durante o seccionamento das toras, as mesmas são classificadas nos sortimentos apresentados na Tabela 1. 19 Tabela 1. Sortimentos Comerciais utilizados. Diâmetro na Ponta Fina (cm) Comprimento toras (m) (R$/m³) 35↑ 3,07 205,00 25 a 34 3,07 135,00 16 a 24 2,10 86,00 8 a 15 2,10 60,00 8↓ 2,40 57,00 Sendo: 35↑= toras com diâmetro na ponta fina =>35cm; 25 a 34 = toras com diâmetro na ponta fina entre 25cm e 34,99cm; 16 a 24 = toras com diâmetro na ponta fina entre 16 e 24,99cm; 8 a 15 = toras com diâmetro na ponta fina entre 8cm e 15,99cm; 8↓= toras com diâmetro < 8cm. Fonte: Próprio Autor. 3.4 Coleta dos dados O estudo foi dividido em duas etapas, sendo a primeira, a coleta das alturas de corte nos tocos pós corte raso, nos locais onde já haviam realizado a colheita na área de estudo, para determinar a altura média de corte. A segunda etapa foi a coleta de dados para gerar as estimativas da perda volumétrica nos sortimentos utilizados pela empresa, sendo necessário, realizar a cubagem rigorosa das árvores não processadas no talhão. Sendo gerado uma tabela de distribuição de frequências, sendo determinado o número de árvores a serem cubadas por classe, com o banco de dados do inventário florestal da área cedido pela empresa. Após a cubagem rigorosa das árvores, os dados foram processados em planilha eletrônica, com o ajuste de dois modelos de taper, sendo escolhido o modelo com menor erro padrão da estimativa (Syx%), maior R²ajustado e gráfico de resíduos com menor dispersão dos dados, apresentando pouca tendência, para as estimativas dos diâmetros de interesse no fuste. 3.4.1 Mensuração de Tocos Na área de estudo, foram mensurados 150 tocos, sendo realizadas duas medidas de altura em lados opostos de cada toco (Figura 1 - A e B), a fim de se estimar a altura média de corte para o talhão. Os tocos mensurados, foram de árvores derrubadas e processadas pelo harvester. As medidas foram realizadas no centro do talhão, não escolhendo tocos próximos até 20 metros das vias de transporte, pois há rebaixamento de tocos nestas faixas dos talhões, para não danificar o maquinário, que ali trafega intensamente realizando baldeio, evitando assim tendência nos resultados. 20 Figura 1. A e B. Tocos mensurados em área de corte mecanizado. Fonte: Próprio Autor. 3.4.2 Inventário Florestal Com a finalidade de realizar estimativas para a área total, foi cedido pela empresa os dados do inventário florestal pré – corte raso da floresta, sendo possível elaborar uma tabela de distribuição de frequências, onde foram determinadas o número de classes pelo método empírico, e a quantidade de árvores a ser cubada por classe. 3.4.3 Cubagem Rigorosa Para determinação das árvores a serem cubadas rigorosamente, a campo, com auxílio de uma suta, foram medidos os diâmetros na altura do peito, assim checando se as árvores se enquadravam nas classes determinadas na tabela de distribuição de frequências. Nos tocos das árvores derrubadas, foi realizadaduas medidas de altura com auxílio de trena métrica (Figura 2-A), a fim de determinar a altura média do toco, assim na árvore A B 21 derrubada, a trena era estendida até o ápice da árvore, sendo na sua base partindo do comprimento correspondente a altura média do toco, determinado no momento. Além da altura média de toco (Figura 2-B) e seu respectivo diâmetro, nos fustes abatidos, foram medidos os diâmetros nos seguintes comprimentos: 0,3m; 0,5m; 0,9m; 1,3m; 2,3m; 3,3m; 4,3m, e 5,3m, a partir de 5,3m de comprimento a cada 2 m até o final do fuste, sendo também medido a altura total. Afim de melhorar o ajuste do modelo de taper, foram coletados também os comprimentos em que se encontravam os diâmetros comerciais, de 8cm, 16cm, 25cm e 35cm; utilizados para classificação das toras na ponta fina apresentados na Tabela 1. Figura 2. A - Árvore abatida cubagem rigorosa. B - Toco mensurado de árvore abatida. Fonte: Próprio Autor. 3.5 Suficiência Amostral Para verificação da suficiência amostral dos dados ajustados para os modelos de taper e para as alturas de corte dos tocos mensuradas para determinação da altura média de corte foi utilizada a Fórmula 1. A B 22 Fórmula 1. Suficiência amostral (n) 𝑛 = (𝑡 𝑡𝑎𝑏)2 ∗ 𝐶𝑉%2 𝐸%2 Sendo: t tab: valor tabelado da estatística de “t” de student, a dado nível de significância α e n-1 graus de liberdade; CV%: Coeficiente de variação da característica analisada; E%: Erro admissível em torno da média. 