As geotecnologias aplicadas no sistema florestal - OpCP56

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Opiniões www.RevistaOpinioes.com.br ISSN: 2177-6504

FLORESTAL: celulose, papel, carvão, siderurgia, painéis e madeira ano 16 • número 56 • Divisão F • jun-ago 2019

as geotecnologias aplicadas no sistema florestal




as geotecnologias aplicadas no sistema florestal

Editorial de abertura:

índice

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Evaristo Eduardo de Miranda Doutor em Ecologia e Chefe-geral da Embrapa Territorial

Produtores de florestas:

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Júlio César Tôrres Ribeiro

Diretor Industrial e Técnico da Cenibra

Rafhael Bussolo da Silva

Coordenador de Planejmto e Controle da Bracell SP

Aline Regina Vergani

Engenheira Florestal Senior da Veracel Celulose

Alberto Gappmayer Biscaia

Coordenador de Planejmto e Mensuração da Eldorado

Luis Eduardo Alves Sabbado

Gerente de Desv e Excelência Operacional da Suzano

Rodrigo Ribeiro de Castro

Especialista em Planejmto e Mensuração da Duratex

Cientistas e especialistas:

23 26 28 31 33 36 38 40 43 44

Evandro Orfanó Figueiredo Pesquisador da Embrapa Acre

Marcelo Santos Ambrogi

Diretor Executivo da IMA Gestão e Análise Florestal

Yeda Maria Malheiros de Oliveira Pesquisadora da Embrapa Floresta

Cibele Hummel do Amaral

Professora de Geoprocessamento da UF-Viçosa

Emerson Zanon Granemann

CEO da MundoGEO, MundoGEO Connect e DroneShow

Laércio Massaru Namikawa

Tecnologista do INPE - Instituto Nac de Pesquisas Espaciais

Roberta Averna Valente e Carla Américo

Professora de Geoprocessamento e Doutoranda da UFSCar

Marcus Vinicio Neves D’Oliviera Pesquisador da Embrapa Acre

Virgílio César Machado

Diretor Técnico da Geoplan Curiuva

Carlos Antonio da Silva Jr e Mendelson Lima

Professores de Geoprocessamento e Zoologia da UNEMAT

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Conselho Editorial da Revista Opiniões: ISSN - International Standard Serial Number: 2177-6504 Divisão Florestal: • Amantino Ramos de Freitas • Antonio Paulo Mendes Galvão • Celso Edmundo Bochetti Foelkel • Edimar de Melo Cardoso • João Fernando Borges • Joésio Deoclécio Pierin Siqueira • Jorge Roberto Malinovski • Luiz Ernesto George Barrichelo • Maria José Brito Zakia • Mario Sant'Anna Junior • Mauro Valdir Schumacher • Moacir José Sales Medrado • Nairam Félix de Barros • Nelson Barboza Leite • Roosevelt de Paula Almado • Rubens Cristiano Damas Garlipp • Sebastião Renato Valverde • Walter de Paula Lima Divisão Sucroenergética: • Carlos Eduardo Cavalcanti • Eduardo Pereira de Carvalho • Evaristo Eduardo de Miranda • Jaime Finguerut • Jairo Menesis Balbo • José Geraldo Eugênio de França • Manoel Carlos de Azevedo Ortolan • Manoel Vicente Fernandes Bertone • Marcos Guimarães Andrade Landell • Marcos Silveira Bernardes • Nilson Zaramella Boeta • Paulo Adalberto Zanetti • Pedro Robério de Melo Nogueira • Plinio Mário Nastari • Raffaella Rossetto • Tadeu Luiz Colucci de Andrade • Xico Graziano



editorial de abertura

big data ou right data

na produção e exploração florestal?

