Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-24T14:34:49Z No. of bitstreams: 1 Francisco Carneiro Barreto Campello.pdf: 841354 bytes, checksum: d593fe5de08695af600fd854c665e872 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-24T14:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francisco Carneiro Barreto Campello.pdf: 841354 bytes, checksum: d593fe5de08695af600fd854c665e872 (MD5) Previous issue date: 2011-08-25 / The Gypsum Pole of Araripe in State of Pernambuco is responsible for the production of approximately 95% of plaster consumed in Brazil. The energy matrix of plaster industry is composed of 3% of electric power, 5% of diesel, 8% of oil GMP, 10% of coke and 73% of wood from forest management plans and native vegetation. Of these 73%, only 3% is from sustained forest management plans, configuring that the majority of this material has illegal origin. With the growth of 25% in the gypsum production in the region, the increased devastation of native vegetation tends to grow committing the forest remnants in the region. This work aims to analyse the specific consumption of firewood from the Caatinga in calcination of gypsum to subsidize a planning in forestry policy with balance among the economic, environmental and social processes. The same will serve to infer whether the region under the current conditions supports the growth of the industry of plaster. Also it will be an instrument of management/control command of the actions of environmental agencies in the region. The survey was developed with companies as Assogesso, which is an Association of calcinating of gypsum. The reserch had a stage of weighing and measurement of he wood for the establishing of the relationship with the gypsum produced and a stage of application of questionnaires from companies calcination. It was noted that the type of oven with predominance of use in the region is the "Hot Belly", which consumes on average 0.49 estere meter of wood per tone of gypsum produced. Based on this data, it is estimated that to support the plaster industry are required 22000 hectares of Caatinga per year in sustainable forest management plans with rotation ranging between 10 and 15 years depending on the type of the Caatinga. The native vegetation alone has no conditions to support for plaster industry and that the use of fast growth forests is a real option to supply the demand of the plaster industry. Indirectly, it also reduces the pressure on native vegetation in the region. / O Polo Gesseiro do Araripe do Estado de Pernambuco é responsável pela produção de, aproximadamente, 95% do gesso consumido no Brasil. A matriz energética da indústria do gesso é composta de 3% de energia elétrica, 5% de óleo diesel, 8% de óleo BPF, 10% de coque e 73% de lenha proveniente de planos de manejo florestal e da vegetação nativa. Desses 73%, apenas 3% provém de planos de manejo sustentado, configurando-se que a maior parte desse material possui origem ilegal. Com o crescente incremento na produção de gesso na região, em torno de 25% ao ano, o aumento da devastação da vegetação nativa tende a crescer comprometendo os remanescentes florestais da região. Este trabalho teve por objetivo analisar o consumo específico da lenha da Caatinga no processo de calcinação de gipsita, com a finalidade de subsidiar o planejamento de uma política florestal em que proporcione o equilibro entre os processos econômicos, ambientais e sociais. A mesma servirá para inferir se a região nas condições atuais suporta o crescimento da indústria do gesso. Também servirá como instrumento de gestão/comando de controle nas ações dos órgãos ambientais na região. A pesquisa se desenvolveu junto às empresas da Assogesso, que é uma associação de calcinadores de gipsita. O estudo teve uma etapa de pesagem e medição direta da lenha para o estabelecimento da relação com o gesso produzido e uma de aplicação de questionários junto as empresas calcinadoras. Constatou-se que o tipo de forno com predominância de uso na região é o “Barriga Quente”, que consome em média 0,49 metro estere por tonelada de gesso produzida. Com base nesses dados, estima-se que são necessários 22.000 hectares de Caatinga por ano em plano de manejo sustentado com rotação variando entre 10 e 15 anos dependendo do tipo de Caatinga. Conclui-se que só a vegetação nativa não possui capacidade de suporte para a indústria do gesso e que o uso de florestas de rápido crescimento é uma opção real para suprir essa necessidade e, indiretamente, diminuir a pressão sobre a vegetação nativa da região.