3.6 Estimativas de Perda As estimativas de perda nos tocos e sortimentos comerciais utilizados, foram geradas por meio do cálculo das seções nas árvores. Iniciando pelos tocos, procurando determinar se há altura excessiva de corte e se houver, quantos centímetros acima da altura mínima de corte; assim a seção de interesse neste caso, será desde a altura mínima, até a altura média de corte estimada para o talhão, sendo estimada a quantidade de madeira em m³ que é deixada a campo e seu respectivo valor em R$/m³ nos tocos. Na derrubada das árvores, cada centímetro elevado em relação ao solo, a árvore será cortada com um diâmetro menor do que efetivamente poderia ser derrubado, assim, essa perda se dá nos sortimentos seguintes da árvore. Para estimar a perda de madeira devido à altura de corte excessiva, foram simulados dois cenários nas árvores da cubagem rigorosa, no primeiro, com o corte na altura média dos tocos, no segundo cenário na altura de corte mínima, sendo os comprimentos das toras e diâmetros de classificação na ponta fina utilizados em ambos os casos, apresentados na Tabela 1. O cálculo dos volumes das seções foi realizado pela fórmula de Smalian (Tabela 2) bem como o volume do cone no ápice de cada árvore. Tabela 2. Fórmulas para Cubagem Rigorosa Autor Fórmula Smalian 𝑣 𝑠𝑒çã𝑜 = ( 𝑔𝑖1 + 𝑔𝑖2 2 ) ∗ 𝑙 𝑖 - 𝑣 𝑐𝑜𝑛𝑒 = ( 1 3 ) ∗ 𝑔𝑛 ∗ 𝑙𝑖 Sendo = V Seção: volume em m³ da seção; gi1: área transversal da tora na ponta grossa em m²; gi2: área transversal da tora na ponta fina em m²; gn: área transversal da última seção em m²; li: comprimento da seção em metros. Fonte: Próprio Autor. Assim, foi possível realizar a comparação entre cenários e estimar a quantidade de volume de madeira não aproveitada, e a perda em R$/m³, nos tocos, por árvore, por sortimento, por hectare e para a área total, dentro dos valores de cada sortimento, especificados na Tabela 1. 23 3.7 Modelos de Taper Ajustados Para a estimativa dos diâmetros de interesse nos fustes abatidos foram ajustados os modelos de taper apresentados na Tabela 3. Tabela 3. Modelos de taper ajustados para expressar a forma do fuste das árvores. Função de taper Autor ( 𝑑𝑖 𝑑𝑎𝑝 ) 2 = 𝛽0 + 𝛽1 ∗ ( ℎ𝑖 ℎ ) + 𝛽2 ∗ ( ℎ𝑖 ℎ ) ² Kozak et al 1969 ( 𝑑𝑖 𝑑𝑎𝑝 ) = 𝛽0 + 𝛽1 ∗ ( ℎ𝑖 ℎ ) + 𝛽2 ∗ ( ℎ𝑖 ℎ ) 2 + 𝛽3 ∗ ( ℎ𝑖 ℎ ) 3 + 𝛽4 ∗ ( ℎ𝑖 ℎ ) 4 + 𝛽5 ∗ ( ℎ𝑖 ℎ ) 5 Prodan et al 1966 Sendo: di = diâmetro tomado a i-ésima altura da árvore em centímetros; dap = diâmetro da árvore a 1,3m de altura em centímetros; hi = altura referente ao diâmetro di em metros; h = altura total da árvore em metros; B0, B1, B2, B3, B4 e B5 = coeficientes do modelo estimado. 3.8 Seleção do Modelo de Taper De posse das equações ajustadas procedeu-se a seleção da melhor equação por meio do recálculo da tabela de análise de variância; assim fornecendo as estatísticas de ajuste de precisão: coeficiente de determinação, erro padrão da estimativa na unidade da variável diâmetro (Syx) e em porcentagem (Syx%) e para este estudo também foi realizada a análise gráfica de resíduos. Os modelos apresentam variações em relação ao número de variáveis independentes, desta forma, trabalhou-se com o R² ajustado. O erro padrão da estimativa (Syx) indica o quão próximo em média os valores preditos ou estimados da variável y estão de seus respectivos valores reais ou percentuais. 24 Tabela 4. Estatísticas de Ajuste e Precisão Número Descrição Fórmula 1 Soma dos Quadrados Total SQ total = ∑(y − y med)2 2 Soma dos Quadrados do Resíduo SQ resíduo = ∑(y − ŷ)2 3 Erro Padrão da Estimativa. 𝑆𝑦𝑥 = √ ∑(y − ŷ)2 𝑛 − 𝑝 2 4 . Erro Padrão da Estimativa (%). 𝑆𝑦𝑥 (%) = 𝑆𝑦𝑥 Ῡ ∗ 100 5 Coeficiente de Determinação. 𝑅2 = 1 − 𝑆𝑄 𝑅𝑒𝑠í𝑑𝑢𝑜 𝑆𝑄 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 6 Coeficiente de Determinação Ajustado. 𝑅2𝑎𝑗𝑢𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 = 1 − (( 𝑆𝑄 𝑅𝑒𝑠í𝑑𝑢𝑜 𝑆𝑄 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 ) ∗ ( 𝐺𝐿 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐺𝐿 𝑅𝑒𝑠í𝑑𝑢𝑜 )) Sendo: Syx = erro padrão da estimativa; y = volume observado (m³); y med = volume médio observado (m³); ŷ = volume estimado (m³); n = número de observações; p = número de coeficientes do modelo; R²: Coeficiente de determinação; SQ Resíduo: Soma dos quadrados do resíduo; SQ T otal: Soma dos Quadrados Total; R² aj. = R² ajustado; GL Total: graus de liberdade n-1; GL resíduo: graus de liberdade n-p. Fonte: Próprio Autor. 25 4. RESULTADOS 4.1 Modelos de Taper Ajustados 4.1.1 Parâmetros Estatísticos Avaliados Após o ajuste das equações, aplicou-se as estatísticas de ajuste e precisão, descritos na metodologia, para verificação do modelo que melhor se ajusta às características do perfil de fuste. Os coeficientes da regressão obtidos para os modelos testados após o recálculo da ANOVA podem ser observados na Tabela 5. Tabela 5. Coeficientes dos modelos ajustados para a variável diâmetro. Precisão Ajuste Modelo Syx (cm) Syx (%) R² R² ajust Prodan et al 1966 2,27 7,00 0,9771 0,9770 Kozak et al 1969 3,10 9,57 0,9571 0,9571 Sendo = R²: Coeficiente de determinação R² ajust. = Coeficiente de determinação ajustado; Syx = erro padrão da estimativa; Syx% = erro padrão da estimativa em porcentagem. Fonte: Próprio Autor. O modelo de Kozak et a 1969, apresenta-se com valores do erro padrão da estimativa (Syx) da variável diâmetro, de 3,10 cm e relativo de 9,57%, sendo superiores ao modelo de Prodan et al 1966; apresentando 2,27cm na variável diâmetro e relativo de 7,0%; resultados semelhantes a Souza et al (2008). Para o presente estudo foi realizado a análise gráfica de resíduos (%) dos modelos, paraverificação de eventuais tendenciosidades, sendo apresentado os gráficos dos modelos ajustados (Figura 3 e 4). 