Cada vez mais, as empresas do setor florestal serão confrontadas à aquisição e ao acúmulo de uma enorme quantidade de dados (Big Data). Elas raramente serão capazes de explorá-los na forma e no tempo adequados, e muito menos em sua totalidade. Como dar solução aos diversos problemas enfrentados na implantação, produção, gestão e exploração dos povoamentos florestais, graças às informações adequadas (Right Data)? O desafio na obtenção de informações sintéticas, pertinentes e operacionais só tende a crescer com o setor florestal. O Brasil atingirá a marca de 10 milhões de hectares plantados de eucalipto, pínus e demais espécies para a produção de madeira, painéis, pisos laminados, celulose, papel, energia e biomassa. São plantios homogêneos, com vários sistemas de produção e níveis tecnológicos, e também consorciados, integrados com diversas lavouras e formas de pecuária. Essa área corresponde a 1,2% do território nacional, e as geotecnologias são uma das bases técnicas desse sucesso e fonte de novos desafios. O setor brasileiro de árvores plantadas é responsável por 91% de toda a madeira produzida para fins industriais no País. Os demais 9% vêm de florestas nativas legalmente manejadas. Existe ainda produção de madeira ilegal, exploração e desmatamentos não autorizados de florestas nativas, cujo cômputo é muito difícil. Parte destina-se ao consumo local de lenha e carvão e parte, à venda a particulares, sem nota fiscal, sobretudo para uso na construção civil e carvoarias. O plantio de florestas energéticas reduz a pressão de desmatamento ilegal ao tornar mais disponíveis e baratos a lenha e o carvão. A produção de eucaliptos contribui diretamente no combate às irregularidades, cuja extensão territorial segue sendo reduzida. O fornecimento legal de biomassa florestal, lenha, briquetes e carvão de origem vegetal garantiu 8% da matriz energética brasileira em 2017. Todas as hidroelétricas juntas forneceram 12% da matriz!

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Com temperaturas favoráveis à fotossíntese ao longo de todo o ano e muita tecnologia inovadora, a produtividade florestal média do Brasil é da ordem de 44 m3/ha/ano contra 10 m3/ha/ano na Espanha, 6 m3/ha/ano na Suécia e 4 m3/ha/ano na Finlândia. As novas variedades de eucaliptos transgênicos prometem avanços mais significativos. Os próximos anos verão novos ganhos em produção e produtividade nas florestas energéticas brasileiras. E elas ganham espaço em associação com a pecuária nos sistemas de Integração Lavoura-Pecuária-Floresta (iLPF). O conhecimento das diversas realidades e da dinâmica espacial e temporal do setor florestal brasileiro perpassa a adoção de inteligência, gestão e monitoramento territorial. Essas áreas são complementares, lidam com os desafios de organizar, padronizar e analisar o crescente dilúvio de dados meteorológicos, fisiológicos, agroflorestais, logísticos, socioeconômicos e ambientais disponíveis (Big Data). Não basta armazená-los. É essencial às empresas conceber e utilizar ferramentas focadas na eficiência produtiva in farm e na gestão do conjunto de suas áreas de produção e transformação, acompanhando a efetividade das tecnologias aplicadas, de modo a retroalimentar o sistema com informações para solucionar problemas (Right Data). Nos processos de inteligência, gestão e monitoramento florestais, o componente territorial é indispensável, dadas as complexas características naturais, agrícolas, agrárias, socioeconômicas ou de infraestrutura. A compreensão territorial exige o uso de geotecnologias, esse conjunto de técnicas e métodos científicos para coleta, processamento, análise e oferta de dados com bases espaciais, apoiadas em sistemas de informações geográficas, sensoriamento remoto, geoestatística, cartografia digital, geodésia e outros. As geotecnologias são soluções em hardware e software, alimentadas por bases estruturadas de dados geográficos, e constituem poderosos instrumentos para tomada de decisão. Um exemplo de geotecnologias para o setor florestal é a LiDAR (Light Detection And Ranging), tecnologia de varredura a laser que viabiliza estimativas precisas de altura e densidade de árvores. A utilização da modelagem integrada aos dados LiDAR possibilita estimativas de diversas variáveis florestais, como área basal, diâmetro, volume, biomassa, carbono e quantidade


