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A Silvicultura de Precisão |
PANORAMA DA SILVICULTURA DE PRECISÃO NO BRASIL
PRECISION FORESTRY IN BRAZIL
Bernardo F. D. DE CASTRO, Gustavo R. VIEIRA
RESUMO
O presente trabalho apresenta uma revisão sobre o tema de silvicultura de precisão e as tecnologias por ela utilizadas, como o sensoriamento remoto, sistemas embarcados e sistemas avançados de processamento de dados geográficos. São apresentados os potenciais de benefícios que as tecnologias e procedimentos da silvicultura de precisão podem proporcionar às empresas e profissionais envolvidos no processo. Como exemplo da adoção em larga escala destas tecnologias, é apresentado um estudo de caso na VCP-RS, com a quantificação de alguns benefícios atingidos pela implantação de sistemas de adubação controlada. Por fim, é apresentada uma visão sobre o estágio de adoção da silvicultura de precisão no país e os desafios a serem enfrentados para o seu emprego em massa.
Palavras-chave: silvicultura de precisão, SIG, eletrônica embarcada, sensoriamento remoto.
ABSTRACT
This work presents a quick review about precision forestry and the main technologies that it uses, like remote sensing, embedded systems and advanced geographic data systems. The potential benefits brought by the adoption of these technologies for the main players of the process are presented. A case study of automated fertilizing is showed as an example of the adoption of precision forestry in large scale in Brazil, discussing the quantification of some results. Finally, the status of the adoption of the technologies in Brazil is discussed and the main efforts and challenges for its massive use are presented.
Keywords: precision forestry, GIS, embedded systems, remote sensing.
INTRODUÇÃO
Estatísticas do setor florestal brasileiro apontam a sua acentuada expansão nos últimos anos [1],[3]. As principais empresas produtoras de papel, celulose e carvão vêm anunciando e aportando significativos recursos em ampliação de fábricas e formação de florestas. Segundo artigo do BNDES o Brasil apresenta grande competitividade no mercado de produtos florestais, em razão de suas características edafoclimáticas (solo e clima) e do desenvolvimento tecnológico obtido na área de silvicultura. Em 2001, o PIB florestal brasileiro atingiu R$ 21 bilhões e as exportações somaram US$ 4 bilhões. Somente a indústria de papel e celulose gerou receitas com vendas externas de US$ 2,2 bilhões, no mesmo ano, e um saldo comercial positivo de US$ 1,4 bilhão.
Oportunidades e exigências do mercado externo, dificuldades de aquisição de novas terras no Brasil, pressões sociais e ambientais e a busca incessante pela melhoria nos processos corporativos, a fim de reduzir os tempos de retornos sobre os investimentos, pressionam as equipes de operações silviculturais na busca por soluções de problemas cujas ferramentas e procedimentos tradicionais não conseguem mais atender.
Neste contexto, fica cada vez mais nítida a necessidade da quebra de paradigmas em muitas atividades florestais (relacionando procedimentos, maquinário, pessoal, etc.), de maneira a se atenderem tais requisitos e se alcançarem tais metas.
Tecnologias como o sensoriamento remoto, sistemas embarcados e sistemas avançados de processamento de informações são ferramentas cada vez mais disponíveis e aplicáveis a diversas etapas do cultivo de madeira, com ganhos comprovados.
Em iniciativas ainda tímidas e de abrangência reduzida, estas tecnologias vêm sendo cada vez mais procuradas pelas grandes empresas florestais. Este texto tem o objetivo de apresentar quais são estas tecnologias (com maior enfoque para sistemas embarcados e de processamento de informações), quais os retornos elas podem proporcionar, bem como os desafios de sua implantação na silvicultura brasileira.
SENSORIAMENTO REMOTO
Conforme [5] e [6], o sensoriamento remoto pode ser definido como uma técnica para obter informações sobre objetos através de dados coletados por instrumentos que não estejam em contato físico como os objetos investigados.
Neste contexto, podemos incluir sensores para prevenção de incêndios, fotos de satélites e imageamento aéreo de maneira geral. Estas tecnologias podem ser usadas em diversas etapas do cultivo florestal, em especial à confecção de mapas e no planejamento de atividades.