4.1.2 Análise Gráfica dos Resíduos A dispersão gráfica dos resíduos dos modelos ajustados, apresentaram resultados diferenciados. Com tendenciosidades na variável dependente dos dados ajustados no modelo de Kozak et al. 1969, verificasse a tendência na subestimativa de diâmetros acima de 40 cm e superestimativa de diâmetros menores que 40 cm, a maior parte dos resíduos compreende-se entre 25% e -25%. Para os diâmetros inferiores a 20 cm, há grande superestimativa dos diâmetros, com resíduos de até -138,57% (Figura 3). 26 Figura 3. Dispersão Gráfica dos Resíduos para o modelo de afilamento de Kozak et al. 1969. Fonte: Próprio Autor. O modelo de Prodan et al. 1966, apresentou pouca tendência na variável estimada, com melhor distribuição dos resíduos (Figura 4), com a dispersão dos resíduos em sua maioria entre 25% e -25% para diâmetros maiores que 20 cm. Para a maior parte dos resíduos com diâmetros abaixo de 20 cm, estabeleceram-se entre 25% a -50%, apresentado menor precisão na estimativa de diâmetros menores que 20 cm, com outlier de até -87,28% (Figura 4). -150% -125% -100% -75% -50% -25% 0% 25% 50% 75% 100% 125% 150% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 E rr o R el at iv o Di estimado (cm) 27 Figura 4. Dispersão Gráfica dos Resíduos para o modelo de afilamento de Prodan et al. 1966. Fonte: Próprio Autor. 4.1.3 Coeficientes do Modelo de Taper Selecionado Assim, o modelo do Polinômio de 5º Grau foi o selecionado para a estimativa das variáveis de interesse, apresentando maiores valores de R²ajustado, menores Syx, e Syx (%) e melhor distribuição dos resíduos. A Tabela 6 apresenta os coeficientes ajustados do modelo selecionado. Tabela 6. Equação de afilamento ajustada. Equação de Prodan Ajustada di = DAP ∗ √1,14961 − 3,45838 ∗ ( hi h ) + 14,9502 ∗ ( ℎ𝑖 ℎ ) 2 − 31,85148 ∗ ( ℎ𝑖 ℎ ) 3 + 29,12700 ∗ ( ℎ𝑖 ℎ ) 4 − 9,95861 ∗ ( ℎ𝑖 ℎ ) 52 Sendo que: di = diâmetro tomado a i-ésima altura da árvore em centímetros; dap = diâmetro da árvore à 1,3m de altura em centímetros; hi = altura referente ao diâmetro di em metros; h = altura total da árvore em metros. Fonte: Próprio Autor. 4.2 Dados Processados dos Tocos Remanescentes 4.2.1 Altura Média de Corte Com os dados coletados dos 150 tocos mensurados na área de colheita florestal mecanizada, foi possível determinar a altura média de corte no local, bem como o número de tocos por classe de altura (Tabela 7). A média geral de altura de toco foi de 24,38 cm. -150% -125% -100% -75% -50% -25% 0% 25% 50% 75% 100% 125% 150% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 E rr o R el at iv o Di estimado (cm) 28 4.2.2 Distribuição de Frequência dos Tocos Mensurados Tabela 7. Classificação dos tocos por altura de corte. Classe Altura de Tocos (cm) Número de Tocos Fr (%) 1 0 – 10 0 0,0 2 10,1 – 20 40 26,7 3 20,1 – 30 95 63,3 4 30,1 – 40 11 7,3 5 >40 4 2,7 ∑150 ∑100,0,0 Fonte: Próprio Autor. A Tabela 7, demonstra que do total de 150 tocos mensurados, nenhum dos mesmos apresentou altura média inferior a 10cm, sendo 63,3% dos tocos na classe 3 com alturas entre 20,1cm a 30cm, e apenas 2,7% dos tocos acima de 40cm, ilustrados na Figura 5. Figura 5. Frequência relativa de tocos por classe. Fonte: Próprio Autor. 4.3 Inventário Florestal Com as variáveis do inventário florestal da área, pode-se elaborar uma tabela de distribuição de frequências, sendo os dados distribuídos em 6 classes (Tabela 8). Determinando a quantidade de 7 árvores por classe, foram cubadas ao todo 42 árvores. Também foram calculadas as variáveis de interesse do inventário florestal (Tabelas 9 e 10). 0,0% 26,7% 63,3% 7,3% 2,7% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 0 - 10 cm 10,1 - 20 cm 20,1 - 30 cm 30,1 - 40 cm 40,01cm ↑ F re q u ên ci a R el a ti v a Altura de tocos por classe 29 Tabela 8. Tabela de Distribuição de Frequências. Classe Li (cm) Xi (cm) Ls (cm) fi Fr (%) FAC Árvores Cubagem Rigorosa 1 30,6 33,0 35,4 2 2,5 2 7 2 35,4 37,8 40,2 16 19,8 18 7 3 40,2 42,6 45,0 32 39,5 50 7 4 45,0 47,4 49,8 17 21,0 67 7 5 49,8 52,2 54,6 12 14,8 79 7 6 54,7 57,1 59,5 2 2,5 81 7 ∑ fi ∑ fr (%) ∑ Árvore Cubagem Rigorosa 81 100 42 Sendo: Li: limite inferior da classe em centímetros; Xi: centro de classe em centímetros; Ls: limite superior da classe em centímetros; fi: frequência absoluta; fr: frequência relativa; FAC: frequência acumulada. Fonte: Próprio Autor. Os dados da distribuição de frequências na Tabela 8 e das variáveis dendrométricas na Tabela 9, apresenta um plantio florestal próximo a rotação de corte para a