Opiniões de material combustível. Apresenta, igualmente, grande potencial nas atividades de planejamento da exploração florestal e construção de estradas. Sensores diversos, cada vez mais acessíveis e precisos, possibilitam obter imagens de altíssima resolução, a exemplo das câmeras RGBs (imagens coloridas), sensores multiespectrais (RGB + infravermelho), hiperespectrais (com alta resolução do espectro eletromagnético refletido pelos alvos), ou termais, que identificam as variações de temperatura. O uso de espectrorradiômetros portáteis (para aferições em campo), combinado com sensores orbitais, ou embarcados em aviões ou aeronaves remotamente pilotadas (ARPs ou drones), possibilita numerosas aplicações para a construção de modelos de estudos qualitativos (identificação de espécies e variedades, tipos de vegetação, solos, animais, detecção de doenças, déficits hídricos e nutricionais, infestação de plantas daninhas...) e quantitativos (teores de nutrientes, composição química, entre outros), em escalas de tempo e espaços preestabelecidas. A Embrapa possui diversas soluções geotecnológicas para o setor florestal. Um exemplo é o Planin, software para análise econômica de plantações florestais que possibilita o cálculo de parâmetros de análise econômica (incluindo rentabilidade e atratividade) utilizados para a avaliação da produção madeireira de regimes de manejo de plantações florestais. Para auxiliar a tomada de decisão, o software pondera o custo de produção, taxas de juros, preço de madeira no mercado consumidor e necessidade de fornecimento de matéria-prima para indústrias verticalizadas.

Outra inovação tecnológica da Embrapa é o Modelo Digital de Exploração Florestal (Modeflora), capaz de gerar um microzoneamento da área de manejo florestal com escala de até 1,15 metro. Com isso, é possível fazer o planejamento prévio, respeitando-se as características ambientais da área, com menor impacto florestal e ganhos de produtividade. No último Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, dos quase mil trabalhos apresentados e expostos, mais de 100 se relacionavam a geotecnologias aplicadas ao setor florestal. Dezenas de instituições públicas e privadas e centenas de profissionais têm dedicado tempo e esforços na formação de especialistas, focados na busca de inovações e soluções tecnológicas nessa área. Isso se reflete na pujança de startups do agronegócio, muitas delas com direcionamento específico para a silvicultura. Somente com grandes iniciativas, como a presente edição da Revista Opiniões, se fortalecerá o tripé composto pela inovação, pela transferência de tecnologia e pela real aplicação de ferramentas com ganhos produtivos. Como conectar cada vez mais os atores responsáveis por cada uma dessas etapas? Nessa revista, pesquisadores, professores e profissionais das mais variadas áreas dialogam com agricultores e empresas da silvicultura, de modo a compreenderem as reais necessidades do mercado. E, com Right Data, fornecem soluções tecnológicas disruptivas, visando a ganhos nos diversos sistemas de produção florestais. Cabe ao setor fomentar essas iniciativas para colher os frutos – ou demais fontes de carbono vegetal renovável – vindouros!n

Com temperaturas favoráveis à fotossíntese ao longo de todo o ano e muita tecnologia inovadora, a produtividade florestal média do Brasil é da ordem de 44 m3/ha/ano contra 10 m3 na Espanha, 6 m3 na Suécia e 4 m3 na Finlândia. "

Evaristo Eduardo de Miranda

Doutor em Ecologia e Chefe-geral da Embrapa Territorial

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produtores de florestas

Opiniões

geotecnologia aplicada ao

manejo e operações florestais

O maior desafio do manejador florestal é a regulação de sua floresta de forma otimizada, ou seja, apresentar um povoamento florestal com classes de idade que vão do zero até a idade ótima de corte. A regulação florestal está intimamente relacionada com a competitividade da empresa, pois, além de minimizar os custos de produção de madeira, garante o uso contínuo da terra e o abastecimento da unidade fabril. Para superar tal desafio, é necessário um planejamento robusto e confiável, que leve em consideração as mais diversas variáveis técnicas, econômicas, ambientais e sociais em seus modelos. Para esse fim, tanto o planejamento quanto as operações florestais se munem de dados e informações gerados por geotecnologia.

Para prognose florestal, dados obtidos de estações climáticas são interpolados para toda a extensão do povoamento, e áreas susceptíveis a maior compactação do solo são mapeadas a partir de modelos digitais do terreno de alta precisão. Esses dados são importantes para prever o comportamento da floresta. O inventário florestal também utiliza interpoladores espaciais e sensoriamento remoto para estratificação de povoamentos e otimização da amostragem. Além disso, os drones com câmeras espectrais e aeronaves adotadas com o sensor LiDAR (do inglês Light Detection and Ranging) têm uso potencial na obtenção de características verticais de todo o povoamento. Assim, a coleta de dados dendrométricos poderá ser na forma de censo, trazendo um ganho de exatidão e custos menores.