SISTEMAS EMBARCADOS
Para a aplicação florestal, sistemas embarcados podem ser definidos como dispositivos eletrônicos instalados nas máquinas, implementos ou ferramentas que realizam as diferentes atividades. Diferentemente dos sistemas de sensoriamento remoto, os sistemas embarcados têm contato físico com o processo.
Os sistemas embarcados geralmente são compostos por sistemas de medição (monitoramento), sistema de processamento e sistemas de atuação. Os sistemas de medição fazem a leitura de parâmetros quaisquer do processo ou da máquina, através de sensores ou transdutores. Podem ser citados como exemplos um sensor para medição da rotação do motor do trator e um sensor para medição do fluxo de herbicida aplicado por um pulverizador.
Os sistemas de atuação são componentes capazes de modificar algum parâmetro da máquina/implemento/ferramenta. Exemplos podem ser um motor que gira um mecanismo de dosagem de adubo ou mesmo uma válvula que dispara o início da aplicação de insumo líquido.
O grande diferencial e potencial de ganhos com sistemas embarcados, porém, é a sua capacidade de integrar diversos sistemas de medição e atuação, para finalidades específicas. Esta integração na silvicultura geralmente é realizada por um computador de bordo, que lê todos os sinais dos sensores, processa e envia sinais de comando para os atuadores. Desta forma, o sistema embarcado possui a capacidade de controlar um determinado parâmetro de interesse da operação, garantindo padrões de qualidade daquela máquina e da própria operação.
Os computadores de bordo podem ter a função complementar de registrar informações sobre a operação, armazenando informações dos diversos sensores e atuadores. Uma ferramenta como o GPS (Sistema de Posicionamento Global) pode enriquecer os dados armazenados pelo computador de bordo, associando-os à localização geográfica da máquina no instante do registro.
SISTEMAS DE PROCESSAMENTO DE INFORMAÇÕES
Tanto os sistemas de sensoriamento remoto quanto os sistemas embarcados necessitam de sistemas auxiliares, computacionalmente poderosos, para fazer o tratamento dos dados gerados por eles [4].
Em geral, a extração de informações relevantes e úteis inclusive para setores gerenciais das empresas envolvidas, exige a combinação dos dados de mais de grupos de máquinas de trabalho, bem como o tratamento estatístico dos dados registrados por um período mais longo de operação. Os sistemas de processamento de informações fazem este papel e podem gerar, então, relatórios resumidos sobre a operação, bem como mapas temáticos.
A SILVICULTURA DE PRECISÃO
Analogamente à Agricultura de Precisão, a Silvicultura de Precisão é um conjunto de procedimentos e tecnologias que permitem o tratamento geograficamente localizado da cultura em questão [7] [8]. É uma ferramenta que tem o objetivo de proporcionar um cultivo customizado para cada unidade de área, definida arbitrariamente. A unidade de área pode ser uma fazenda, um talhão ou mesmo um lote imaginário de alguns metros quadrados. Obviamente, a definição da unidade de área depende do nível do detalhamento da informação disponível sobre aquela área.
Para praticamente todas as operações florestais atualmente praticadas, é possível imaginar uma versão de “operação de precisão”, algumas mais viáveis outras menos ou nada. Um exemplo clássico é a aplicação de adubos a taxas variáveis (conforme mapas de recomendação georeferenciados, de acordo com a necessidade de adubo daquela área, levantada a priori). Outros exemplos: controle localizado da aplicação de herbicidas, controle localizado de irrigação, controle localizado de espaçamento de plantio, etc.
Em um conceito mais amplo, podem ainda ser consideradas atividades de silvicultura de precisão, alguns simples monitoramentos de operações, mesmo que eles não realizem o controle (atuação) sobre o parâmetro monitorado. Por exemplo, o monitoramento do plantio de mudas, mesmo que o sistema não atue variando o espaçamento, é importante que seja feito o registro e se tenham disponíveis aquelas informações para usos diversos. Outros exemplos são o monitoramento de parâmetros que poderão determinar o rendimento de máquinas. Enfim, considerando que o levantamento de informações georeferenciadas constitui uma etapa da silvicultura de precisão, qualquer iniciativa de registro georeferenciado de parâmetros da operação pode assim ser enquadrado como uma atividade de silvicultura de precisão.
De forma generalizada, fica claro que em uma floresta de fins comerciais a implantação plena de técnicas de silvicultura de precisão está dependente do emprego sistemático das tecnologias descritas anteriormente (em geral de uma combinação daquelas tecnologias).