região, devido aos diâmetros mínimos da floresta serem superiores a 30,0cm, a média dos DAP’s de 44,6cm e pela densidade de 243 indivíduos por hectare. O erro de inventário relativo ficou próximo ao recomendável 10%, sendo para este estudo de 12,66%. Tabela 9. Resumo do Inventário Florestal. Variáveis Dendrométricas DAP médio (cm) 44,3 Árvore dg (cm) 44,6 h média (m) 32,6 h dom (m) 33,9 N/ha 243 G (m²/ha) 37,9 Ea (m³/ha) 70,5 Er. (%) 12,66 Sendo: DAP médio: diâmetro a altura do peito (1,30m) médio da floresta em centímetros; h média: altura média total das árvores em metros; h dom: altura dominante de Assman em metros; N/ha: número de árvores por hectare; G/ha: área basal por hectare em metros quadrados por hectare; Ea: erro absoluto do inventário florestal em metros cúbicos por hectare; Er %: erro relativo do inventário florestal. Fonte: Próprio Autor. A Tabela 10 apresenta os valores do intervalo de confiança, gerado para a variável volume, em hectares e para a área total, sendo, que neste povoamento, em média 557,0 m³/ha e para a área total 46.633,7 m³. 30 Tabela 10. Intervalo de Confiança do Inventário Florestal. Volume Intervalo de Confiança LI (m³/ha) XI (m³/ha) LS (m³/ha) 486,5 557,0 627,4 Volume Total LI (m³) Média (m³) LS (m³) 40.731,4 46.633,7 52.536,0 Sendo: Li: limite inferior do intervalo de confiança em m³/ha; XI: média do intervalo de confiança em m³/há; LS: limite superior do intervalo de confiança. Fonte: Próprio Autor. 4.4 Suficiência Amostral 4.4.1 Cubagem Rigorosa Para o presente estudo foram cubadas rigorosamente pelo método de Smalian 7 árvores por classe, nas 6 classes determinadas, totalizando um esforço amostral de 42 árvores, sendo analisadas pela variável DAP, diâmetro a altura do peito; com t tabelado de 1,962 (valor tabelado da estatística de “t” de student, a dado nível de significância α e n-1 graus de liberdade). Considerando um erro admissível de 10%, com coeficiente de variação de 18,02%, o número de árvores suficientes para expressar a variável com segurança foi de 13 árvores, sendo a suficiência amostral utilizada suficiente. 4.4.2 Altura Média de Corte Nos 150 tocos mensurados, para estimativa da média de altura de corte do talhão, foi realizado também o cálculo da suficiência amostral, onde com t tabelado de 1,976; considerando um erro admissível de 10%, com coeficiente de variação de 36,51%, o número de tocos suficientes para expressar a variável com segurança foi de 52 tocos, sendo a suficiência amostral utilizadasuficiente. 4.5 Cenários Gerados para Estimativas de Perda A campo mensurou-se no cabeçote do harvester, a distância entre o sabre de corte e a fração inferior o cabeçote, obtendo-se aproximadamente 16cm (Figura 6). 31 Assim foi definida para este estudo, a altura mínima de corte a ser utilizada em um dos cenários avaliados, estimando-se a perda volumétrica e monetária atual na área. Figura 6. Distância mínima entre a parte inferior do cabeçote e o sabre de corte. Fonte: Próprio Autor. Com a altura de corte definida a 16 cm e a média de altura de corte obtida no levantamento de tocos de 24,38 cm, percebe-se que há em média 8,37 cm de excesso na altura de corte, que resulta em uma maior quantidade de madeira da primeira tora deixada a campo, consequentemente há perdas de volume e valor nas demais toras da árvore. Para determinação e comparação de tais volumes, a partir dos dados da cubagem rigorosa das 42 árvores de Pinus taeda, foi utilizada a equação de taper de Prodan, para estimativa dos diâmetros de interesse nas alturas em que se encontram a ponta fina das toras, utilizando dos comprimentos apresentados na Tabela 1. Sendo possível estimar o volume deixado em tocos, número de toras e o volume cortado em ambos os cenários. Nos cenários gerados, foram calculados para cada toco e cada tora, seu respectivo volume, nas 42 árvores cubadas, por meio do uso da equação de Prodan et al 1966 para estimar os diâmetros nas extremidades das seções de interesse e os volumes calculados pelo método de Smalian. Assim foi calculado o valor médio (R$) dos tocos e para cada tora, dentro de seu sortimento, podendo assim calcular seus valores médios, sendo realizado dentro de cada cenário, possibilitando a comparação dos volumes e valores calculados. 