De modo similar, o aumento de satélites em órbita aperfeiçoou a via de transmissão de dados (...) Com a adoção desse sistema, dados que chegavam à empresa em até três dias passaram a chegar a cada 5 minutos "

Júlio César Tôrres Ribeiro

Diretor Industrial e Técnico da Cenibra

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produtores de florestas De modo similar, o aumento de satélites em órbita aperfeiçoou a via de transmissão de dados, incentivando o uso da telemetria. Essa inovação facilita a tomada de decisão dos gestores com o monitoramento em tempo real das máquinas de colheita, permitindo, assim, melhor controle da jornada de trabalho, comunicação direta com operadores, localização das máquinas e redução dos boletins a serem digitados em escritório. Com a adoção desse sistema, dados que chegavam à empresa em até três dias passaram a chegar a cada 5 minutos, trazendo agilidade às rotinas de fechamento mensal, à geração dos relatórios e à informação de estoque de madeira. Com o propósito de viabilizar a comunicação entre o campo e o escritório, as empresas têm adotado o uso de tecnologia de mobilidade, uma vez que, para tomar decisões diárias in loco, é necessário disponibilizar dados e cruzar informações, como histórico da realização das operações, caracterização do relevo, inventário florestal e localização. Além disso, é imprescindível a inserção e a atualização de dados espaciais no cadastro florestal, o que proporciona agilidade para os usuários, minimizando as possibilidades de erros. No cenário de drones, seu uso na aplicação de defensivos agrícola é uma inovação na Cenibra, pois ele opera em qualquer tipo de relevo e tem alta mobilidade entre frentes de trabalho. Para atender às demandas específicas da empresa, foi preciso utilizar sistemas de sensor de relevo do tipo sonar para detecção da superfície do terreno inclinado e garantia da altura de voo para aplicação. Os principais ganhos do processo são a redução de custos e a mecanização de áreas com inclinação superior a 17°, além da redução dos insumos, do consumo de água e maior segurança na realização da atividade. Hoje, o projeto está em escala operacional, com previsão de mais de 4.000 hectares para 2019. Tendo em vista os aspectos mencionados, faz-se evidente MODELO TRIDIMENSIONAL DE ALTA PRECISÃO que os avanços alcançados com o uso das geotecnologias tornam seu emprego indispensável para manejo e operação florestal, otimizando os recursos humanos, materiais e financeiros. Essas tecnologias estão disponíveis em diferentes custos e LEGENDA: precisões, algumas, inclusive, PLANTIO COMERCIAL gratuitas, dando ao gestor fleVEGETAÇÃO NATIVA xibilidade para aderir àquelas ESTRADA que atendam às necessidades do processo. n

Com a tecnologia LiDAR, um perfilamento é realizado a fim de se obter altimetria de precisão, possibilitando a identificação de classes de inclinação do terreno essenciais para microplanejamento operacional em relevo ondulado a montanhoso. A partir daí, torna-se possível melhor dimensionamento de equipamentos de silvicultura e colheita. Restrições ambientais e sociais também são consideradas a partir do uso do LiDAR, que se mostrou útil na caracterização do estágio sucessional de florestas nativas, bem como na detecção de estratos de sub-bosque em povoamentos comerciais. Associado ao uso do Sistema de Informações Geográficas (SIG), permite mapear áreas mais susceptíveis a erosão e até mesmo a bacia de contribuição de nascentes e pontos de captação de água que abastecem tanto as comunidades vizinhas quanto as atividades operacionais. A revolução tecnológica transformou os meios de produção, proporcionando o aumento da eficiência operacional ao romper obstáculos associados às limitações humanas. Nesse contexto, os desafios inerentes à operação florestal demandaram a utilização de geotecnologia. A mecanização dos processos, a silvicultura de precisão e a regularização fundiária são exemplos de necessidades que impulsionaram esse quadro. O grande número de satélites lançados na última década viabilizou a utilização do sensoriamento remoto como uma ferramenta chave na gestão florestal, pois permite a fotointerpretação em diversas resoluções espaciais, espectrais e temporais. Desse modo, facilitaram-se as análises de alterações do uso e ocupação do solo, o acompanhamento de áreas efetivamente colhidas e os ajustes de perímetros de plantios. Já no âmbito da gestão fundiária, é possível a obtenção de informações confiáveis de localização e a demarcação de imóveis, evitando divergências e conflitos, o que torna o processo célere e com custos reduzidos.