Baseado em uma relação simples entre volume de madeira em pé e deflúvio observados em duas microbacias com povoamentos de eucaliptos, este estudo compara os resultado obtido por três modelos de programação linear: (i) um que maximiza o valor total do projeto, com restrições de área e de produção de madeira; e (ii) dois outros modelos que fazem o mesmo com o controle do indicador hidrológico (deflúvio). A hipótese principal do trabalho é que a consideração do indicador hidrológico no planejamento de povoamentos florestais afeta significativamente os regimes de manejo, alterando os planos de colheita e o fluxo de produção de madeira. A área de estudo é constituída por trinta e cinco unidades de gestão, com áreas que variam de 30 ha a 800 ha e diferentes produtividades, totalizando 8007 ha. Regimes de talhadia simples, baseados em dois cortes, diferem entre si apenas pela idade em que a floresta é cortada. O nível de deflúvio e o volume de madeira em pé foram estatisticamente ajustados utilizando um modelo exponencial baseado na coleta de dados na área de estudo. O resultado da relação entre deflúvio e estoque de madeira mostra uma curva que é convexa em relação a origem e negativamente inclinada. Como as áreas de corte raso e florestas novas produzem fluxos de deflúvio elevados, a regularização do mesmo foi incluída como restrição no modelo. Os resultados obtidos permitem concluir que a inclusão das restrições hidrológicas no modelo afetou o manejo, alterou o fluxo de produção de madeira e resultou em valores presente líquidos globais diferentes para cada modelo, confirmando então a principal hipótese do trabalho. A água e a madeira são dois recursos de grande importância e devem ser controlados simultaneamente. As técnicas de programação linear se mostraram eficientes para gerir o manejo desses recursos. / Based on a simple relationship between growing stock and water outflow observed on two watersheds planted with Eucalyptus in Brazil, this study compares the results obtained by three different linear programming formulations: (i) one that maximizes the net present value simply constrained by area and a regulated wood production flow; and (ii) two other models that maximize the net present value constrained by area, a regulated wood production flow, and specific hydrological goals. As one of the hypothesis, it is stated that the inclusion of hydrological constraints in the model will affect significantly the selection of forest regimes, altering the final harvest-scheduling plan and the wood production flow. Thirty-five management units, with areas ranging from 30 ha to 800 ha and different site indexes, form an Eucalyptus plantation project with 8.007 hectares. Simple coppice regimes, based on two clear cuts followed by the complete renewal of the plantation, differ one to another only by the age at which the clear cut is scheduled. Water outflow levels and stock volume levels were statistically adjusted according to an exponential model based on data collected on watersheds in the study area. The resulting relationship between outflow and stock volume shows a curve that is convex to the origin and negatively sloped. Given that clear-cut areas produce highly undesirable water outflows to the watershed, maximum water outflow limits had to be included as constraints in the model. Results obtained by the hydrologically constrained model confirm the hypothesis that the wood production flow is affected by limiting water outflow. The study allowed the attribution of economical values to different levels of limitations in terms of total water production in the watershed. Water and wood, two of the most important assets to a forester, should be managed together. Linear programming modeling techniques, proved to be very efficient when managing such resources.

A consideração de condicionantes espaciais em modelos de otimização matemática para lidar com o manejo de florestas públicas e privadas é cada vez mais comum. Um desses condicionantes é a imposição de corredores de conectividade para o abrigo e movimentação da fauna e flora, principalmente devido ao elevado grau de fragmentação das áreas de vegetação nativa, o qual exerce um forte impacto na probabilidade de sobrevivência de várias espécies no longo prazo. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de metodologias auxiliares que permitam ao gestor florestal garantir uma conectividade mínima entre fragmentos de vegetação nativa utilizando unidades de manejo da floresta de produção com determinadas características, interligando fragmentos adjacentes a floresta de produção concomitantemente com a produção de bens e serviços florestais. Duas técnicas foram consideradas; um modelo matemático de programação linear inteira mista e uma heurística denominada heurística da RazãoR. Os dois métodos consideraram o estabelecimento de corredores de conectividade em todos os períodos do horizonte de planejamento simultaneamente, e as equações inseridas permitem ao gestor controlar a qualidade das unidades de manejo aptas a formar o corredor. O modelo de programação linear inteira mista proposto para resolução desse problema faz uso de uma importante propriedade da programação em redes, permitindo a inserção das restrições de