BENEFÍCIOS DA SILVICULTURA DE PRECISÃO
Podem ser citados três principais benefícios:
- Economias em insumos, devido à racionalização da aplicação daqueles insumos (aplica-se somente o que é necessário em cada unidade de área estipulada);
- Aumentos de produtividade (m³/ha), pois o tratamento de cada unidade de área está respaldado por informações específicas daquela área;
- Aumento de eficiência operacional, devido ao conhecimento detalhado de parâmetros da operação, permitindo a otimização de recursos, implantação de melhorias, correção de falhas (controle de qualidade).
Pode-se notar que a adoção da silvicultura de precisão impacta positivamente sobre diversos setores da empresa produtora, como: operacional, planejamento, pesquisa, suprimentos, controle de qualidade.
Em geral, as estratégias de controle de qualidade atualmente adotadas focam na amostragem de parcelas representativas das áreas cultivadas. Os sistemas de silvicultura de precisão permitem o conhecimento praticamente integral das operações, bastando um tratamento estatístico dos dados (pelos sistemas de processamento de dados) para concluir sobre um determinado padrão de qualidade de uma operação. Desta forma, custos com procedimentos de amostragem e tratamento de dados de controle de qualidade manual podem ser drasticamente reduzidos.
Vale destacar também os benefícios que os sistemas de gerenciamento das operações podem proporcionar às empresas prestadoras de serviço, que poderão conhecer a fundo aspectos de sua operação ainda não explorados. É possível o tratamento estatístico de diversos parâmetros da operação de máquinas, inferindo sobre o seu rendimento e eficiência e correlacionando-os com condições de trabalho, tipos de máquina, pessoal, etc.
ESTUDO DE CASO
Utilizemos como exemplo a adubação pré-plantio na unidade da Votorantim Celulose e Papel (Unidade Extremo Sul), onde foram implantadas 16 adubadeiras com Sistemas Arvus modelo TxF-2200, para controle automático de dose de adubação e monitoramento da atividade. Trata-se de uma implantação pioneira no Brasil, cujos resultados são extremamente animadores quanto ao uso da tecnologia.
Cada equipamento é capaz de aplicar a quantidade correta de adubo independente da velocidade do trator, obtendo assim vantagens sobre o sistema tradicional. Podem ser citados os seguintes ganhos, como resultados da implantação dos sistemas:
- Redução de tempos de aferição em campo, estimando cerca de 30 minutos por dia em redução, o que representa aproximadamente 6%;
- Melhoria da qualidade da adubação: estatísticas do sistema e ensaios realizados indicam que, com a adubação com sistemas convencionais, cerca de 26% da área trabalhada apresenta desvios de pelo menos 20% em relação ao recomendado. Com a utilização de sistemas controlados, este índice reduz para menos de 3%. Utilizando algumas curvas conhecidas [2] de produtividade, projeta-se perda de aproximadamente 0,9% em volume de madeira por hectare, caso se utilize o sistema de adubação convencional;
- Redução de custos com controle de qualidade: os bons resultados dos controles de qualidade das operações que utilizam o Sistema Arvus apontam para a redução da freqüência amostral destas atividades, reduzindo assim os seus custos.
O processamento dos dados destes equipamentos trouxe outros benefícios, de características mais intangíveis, porém de grande importância para a empresa:
- Rastreabilidade do adubo: local/data aplicação de cada lote de insumo (controle de estoque)
- Monitoramento contínuo da qualidade: para cada área obtém-se os índices contínuos (não amostrais) de qualidade
- Evidência da operação: garantia que toda área foi trabalhada
- Acompanhamento do rendimento real da operação
- Possibilidade de automatização dos apontamentos de insumos e serviços
A operacionalização deste sistema tomou aproximadamente 6 meses, sendo que mesmo após dois anos de implantação, é fundamental a presença de profissionais da Arvus junto à operação, auxiliando na capacitação de operadores, suporte, manutenção, adequação de processos, dentre outras atividades.
ADOÇÃO DA SILVICULTURA DE PRECISÃO NO BRASIL
Operações florestais integrais no Brasil com silvicultura de precisão hoje são raras. Conforme demonstrado, o potencial de adoção e retornos é muito grande, mas algumas dificuldades na implantação precisam ser superadas, como as destacadas a seguir.