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Opiniões

geotecnologia: pilares da transformação digital Comum a todas as operações, a geolocalização torna possível espacializar os dados coletados diretamente dos equipamentos ou registrados por aplicações móveis, mais fáceis de entender, e, consequentemente, permite análises mais assertivas através de insights que não seriam possíveis apenas avaliando os dados tabulares. Há bem pouco tempo, a transformação digital proporcionou um avanço de hardware e software que permitiu a substituição do mapa impresso pelo mapa digital, através de aplicações rodando em tablets e smartphones, ampliando o acesso à informação diretamente no campo. A transformação digital geotecnológica vem para trazer liberdade e facilidade às operações de campo. Com aplicativos standard, é possível construir aplicações para solução dos problemas, desde os mais simples até os mais complexos, presentes no cotidiano dos gestores. Do cadastro florestal ao controle integrado das operações, o rastreamento e a comunicação em tempo real, ou quase real, das máquinas e equipamentos permitem uma gestão florestal muito próxima do conceito de Indústria 4.0. Essa evolução vem acompanhando a onda de desenvolvimento tecnológico atrelado à localização geográfica, sendo a geotecnologia um importante contribuinte na formação do Big Data Florestal. Na prática, a geotecnologia tem transformado a gestão dos ativos florestais, permitindo maior precisão na execução das operações e trazendo confiança para o gestor. Umas das primeiras transformações proporcionadas foi a disponibilização do Cadastro Florestal na palma da mão dos gestores. Esse recurso permitiu levar para o campo um raio x do talhão, com informações do ativo plantado, de avaliações de sobrevivência, de inventário florestal e das operações realizadas durante todo o ciclo da floresta. O volume de informações é ilimitado, limitado apenas por regras de segurança da informação de cada empresa. Num futuro próximo, na gestão florestal 4.0, a árvore será a menor unidade de produção e não mais o talhão. As máquinas não apenas transmitirão informações para a central, mas conversarão entre si, permitindo uma maior integração entre os processos. "

Raphael Bussolo da Silva

Coordenador de Planejamento e Controle da Bracell SP

Essa aplicação geotecnológica já evoluiu e se adaptou, novos recursos foram incorporados e outros, retirados. A adaptabilidade é uma das características mais importantes da geotecnologia no setor florestal. Ainda assim, é bastante comum a impressão de mapas para estudo de situação e tomada de decisão, porém esse novo formato de visualização se vem popularizando juntamente com a evolução dos aplicativos e dos equipamentos e sua disponibilidade para os gestores. Um outro impacto positivo permitido pela geotecnologia está relacionado ao microplanejamento operacional, tanto de formação de florestas quanto de suprimento de madeira. Esse impacto se inicia na construção do micro, onde o mapeamento de uso solo, atrelado ao MDT (modelo digital terreno) e a algumas variáveis, como estrutura física do solo e pluviosidade regional, além de características inerentes aos equipamentos utilizados, permite ao gestor criar o layout ideal de talhões adaptado ao manejo florestal que será conduzido na área, minimizando a ocorrência de erosões, aumentando a retenção da água dentro talhão e reduzindo possíveis dificuldades no transporte da madeira ao final do ciclo.