conectividade sem adicionar variáveis binárias além daquelas necessárias ao modelo sem conectividade. A solução ótima foi obtida tanto o problema com incorporação de conectividade como para o problema sem conectividade, sendo a diferença entre valores das respectivas funções objetivo o custo de oportunidade do estabelecimento dos corredores. Na heurística da RazãoR, utilizou-se um algoritmo recursivo baseado na Teoria de Grafos e na programação dinâmica para se avaliar o déficit de conectividade das soluções. Dois estudos de caso foram utilizados para a aplicação das técnicas propostas, uma fazenda de uma empresa de celulose do estado de São Paulo, denominada Fazenda Empresarial, e o Parque Estadual Anhanguera. Os dois métodos alcançaram o objetivo de elaborar planos otimizados de manejo florestal estabelecendo uma conectividade mínima entre os fragmentos de vegetação nativa. O custo avaliado para o estabelecimento da conectividade da Fazenda Empresarial foi de 0,051% do valor da função objetivo do problema sem conectividade. A heurística mostrou-se eficaz em encontrar ótimas soluções viáveis, com valores da função objetivo variando de 99,71% a 99,83% do valor encontrado pelo modelo de programação linear inteira mista, após um número médio de 48 iterações. Entretanto, o tempo médio para a heurística encontrar uma solução para o problema foi de dez minutos e vinte e cinco segundos, sendo cinco vezes superior ao tempo necessário para o modelo matemático retornar a solução ótima (um minuto e cinqüenta e quatro segundos). A provável causa do baixo desempenho da heurística em termos de tempo para encontrar uma solução se encontra no método de programação que não buscou gerar um código rápido, deixando espaço no futuro para melhorias quando problemas de maior escala precisem ser resolvidos e a solução de grandes problemas de programação linear inteira mista não possa ser encontrada pelos softwares convencionais. / The consideration of spatial constraints into mathematical optimization models to deal with the management of public and private forests is increasingly common. Due to the increasing fragmentation of natural forests and decreasing species survival\'s probability, an important constraint considers the existence of corridors that work as shelters to allow for the movement and exchange of fauna and flora species. The aim of this paper is the development of auxiliary methodologies to support forest manager in creating a minimal net of corridors formed by industrial forest stands with certain characteristics that connect industrial stands and still conciliate production and environmental concerns. Two techniques were considered; a mixed integer linear programming model and a heuristic procedure called the R-ratio method. Both techniques dealt with the simultaneous incorporation of connectivity corridors over all planning periods in the planning horizon, and allowed the manager to control the quality of the forest stands that can take part of the corridors. The mixed integer linear programming model created to solve this problem relies on an important property of network optimization models, allowing the insertion of the connectivity restrictions without increasing the number of binary variables already present in the model with no connectivity constraints. The optimal solution was achieved in both models, and the difference between the two objective functions revealed the opportunity cost of establishing the corridors. In the R-ratio heuristic, a recursive algorithm based on Graph Theory and on dynamic programming was used. The technique was applied in two cases, a farm of a owned by a pulpwood company in the State of São Paulo, referred to as the Company Farm, and the Anhanguera Forest State Park. Both methods optimized the objective and produced forest management plans that resulted in minimal connectivity among all fragments of native forests. The cost of creating corridor on the Company Farm represents 0,051% of the total objective function value for the no connectivity formulation. The R-ratio heuristic was effective in finding good viable solutions to the problem, with values to the objective function varying from 99,71% to 99,83% of the value found to the optimal solution of a mixed integer linear programming, after an average of 48 iterations. Meanwhile, the heuristic took an average time of ten minutes and twenty five seconds to find a viable good viable solution, representing five times the time required by the mixed integer formulation to find an optimal solution. The probable cause of this low performance in terms of time to find a solution is that the heuristic was not programmed to efficiently generate fast executable codes, leaving space for future improvements if necessary when dealing with large scale problems and in the absence of conventional software capable of dealing with large scale mixed integer linear programming problems.