32 4.5.1 Cenário 1 – Altura de Corte a 24,38cm O cenário um, apresenta a situação encontrada da colheita mecanizada na floresta, onde a partir da altura de corte de 24,38cm, foram simulados os diâmetros nas pontas finas das toras, apresentados na Tabela 11. Apesar da média de altura de corte, os diâmetros médios na ponta fina das toras indicam que, em média as árvores no talhão em estudo, fornecem cerca de 3 toras no sortimento 35cm mínimos de diâmetro na ponta fina; 3 toras no sortimento de 25cm a 35cm na ponta fina; 3 toras no sortimento de 16 a 25cm na ponta fina; 1 tora de 8 a 15cm na ponta fina e um torete com no máximo 8cm na ponta fina, sendo este material de descarte ou ainda aproveitável, dependendo do mercado. Tabela 11. Cenário 1 – Variáveis geradas. Sortimento (cm) di^ PF (cm) hi (m) Comprimento Tora (m) Toco 50,73 0,2438 0,2438 35 ↑ 41,31 3,31 3,07 35 ↑ 38,08 6,38 3,07 35 ↑ 36,60 9,45 3,07 25 a 35 34,51 12,52 3,07 25 a 35 31,00 15,59 3,07 25 a 35 26,19 18,66 3,07 16 a 25 22,41 20,76 2,10 16 a 25 18,41 22,86 2,10 16 a 25 14,17 24,96 2,10 8 a 15 9,30 27,36 2,40 8 ↓ 5,27 29,76 2,40 Sendo: 35 ↑: diâmetro na ponta fina mínimo para a classe em centímetros; 8 ↓: diâmetro máximo na ponta fina para a classe em centímetros; di^PF: diâmetro médio estimado na ponta fina das toras em centímetros; hi: altura no fuste em que se encontra o diâmetro estimado em metros. Fonte: Próprio Autor. Na Figura 7, onde percebe-se que os valores médios dos diâmetros estimados, descrevem de maneira gráfica o perfil do fuste para o cenário. 33 Figura 7. Representação gráfica do perfil do fuste no cenário 1. Fonte: Próprio Autor. 4.5.2 Cenário 2 – Altura de Corte a 16cm O cenário dois, apresenta a situação com aproveitamento de 100% para a colheita mecanizada na floresta, com altura de corte em 16cm, sendo para o campo de estudo, de difícil obtenção, devido aos fatores como, relevo, solo, operador, precisão do cabeçote na máquina em cortar a árvore na altura correta, servindo assim com a finalidade comparativa para quantificação das perdas. Na Tabela 12, apresenta os diâmetros simulados nas pontas finas das toras e altura em que se encontram os diâmetros para o cenário. Na altura de corte de 16cm, os diâmetros médios na ponta fina das toras indicam uma situação semelhante apresentada para no cenário 1 para o número de toras por sortimento, porém pode-se visualizar as diferenças quanto aos diâmetros na ponta fina, maiores que o cenário 2, assim, tendo toras com maiores volumes. 0 10 20 30 40 50 60 0,24 3,31 6,38 9,45 12,52 15,59 18,66 20,76 22,86 24,96 27,36 29,76 D iâ m et ro M éd io n a P o n ta F in a ( cm ) Comprimento Fuste (m) 34 Tabela 12. Cenário 2 – Variáveis geradas. Sortimento (cm) Di^ PF (cm) hi (m) Comprimento da Tora (m) Toco 51,14 0,16 0,16 35 ↑ 41,46 3,23 3,07 35 ↑ 38,13 6,30 3,07 35 ↑ 36,64 9,37 3,07 25 a 35 34,59 12,44 3,07 25 a 35 31,12 15,51 3,07 25 a 35 26,33 18,58 3,07 16 a 25 22,57 20,68 2,10 16 a 25 18,57 22,78 2,10 16 a 25 14,35 24,88 2,10 8 a 15 9,27 27,28 2,40 8 ↓ 5,33 29,68 2,40 Sendo: 35 ↑: diâmetro na ponta fina mínimo para a classe em centímetros; 8 ↓: diâmetro máximo na ponta fina para a classe em centímetros; di^PF: diâmetro médio estimado na ponta fina das toras em centímetros; hi: altura no fuste em que se encontra o diâmetro estimado em metros. Fonte: Próprio Autor. Na Figura 8, onde percebe-se que os valores médios dos diâmetros estimados, descrevem de maneira gráfica o perfil do fuste para o cenário. Figura 8. Representação gráfica do perfil do fuste no cenário 2. Fonte: Próprio Autor. 0 10 20 30 40 50 60 0,16 3,23 6,30 9,37 12,44 15,51 18,58 20,68 22,78 24,88 27,28 29,68 D iâ m et ro M éd io n a P o n ta F in a ( cm ) Comprimento Fuste (m) 35 4.6 Sortimentos Comerciais Nas 42 árvores cubadas, calculou-se o número de toras por árvore, sendo possível estimar a quantidade de toras em média por sortimento e a porcentagem de sortimento, sendo extrapolado os valores para hectare (Tabela 13 e Figura 9). Tabela 13. Sortimentos Comerciais Estimados Sortimento 35cm ↑ 25 - 35cm 16 - 24cm 8 a 15cm 8cm ↓ Total Toras/Árvore 3 3 3 1 1 11 Toras/ha 729 729 729 243 243 2.673 Sortimento (%) 27,3 27,3 27,3 9,1 9,1 100 Sendo: 35↑= toras com diâmetro na ponta fina =>35cm; 25 a 34 = toras com diâmetro na ponta fina entre 25cm e 34,99cm; 16 a 24 = toras com diâmetro na ponta fina entre 24,3 e 24,99cm; 8 a 15 = toras com diâmetro na ponta fina entre 8cm e 15,99cm; 8↓= toras com diâmetro na ponta fina < 8cm. Fonte: Próprio Autor. Assim, em média tem-se 11 toras por árvore, destas, 3 toras em cada um dos seguintes sortimentos, 35cm ↑; 25 a 35cm e 16 a 24cm, sendo que, cada um destes representa 27,3% da árvore. Nos sortimentos de 8 a 15cm e 8cm ↓ apenas 1 tora em média por árvore, representando cada um 9,1% da árvore. Nos três primeiros sortimentos com maior valor agregado, tem-se cerca de 729 toras/ha para cada um dos sortimentos, sendo estes de 35cm↑, 25 a 35cm e 16 a 24cm. Para os sortimentos 8 a 15cm e 8cm ↓, tem-se 243 toras/ha cada. Assim para todos os sortimentos tem-se uma estimativa de 2.673 toras por hectare. Figura 9. Sortimentos Comerciais Atuais. Fonte: Próprio Autor. 