Planejamento otimizado da colheita florestal por blocos e talhões integrado à rede de estradas

Abstract

Resumo: Este trabalho teve como objetivo formular modelos de Programação Linear InteiraMista (PLIM) como suporte à tomada de decisões de planejamento tático da colheitaem plantações florestais industriais. Foram formulados modelos de colheita por blocose talhões, minimizando os custos das atividades de colheita e manutenção da rede deestradas florestal envolvida, sujeitos a restrições de geração de caminhos deescoamento da produção madeireira a partir das unidades de manejo até a rodoviapavimentada por meio da aplicação do algoritmo de otimização em redes Floyd-Warshall, além de restrições de atendimento das metas de produção estabelecidas.O horizonte de planejamento foi de cinco anos com periodicidade anual e a área doestudo corresponde a cerca de 24.000 hectares de reflorestamento de Eucalyptusspp. e Pinus spp., pertencentes à empresa Klabin S.A., localizada no município deTelêmaco Borba, Paraná. Foram simulados nove cenários com diferentes níveis defragmentação espacial da colheita e com variações nas idades mínimas de corte dasunidades de manejo. Adicionalmente, um último cenário representando um planotático de colheita fornecido pela empresa foi gerado. Os cenários foram avaliadospelos seguintes parâmetros de desempenho: rendimento das unidades de manejoagendadas para colheita, extensão da rede de estradas utilizada e custo de produção.Os resultados demonstraram que a concentração espacial da colheita por blocosdiminui a quantidade de estradas utilizada, más diminui também o rendimentoprodutivo médio das unidades de manejo, ao contrário dos modelos por talhões quefragmentam a colheita utilizando mais estradas, mas optam por colher unidades demanejo mais produtivas em média. A diminuição da idade mínima de corte pode pioraro rendimento médio das unidades de manejo agendadas para colheita mas aumentatambém a quantidade de estradas utilizada. O custo de produção em todos oscenários simulados foi melhor que o plano tático fornecido pela empresa,demonstrando a eficiência dos modelos formulados em otimizar os planos táticos decolheita florestal.Palavras-Chave: Manejo florestal, Agendamento da colheita, Construção de estradas,Programação linear.

Abstract: This work aims to formulate a mixed integer linear program (MILP) as a decisionsupport in tactical harvest planning of industrial forest plantations. Models wereformulated by harvest blocks and unit managements, minimizing the costs ofharvesting activities and road network involved subjected to wood path generationrestrictions from management units to the paved highway through the implementationof Floyd-Warshall network optimization algorithm, in addiction to attendance of goalsproductions restrictions. The planning horizon was five years on annual periods andthe study area comprises about 24.000 hectares composed by Eucalyptus spp. andPinus spp. reforestations, belonging to Klabin S.A Company, located in TelêmacoBorba, Paraná. Nine scenarios were generated with different level of spatial harvestfragmentations and with minimal cutting ages variations of management units,additionally one last scenario representing a tactical harvest plan offered by companywas generated. The scenarios were evaluated by the followed performanceparameters: management unit yield scheduled to be harvested, road networkextension and production costs. The results demonstrated that the harvest spatialconcentration by blocks decrease the amount of used roads but also decrease theaverage productive yield of management units, unlike the models by stands that breakup the harvest using more roads but choose management units average moreproductive to harvest. The decrease of minimal harvest yields may get worse theaverage yield of unit managements scheduled to be harvested but also increases theamount of used roads. The production cost in all simulated scenarios were better themtactical plan offered by company demonstrating the formulated models efficiency tooptimize tactical harvest planning.Keywords: Forest management, Harvest Scheduling, Road construction, Linearprogramming.