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In Rio Grande do Sul, the Serra do Sudeste has been the target of large forest investments due to government programs for sectorial regional development in the three levels of the administration. One of the species with the largest planted area in the region is the Pinus elliottii Engelm. Two large neighboring counties with typical physiography areas of Serra do Sudeste have aroused special attention to its forestry development: Cachoeira do Sul and Encruzilhada do Sul. The forestry production is already a reality for both and is very promising. The strategic location, favourable climate and soils, boosted the forestry development in the region where small to large companies have plantations. This study aimed to examine the overall production of Pinus elliottii wood in the municipalities of Cachoeira do Sul and Encruzilhada do Sul, in Rio Grande do Sul, and the specific objectives: a) raise data on all environmental and socioeconomic aspects involved in activity, in order to provide subsidies for the forestry development planning in the region with a view to sustainable forest management, b) determine production costs and possible revenue, c) achieve the economic and financial analysis of wood's production of Pinus elliottii at regional conditions d) characterize the growth and production of Pinus elliottii by log's size. In 2005 and 2006, respectively, 481 and 542 sample plots were measured in populations of Pinus elliottii in Serra do Sudeste, RS, and 6 trees were felled in different sites and submitted to the analysis of trunk. The Index of Site (IS) was defined as the dominant height at the age of 22 years, and the sample plots showed a variation of IS between 18 and 38 meters. It was observed tilt upward curve of the IS from the older to the younger forests, which still remains, making foresee that it is still possible to improve the productivity of populations. The costs of the deployment of populations were estimated at R$ 2.292,09/ha and the maintenance ranged between R$ 134.84/ha and R$ 363.98/ha yearly, and are in the range of costs of other studies in the literature. The total production per hectare in the current system of management, with rotation of 26 years and 4 thinnings, were between 528 m³/ha at IS 22 and 1,140 m³/ha at IS 34, but it is believed that averages more likely to get in the current conditions in the Serra do Sudeste are among the productivity of IS 26 and 28, who are between 25.8 and 29.8 m³.ha-1.year-1. From the IS 28, with Net Present Value (NPV) of R$ 1.147,17/ha, the production of wood of Pinus becomes interesting, and on the IS 26 with an Internal Rate of Return (IRR) of 6,86% already could pay the interest of PROPFLORA of 6.75%. The IS 28 served as a comparing base with a Annual Equivalent Value (AEV) of R$ 94.78/ha, the first that shows some attractiveness, similar to the minimum value of the lease of land for livestock in the region, closed to the value of 40 kg of livestock per hectare. The analysis of different management regimes for the IS 28 showed that increased NPV is obtained with rotation of 26 years and 4 thinnings in cycle of 4 years, starting up the cuts to 10 years. It was drawn up a scenario of forestry development providing for the expansion of the sawmills park and installation of a bulky fiberboard industry, that would be complementary in the consumption of produced wood's logs sizes. It were identified 92 thousand hectares as likely to be cultivated with Pinus in the study area, which could inject about R$ 92.8 million of forestry Gross Added Value (GAV), and the industrialization of wood could add other R$ 370 million annually, generating more than 15 thousand jobs. The Pinus elliottii has shown good results in the region, has good increase, without reason for concern about the invasion of natural areas, and is positive in the recovery of land, usually exhausted by improving and regulating the water system, bringing more income and jobs than the current use with livestock, diversifying the rural productive matrix, reducing the risk of rural producer, and generating the prospect of installing a large forest-based industrial park, which will boost development not only in the economic aspect, but mainly in the social scope, generating more opportunities for cultural development, influencing the change in the indicators for health and education and improving the welfare of the population. The economic analysis was performed with considerable caution, using moderate levels of productivity, costs within patterns that can be considered between middle and high prices and restraint at today's market of wood. Even with the restrictions imposed on the analysis, the results are promising for the forestry, especially if it is considerated that there is a strong trend of increase of prices charged by regional market and that there is high possibility of installing wood veneer industries to absorb the production of larger log's size. Within the criteria adopted for the analysis, it was shown that official interest rates and payment periods practised in Brazil are incompatible with the long rotation forestry, which aim to obtain wood of large and greater added value, being necessary to create appropriate and specific government policies to this type of venture. / No Rio Grande do Sul, a Serra do Sudeste vem sendo alvo de grandes investimentos florestais devido aos programas governamentais de desenvolvimento regional para o setor nos três níveis da administração. Uma das espécies com maior área de plantio na região