27,3% 27,3% 27,3% 9,1% 9,1% 18,2% 35cm ↑ 25 - 35cm 16 - 25cm 8 a 15cm 8cm ↓ 36 4.7 Estimativas de Volume Não Utilizados na Colheita Florestal 4.7.1 Volume não Utilizado em Tocos RemanescentesO cálculo do valor médio de madeira em m³ encontrado na seção das árvores entre a alturas de corte dos dois cenários, sendo entre 16cm a 24,38cm, determina o volume não aproveitado nesta seção do fuste. A Tabela 14 exibe a estimativa de perdas volumétricas e monetárias, por árvore, por hectare e para área total. A perda nos tocos é mais expressiva, devido ao alto valor agregado no sortimento, onde tal seção poderia ter um melhor aproveitamento. Como apresentado na Tabela 1, o sortimento de toras com 35cm mínimo na ponta fina, tem o valor de R$ 205,00/m³. O volume médio calculado por toco na seção entre 16cm a 24,38cm de altura é de 0,0168m³, com um valor estimado em R$ 3,45 por toco remanescente. Na área em estudo tem-se a densidade de 243 árvores por hectare, assim a quantidade estimada de madeira não aproveitada é de 4,09 m³/ha, gerando uma perda de R$/ha 838,85; sendo para a área total de 83,73 ha, uma perda significativa de 342,62 m³, com expressivos R$ 70.237,02 deixados de ser arrecadados (Tabela 14). Tabela 14. Perdas volumétricas e monetárias estimadas em tocos. Estimativas para Tocos entre 16 a 24,4cm de altura Volume Médio entre 16cm a 24cm (m³/toco) 0,0168 Perda monetária (R$/toco) R$ 3,45 Número de tocos p/ ha 243 Volume médio entre 16cm a 24cm (m³/ha) 4,09 Perda monetária (R$/ha) R$ 838,85 Volume médio entre 16cm e 24cm Área Total (m³) 342,62 Perda monetária (R$) R$ 70.237,02 Fonte: Próprio Autor. 4.7.2 Volumes Não Utilizados por Árvore Por meio do cálculo dos diâmetros nas extremidades das seções das árvores, foi realizado o cálculo dos volumes das seções pelo método de Smalian, para cada tora de cada árvore, o volume obtido foi multiplicado pelo valor do sortimento correspondente a classificação da tora pela ponta fina. Assim obteve-se o volume em m³ e valor em R$/m³ em média por tora, por árvore e por sortimento dentro de cada cenário; podendo extrapolar para a área em 37 estudo. Nos Quadros 1 e 2 apresenta-se os valores médios de volume por tora e R$/tora obtidos para os cenários analisados. Quadro 1. Médias das variáveis do cenário 1. Cenário 1 - Altura de Corte de 24,38cm Tora 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Sortimento (cm) 35 ↑ 35 ↑ 35 ↑ 35 - 25 35 - 25 35 - 25 25 - 16 25 - 16 25 - 16 15 a 8 8 ↓ Seção (m) 0,24 - 3,31 3,31 - 6,38 6,38 - 9,45 9,45 - 12,52 12,52 - 15,59 15,59 - 17,69 17,69 - 19,79 19,79 - 21,89 21,89 - 23,99 23,99 - 26,39 26,39 - 28,79 v médio/tora (m³) 0,5332 0,3934 0,3476 0,3156 0,2692 0,2070 0,1029 0,0736 0,0482 0,0301 0,0041 Ganhos a 24,4cm (R$/tora) R$ 109,31 R$ 80,64 R$ 71,26 R$ 42,61 R$ 36,34 R$ 27,95 R$ 8,85 R$ 6,33 R$ 4,14 R$ 1,81 R$ 0,23 Sendo: Ganhos a 24cm: Ganhos atuais em R$/tora no cenário 1 com altura de toco média de 24,38cm. Fonte: Próprio Autor. Quadro 2. Médias das variáveis do cenário 2. Cenário 2 - Altura de Corte 16cm Tora 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Sortimento (cm) 35 ↑ 35 ↑ 35 ↑ 35 - 25 35 - 25 35 - 25 25 - 16 25 - 16 25 - 16 15 a 8 8 ↓ Seção (m) 0,16 - 3,23 3,23 - 6,30 6,30 - 9,37 9,37 - 12,44 12,44 - 15,51 15,51 - 17,61 17,61 - 19,71 19,71 - 21,81 21,81 - 23,91 23,91 - 26,31 26,31 - 28,71 v médio/tora (m³) 0,5399 0,3954 0,3485 0,3166 0,2707 0,2088 0,1042 0,0747 0,0491 0,0309 0,0043 Ganhos a 16cm (R$/tora) R$ 110,67 R$ 81,06 R$ 71,43 R$ 42,75 R$ 36,54 R$ 28,19 R$ 8,96 R$ 6,42 R$ 4,22 R$ 1,86 R$ 0,24 Sendo: Ganhos a 16cm: Ganhos desejados em R$/tora no cenário 2 com altura de toco média em 16cm. Fonte: Próprio Autor. De acordo com o valor do sortimento e volume da tora, percebe-se o decréscimo nos valores em R$/m³, conforme diminui os volumes tendo valores agregados menores em ambos os cenários, no Quadro 3, fica evidente o impacto que a diferença de 8,37cm nas alturas de tocos, nos cenários analisados pode causar, os valores em m³ e R$/m³ que deixam de ser ganhos por tora dentro de cada sortimento. Sendo apenas na primeira tora a perda de R$ 1,36/m³. Quadro 3. Diferenças entre de Cenários. Perdas com altura de corte a 24,38cm Tora 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Sortimento 35 ↑ 35 ↑ 35 ↑ 35 - 25 35 - 25 35 - 25 25 - 16 25 - 16 25 - 16 15 a 8 15 a 8 v médio/tora (m³) 0,0067 0,0020 0,0009 0,0010 0,0015 0,0018 0,0012 0,0011 0,0009 0,0008 0,0002 Perdas com 24,38 cm (R$/tora) R$ 1,36 R$ 0,41 R$ 0,17 R$ 0,14 R$ 0,20 R$ 0,24 R$ 0,11 R$ 0,09 R$ 0,08 R$ 0,05 R$ 0,01 Sendo: Perdas a 24,38cm: Perdas monetárias devido a altura excessiva de 24,38cm; v médio/tora (m³): Perdas volumétricas devido a altura excessiva de 24,38cm. Fonte: Próprio Autor. 