Ainda existe receio quanto à realização de investimentos por parte dos principais players do processo, em geral devido à busca por soluções idealizadas antes da tomada da decisão. Atualmente no Brasil, é possível citar três categorias de empresas envolvidas no processo de cultivo florestal, considerando os modelos de cultivo dos grandes grupos produtores: as empresas produtoras, as empreiteiras e os fabricantes de implementos. A maturidade da tecnologia passa pelo bom conhecimento da mesma por parte de todos estes envolvidos.
Muitas empresas produtoras trabalham atualmente na comprovação prática dos resultados proporcionados por alguns sistemas de silvicultura de precisão. Apesar da grande cooperação técnica e a troca de informações entre as empresas, períodos de avaliações minuciosas, mesmo que não inéditas, do desempenho dos sistemas sob diversas ópticas são etapas inevitáveis em cada uma delas. Grande resistência é encontrada com relação à reformulação de custos de produção da implantação das florestas. Como uma atividade ou um tipo de investimento recente, a silvicultura de precisão não se enquadra nos inflexíveis planejamentos de custos das empresas, o que torna excessivamente moroso o processo de decisão de investimento.
Prestadoras de serviço se mostram, em geral, resistentes à implantação dos sistemas, principalmente devido à exposição promovida pelo sistema, de detalhes sobre sua operação aos seus clientes. Cabe aos prestadores, porém, a exploração das informações geradas pelos como ferramenta de melhoria contínua nas suas operações.
Fabricantes de implementos florestais são empresas, em geral, de atuação regional e que não possuem know-how em sistemas embarcados. Este fato causa também resistência quanto à adaptação de seus maquinários para o funcionamento com estas tecnologias. A interação entre fabricantes de implementos e de sistemas de silvicultura de precisão é atualmente bastante restrita.
O sucesso da implantação operacional de sistemas de silvicultura de precisão está diretamente ligado às pessoas e processos envolvidos. Para o alcance de todos os benefícios que os sistemas podem gerar, eles não podem ser encarados simplesmente como um componente de uma máquina ou trator. É necessário um trabalho com as pessoas envolvidas na empresa e nos prestadores de serviço, bem como o profundo conhecimento sobre o fluxo de informações que será gerado, que impactará na mudança de processos internos na empresa.
Outro fator crítico é o acompanhamento dos sistemas em campo, capacitação contínua de operadores e esclarecimento para todas as partes de quais os objetivos do sistema.
Devido a muitos destes fatores, a escala de adoção atual da silvicultura de precisão no Brasil é baixa. A baixa escala, por sua vez, é o principal entrave para a redução de custos de produtos e serviços para silvicultura de precisão.
CONCLUSÕES
Muitas ferramentas para a silvicultura de precisão já existem e muitas outras estão em desenvolvimento, buscando atender às necessidades impostas pelas empresas produtoras de florestas no Brasil.
Muitos benefícios, comprovados por estudos de caso, são observados com a adoção da tecnologia. Estes benefícios alcançam setores diversos das empresas produtoras, bem como podem auxiliar prestadores de serviço no levantamento contínuo de informações sobre rendimento de máquinas, operadores e equipes de trabalho.
Os níveis de adoção da tecnologia no país são baixos, mas apresentam potenciais enormes de crescimento, dado o perfil de empresas produtoras florestais (áreas extensas e dispersas, grande crescimento de demanda no mercado externo, restrições ambientais, etc.).
A adoção das tecnologias deve estar sempre pautada nos retornos de seu investimento. Uma vez comprovados os retornos, todo esforço deverá ser válido para a sua implantação, desde a reformulação de plano de custos da empresa (projetando economias em outras atividades e incrementos de produtividade significativos no futuro), até o total suporte à operacionalização dos sistemas, do ponto de vista de pessoas e processos. Desta forma, a silvicultura de precisão poderá promover grandes evoluções na silvicultura brasileira.
AGRADECIMENTOS
Agradecimentos à organização do Encontro Brasileiro de Silvicultura pelo convite para a redação e apresentação de artigo, aos profissionais da VCP-RS, em especial Ronaldo Soares, Jean Medeiros e João Afiune pela parceria de sucesso estabelecida no desenvolvimento e implantação de tecnologias de silvicultura de precisão e a toda equipe da Arvus Tecnologia.
REFERÊNCIAS
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