é o Pinus elliottii Engelm. Dois grandes municípios vizinhos com áreas típicas da fisiografia da Serra do Sudeste têm despertado especial atenção para seu desenvolvimento florestal: Cachoeira do Sul e Encruzilhada do Sul. A produção florestal já é uma realidade para ambos e se mostra bastante promissora. A localização estratégica, o clima e solos favoráveis impulsionaram o desenvolvimento florestal na região onde empresas de pequeno a grande porte possuem plantações. Este estudo teve como objetivo geral analisar a produção de madeira de Pinus elliottii nos municípios de Cachoeira do Sul e Encruzilhada do Sul, no Rio Grande do Sul, e como objetivos específicos: a) levantar dados sobre os demais aspectos ambientais e socioeconômicos envolvidos na atividade, de forma a fornecer subsídios para o planejamento do desenvolvimento florestal na região com vistas ao manejo florestal sustentável; b) determinar os custos de produção e rendas possíveis; c) realizar a análise econômica e financeira da produção de madeira de Pinus elliottii nas condições regionais; d) caracterizar o crescimento e produção de Pinus elliottii por sortimentos. Em 2005 e 2006, respectivamente, foram medidas 481 e 542 parcelas amostrais em povoamentos de Pinus elliottii na Serra do Sudeste, RS, e 6 árvores foram abatidas em diferentes sítios e submetidas à análise de tronco. O Índice de Sítio (IS) foi definido como a altura dominante na idade de 22 anos, sendo que as parcelas amostrais apresentaram uma variação de IS entre 18 e 38 metros. Foi observada inclinação ascendente da curva de IS das florestas mais velhas para as mais jovens, que ainda se mantém, fazendo prever que ainda é possível melhorar a produtividade dos povoamentos. Os custos de implantação dos povoamentos foram estimados em R$ 2.292,09/ha e os de manutenção variaram entre R$ 134,84/ha e R$ 363,98/ha anuais, estando na faixa de custos de outros estudos encontrados na literatura. As produções totais por hectare no regime de manejo atual, com rotação de 26 anos e 4 desbastes, ficaram entre 528 m³/ha no IS 22 e 1.140 m³/ha no IS 34, mas acredita-se que valores médios mais prováveis de se obter nas condições atuais na Serra do Sudeste estejam entre as produtividades dos IS 26 e 28, que ficam entre 25,8 e 29,8 m³.ha-1.ano-1. A partir do Índice de Sítio 28, com Valor Presente Líquido (VPL) de R$ 1.147,17/ha, a produção de madeira de Pinus passa a ser interessante, sendo que no IS 26 com uma Taxa Interna de Retorno (TIR) de 6,86% já seria possível remunerar os juros do PROPFLORA de 6,75%. O IS 28 serviu como base de comparação com um Valor Anual Equivalente (VAE) de R$ 94,78/ha, sendo o primeiro que apresenta alguma atratividade, semelhante ao valor mínimo do arrendamento de terras para pecuária na região, próximo ao valor de 40 kg de boi vivo por hectare. A análise de diferentes regimes de manejo para o IS 28 mostrou que o maior VPL é obtido com rotação de 26 anos e 4 desbastes em ciclo de 4 anos, iniciando-se os cortes aos 10 anos. Foi elaborado um cenário de desenvolvimento florestal prevendo a ampliação do parque de serrarias e a instalação de uma indústria de placas de fibras de grande porte que venham a se complementar no consumo dos sortimentos de madeira produzidos. Foram identificados 92 mil hectares como passíveis de serem cultivados com Pinus na área estudada, que poderiam injetar cerca de R$ 92,8 milhões da silvicultura ao Valor Adicionado Bruto (VAB) na região, sendo que a industrialização da madeira poderia acrescentar outros R$ 370 milhões anuais, gerando mais de 15 mil empregos. O Pinus elliottii tem apresentado bons resultados na região, tem bom incremento, sem motivo para preocupação quanto a invasão de áreas naturais, sendo positivo na recuperação dos solos, geralmente esgotados, melhorando e regulando o regime hídrico, trazendo mais renda e empregos do que o uso atual com a pecuária, diversificando a matriz produtiva rural, reduzindo os riscos do produtor e gerando a perspectiva de instalação de um grande parque industrial de base florestal, que deverá impulsionar o desenvolvimento não só no aspecto econômico, mas principalmente na área social, gerando mais oportunidades de desenvolvimento cultural, influenciando a mudança nos indicadores de saúde e educação e melhorando o bem-estar da população. A análise econômica foi realizada com bastante prudência, usando-se níveis de produtividade moderados, custos dentro de padrões que podem ser considerados entre médios e altos e preços de venda comedidos para o mercado de madeira atual. Mesmo com as restrições impostas à análise, os resultados para a silvicultura são promissores, principalmente se for considerado que há uma forte tendência de aumento dos preços praticados pelo mercado regional e que há grande probabilidade de instalação de laminadoras de madeira para absorver as toras produzidas de maior dimensão. Dentro dos critérios de análise adotados, demonstrou-se que as taxas de juros oficiais e os prazos de pagamentos praticados no Brasil são incompatíveis com a silvicultura de longa rotação, que tem como objetivo a obtenção de madeira de grandes dimensões e maior valor agregado, sendo necessário criar políticas governamentais adequadas e específicas para esse tipo de empreendimento.