38 4.7.3 Volumes Não Utilizados nos Sortimentos Comerciais Para facilitar a análise dos resultados, a Tabela 15 apresenta os resultados por sortimento, tendo uma visão mais ampla da situação. Na primeira linha os valores arrecadados atuais com a altura de corte média a 24,38 cm, e na segunda linha os valores que poderiam ser almejados com a altura de corte em 16 cm. Tabela 15. Perdas nos Sortimentos ANÁLISE DE CENÁRIOS Sortimento 35cm ↑ 25 a 35cm 16 a 25cm 8 a 15cm 8cm ↓ Total RA Cenário 1 (R$/árvore) R$ 261,21 R$ 106,89 R$ 19,32 R$ 1,81 R$ 0,23 R$ 389,47 RD Cenário 2 (R$/árvore) R$ 263,16 R$ 107,48 R$ 19,60 R$ 1,86 R$ 0,24 R$ 392,34 Perdas a 24,38 (R$/árvore) R$ 1,95 R$ 0,59 R$ 0,28 R$ 0,05 R$ 0,01 R$ 2,88 Perdas a 24,38 (m³/árvore) 0,0095 0,0043 0,0033 0,0008 0,0002 0,02 Perdas a 24,38 (m³/ha) 2,31 1,05 0,79 0,20 0,04 4,40 Perdas a 24,38 (R$/ha) R$ 474,26 R$ 142,30 R$ 68,17 R$ 11,70 R$ 2,37 R$ 698,81 Perdas a 24,38 - Área Total (m³) 193,7 88,3 66,4 16,3 3,5 368,15 Perdas a 24,38 - Área Total (R$) R$ 39.709,79 R$ 11.914,91 R$ 5.708,23 R$ 979,84 R$ 198,27 R$ 58.312,77 Sendo: RA: Receita Atual em R$/árvore com corte a 24,38cm de altura; RD: Receita desejada R$/árvore com corte a 16cm de altura; Perdas a 24,38 (R$/árvore): Perdas monetários estimados com corte a 24,38cm dentro de cada sortimento; Perdas a 24,38 (m³/árvore): Perdas em m³/árvore estimados com corte a 24,38cm dentro de cada sortimento; Perdas a 24,4 (m³/ha): estimativa de perdas por hectare em m³ dentro de cada sortimento com corte a 24,38cm; Perdas a 24,38 (R$/ha): estimativa de perdas monetários por hectare dentro de cada sortimento com corte a 24,38cm; 35cm↑: sortimento de toras com diâmetro na ponta fina =>35cm; 25 a 34cm: sortimento de toras com diâmetro na ponta fina entre 25cm e 34,99cm; 16 a 24cm: sortimento de toras com diâmetro na ponta fina entre 16 e 24,99cm; 8 a 15cm = sortimento de toras com diâmetro na ponta fina entre 8cm e 15,99cm; 8cm↓= sortimento de toras com diâmetro < 8cm. Fonte: Próprio Autor. Assim em média, com o corte a 24,38cm de altura, por árvore temos, o ganho de R$ 261,21 para o sortimento de 35cm na ponta fina; R$ 106,89 no sortimento de 25 a 35cm a ponta fina; R$ 19,32 no sortimento de 16a 25cm ponta fina; R$ 1,81 no sortimento de 8 a 15cm na ponta fina; e ainda cerca de R$ 0,23 na classificação para toras com diâmetro na ponta fina menor que 8cm, totalizando R$ 389,47/árvore; da mesma forma para o cenário 2, onde o ganho estimado é de R$ 392,34/árvore. Assim devido a 8,37cm de altura, temos uma perda média de R$ 2,88 por árvore. Os valores expressos na Tabela 15, mostram que devido a altura de corte excessiva, por hectare perde-se cerca de 4,4 m³ de madeira nos sortimentos, deixando de arrecadar cerca de R$ 698,81/ha; e para a área total de 83,73ha, 368,15 m³ de madeira, em valores monetários R$ 58.321,77. A Figura 10 ilustra os valores médios por árvore dentro de cada sortimento, apresentados na Tabela 15. 39 Figura 10. Receitas por árvore em diferentes cenários. Fonte: Próprio Autor. A Figura 11, ilustra os valores monetários, deixados de arrecadar nos sortimentos por hectare apresentados na Tabela 15. Destaque para os valores de R$/ha 474,26 no sortimento de 35cm mínimo na ponta fina e R$/ha 142,30 para o sortimento de toras com diâmetros de 25cm a 34cm, sendo as classes com maiores valores agregados. Figura 11. Perdas monetárias estimadas por hectare. Fonte: Próprio Autor. A Figura 12, demonstra os valores perdas nos sortimentos para a área total na também citados na Tabela 15. R $ 2 6 1 ,2 1 R $ 1 0 6 ,8 9 R $ 1 9 ,3 2 R $ 1 ,8 1 R $ 0 ,2 3 R $ 3 8 9 ,4 7 R $ 2 6 3 ,1 6 R $ 1 0 7 ,4 8 R $ 1 9 ,6 0 R $ 1 ,8 6 R $ 0 ,2 4 R $ 3 9 2 ,3 4 R$- R$50 R$100 R$150 R$200 R$250 R$300 R$350 R$400 R$450 35cm ↑ 25 a 34cm 16 a 24cm 15 a 8cm 8cm ↓ Total R $ /á rv o re Sortimentos Comerciais Valor médio atual Cenário 1 (R$/árvore) Valor desejado Cenário 2 (R$/árvore) R$ 474,26 R$ 142,30 R$ 68,17 R$ 11,70 R$ 2,37 R$698,81 R$ 0 R$ 100 R$ 200 R$ 300 R$ 400 R$ 500 R$ 600 R$ 700 R$ 800 35cm ↑ 25 a 34cm 16 a 24cm 15 a 8cm 8cm ↓ Total R $ /h a Sortimentos Comerciais 40 Figura 12. Perdas monetárias por sortimento estimadas na área total. Fonte: Próprio Autor. 4.8 Resultados Finais A produtividade atual na área, demonstrada pelo cenário 1, mostra que, para o plantio de 25 anos de idade, tem-se em média 2,32 m³/árvore, com valor médio de R$ 389,47 por árvore, extrapolando, tem-se cerca de 562,02 m³/ha, dentro do intervalo de confiança do inventário apresentado na Tabela 10, ou ainda em valores monetários R$/ha 94.652,57. Frente ao cenário 2, onde o volume médio a ser colhido, é de 2,34 m³/árvore, com valor médio de R$ 392,34 por árvore, representando 569,42 m³/ha e renda bruta de R$/ha 95.351,38. Percebe-se que devido a altura de corte excedente em 8,37cm, nos sortimentos comerciais os valores em madeira que deixam de ser colhidos, são de 0,0181 m³/árvore, inferindo, tem-se 4,4 m³/ha, em valores monetários R$ 2,88 por árvore. A diferença entre a arrecadação nos cenários gerados, chega a R$ 698,81/ha (Tabela 16), Tabela 16. Resumo dos Cenários Gerados. COMPARAÇÃO DE CENÁRIOS Variáveis analisadas Cenário 1 (24,4cm) Cenário 2 (16cm) Perdas com corte a 24,38cm Produtividade/Árvore (m³) 2,325 2,343 0,0181 Arrecadação (R$/árvore) R$ 389,47 R$ 392,34 R$ 2,88 Produtividade (m³/ha) 565,02 569,42 4,40 Arrecadação (R$/ha) R$ 94.652,57 R$ 95.351,38 R$ 698,81 Fonte: Próprio Autor. R$39.709,79 R$11.914,91 R$5.708,23 R$979,84 R$198,27 R$58.312,77 R$- R$10.000 R$20.000 R$30.000 R$40.000 R$50.000 R$60.000 R$70.000 35cm ↑ 25 a 34cm 16 a 24cm 15 a 8cm 8cm ↓ Total R $ Sortimentos Comerciais 41 O impacto na colheita florestal, com valores excessivos de altura de corte, não se restringe somente aos tocos (Tabela 14), se dá também nas toras em cada árvore, como apresentados nos Quadros 1,2 e 3, e nas Tabelas 15 e 16. Assim a perda de volume e valor em uma árvore se dá nas várias seções de uma árvore, onde não é dado seu devido aproveitamento, a Tabela 17, mostra a estimativa de perda de total para a área estudada, nos tocos e sortimentos, segundo os cenários gerados. Tabela 17. Perdas Volumétricas e Monetárias Totais. RESULTADOS FINAIS Estimativas de Perdas em Tocos Remanescentes Estimativa de perdas nos Sortimentos Perdas nos Tocos e Sortimentos V médio (m³/ha) 4,09 V médio (m³/ha) 4,40 Volume perdido (m³/ha) 8,49 Volume Médio (m³) 342,62 Perdas (m³) 368,15 V total (m³) 710,77 Valor (R$/ha) R$ 838,85 Valor (R$/ha) R$ 698,81 Valor (R$/ha) R$ 1.537,66 Valor - Área Total (R$) R$ 70.237,02 Valor – Área Total (R$) R$ 58.511,04 Valor -Área Total (R$) R$ 128.748,06 Fonte: Próprio Autor. Os valores estimados em perdas nos tocos e sortimentos já discutidos anteriormente, apresentam perdas significativas para a área total, somados, o volume médio perdido, culmina em 8,49 m³/ha com impacto de R$ 1.537,66 por hectare e 710,77 m³ para a área total, com consideráveis R$ 128.748,06 para a área de 83,73 ha. Apesar do valor estimado para a perda monetária na área total ser expressivo, representa apenas 1,62% da renda bruta (R$) esperada para a área. 42 5 CONCLUSÃO O estudo realizado aponta que, há perdas de madeira na área estudada, tanto nos tocos remanescentes como nos sortimentos, devido à altura excessiva dos tocos. A altura média de corte encontrada foi de 24,38cm. Dos tocos mensurados, 63,3% destes encontram-se entre 20,1 a 30cm de altura, com perda monetária estimada em R$ 3,45 por cepa remanescente. Assim, por hectare estima-se a perda de 4,09 m³ ou R$ 838,85. A queda na arrecadação em m³/ha e R$/ha não se limita aos tocos, pois quanto mais alto o corte é realizado, tem-se uma tendência a diminuir o diâmetro da tora, e isso se transfere de tora em tora na árvore. Com o uso dos cenários gerados, nos sortimentos o volume deixado de colher foi quantificado em 4,40 m³/ha, com consequente perda financeira de R$ 698,81. O volume deixado de colher em tocos e nos sortimentos é de 8,49 m³/ha, com perda financeira de R$/ha 1.537,66. Sendo 710,77 m³ na área em estudo de 83,73ha, deixando de arrecadar para área total do talhão cerca de R$ 128.748,06; devido a média de 8,37 cm de altura excedente nas cepas remanescentes. A altura excessiva de corte, mesmo em poucos centímetros, tem impacto nos volumes colhidos, consequentemente na renda bruta a ser obtida. 43 6 RECOMENDAÇÕES PARA OTIMIZAÇÃO E APROVEITAMENTO DA COLHEITA FLORESTAL Sabe-se da dificuldade de realizar o corte da árvore o mais próximo ao solo possível, e que alturas mais baixas de corte podem vir a causar danos ao cabeçote da máquina, porém é recomendado que se diminua a altura média de corte, para evitar perdas em m³/ha e R$/ha, como as estimativas apresentadas. Visando um melhor aproveitamento do processo, o treinamento dos operadores das máquinas de corte florestal, é uma opção, assim, podendo ser realizado, em diferentes declividades e situações que o terreno das áreas a serem colhidas possam apresentar, determinando as causas e possíveis soluções. Ainda, é recomendado a contratação de pessoal para limpeza das acículas no entorno das árvores a serem abatidas, com uso de ancinhos. O acúmulo de acículasno solo da floresta, dificulta a precisão do corte na altura recomendada, sendo um dos motivos das perdas volumétricas em colheita florestal. Assim a limpeza no entorno de cada árvore a ser abatida poderá vir a acarretar na redução da altura média de corte das árvores. REFERÊNCIAS ARCE, J. E.; Macdonagh, P.; Friedl, R. A. Geração de padrões ótimos de corte através de algoritmos de traçamento aplicados a fiastes individuais. Revista Árvore, v.28, n.2, p.383- 391, 2004. BRAMUCCI, M.; SEIXAS, F. Determinação e quantificação de fatores de influência sobre a produtividade de “harvesters” na colheita florestal. Scientia Forestalis, n. 62, p. 62-74, 2004. CHICHORRO, J.F. et al. Equações de volume e de taper para quantificar multiprodutos da madeira em floresta atlântica, Revista Árvore, v.27, n.6, p.799-809, 2003. DAVIS, L.S.; JOHNSON, K.N. Forest Management. New York. McGraw-Hill Inc. ed.3, 790p. 1987. EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. 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