produtores de florestas

A evolução desse microplanejamento é constante. Já é possível planejar a linha de subsolagem para orientação dos operadores em campo. Nesse sentido, outro pilar da transformação digital vem à tona, o de Internet das Coisas (IoT), onde o equipamento é conduzido quase totalmente por recursos computacionais e de geolocalização, com a mínima interação do operador. O planejamento das linhas de subsolagem permite também planejar a posição das mudas no campo, onde cada uma teria uma coordenada geográfica definida, e, com isso, as operações posteriores ao plantio podem ser realizadas conforme essas posições. Nesse sentido, o desafio ainda está em integrar os sistemas, pessoas e equipamentos, para que seja possível a execução em escala operacional. Nesse momento, a silvicultura de precisão já é uma realidade e ganha força à medida que as empresas implementam, a seus ritmos, suas transformações internas. Do mesmo modo que o micro de formação está sofrendo evolução, outro micro, o de manutenção de estradas, é um exemplo interessante. Pouco tempo atrás, o gestor de estradas percorria as rotas definidas para transporte com seu veículo e, através do odômetro do carro ou com um GPS de navegação, definia a distância e o tamanho do trecho a sofrer manutenção. Retornava para o escritório e, de alguma forma, passava a Ordem de Serviço (OS) para execução, seja em formato de ficha, ou até mesmo por um mapa impresso. Atualmente, o mesmo gestor percorre o trecho com uma aplicação em seu smartphone, mensura a área e indica o serviço ou conjuntos de serviços que devem ser feitos em cada trecho, além de mapear possíveis interferências ou necessidades de manutenção em obras de arte. Ao retornar para o escritório, visualiza seu trabalho de campo em outra aplicação que permite pequenos ajustes e, ao final, emite um Mapa OS para a execução do serviço, contendo, além do mapa de localização com todas as informações visuais, um resumo de áreas por atividade e o volume de materiais necessário. Ao retornar para verificar a execução e a qualidade do serviço, utiliza os mesmos recursos de mobilidade e interação, podendo registrar com fotos o resultado que servirá como evidência para a aprovação da execução.

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Todos os recursos empregados na mudança desse processo são resultado da transformação digital geotecnológica por que o setor florestal vem passando. Num futuro próximo, na gestão florestal 4.0, a árvore será a menor unidade de produção e não mais o talhão. As máquinas não apenas transmitirão informações para a central, mas conversarão entre si, permitindo uma maior integração entre os processos. O rastreamento de equipamentos não será apenas para geolocalizá-los, mas para garantir a qualidade e a eficiência com a correção de desvios em tempo real. Nesse futuro, o sincronismo tecnológico é a palavra-chave, e só será possível tê-lo através da evolução geotecnológica. O grande desafio não é a tecnologia, pois já está disponível e avança rapidamente, mas sim o convencimento das pessoas em implementar as soluções, devido à insegurança de que estas podem trazer resultados que impactem positivamente o negócio florestal. Profissionais qualificados e que entendam de ponta a ponta dos processos ainda são raros, e formá-los é um grande desafio, pois não existe formação específica para o transformador digital florestal, uma vez que a multidisciplinaridade é a principal característica desses profissionais. Contudo é possível obter ganhos de eficiência operacional, aumentar a segurança dentro e fora da operação ou reduzir custos, com os investimentos corretos e necessários à escala e complexidade de cada problema. Pequenas ou grandes, as empresas do setor florestal devem apostar na utilização da geotecnologia e na transformação digital, respeitando suas escalas, para que não percam a competitividade que o Brasil possui na produção de florestas. Não é apenas o solo, o clima, o material genético bem adaptado e o profissional qualificado que nos manterão na vanguarda em relação aos outros países, deverá ser acrescida também a geotecnologia no suporte aos processos produtivos e como base para a transformação digital florestal. n


Opiniões

os nossos muitos olhos O sensoriamento remoto atingiu um novo nível com o avanço dos satélites ao longo dos anos e, principalmente, com o advento dos VANTs (Veículos Aéreos Não Tripulados) ou drones, que trouxeram uma nova visão e praticidade ao monitoramento e à aquisição de dados em diversos segmentos da economia, incluindo o setor florestal. A atividade que gerava apenas um indicador médio para cada unidade operacional, ou talhão, hoje traz informações espacializadas, com alta precisão, e permite que a tomada de decisão seja feita com mais rapidez. Esse fato também facilita o entendimento das causas das variações dos indicadores por meio dos seus padrões espaciais de distribuição. Além disso, o conhecimento desses padrões nos permite fazer um uso racional dos recursos na formação florestal. Em meio à grande disponibilidade de sensores e ferramentas de aquisição de dados, cabe ao profissional de geoprocessamento ponderar todos os custos e benefícios de cada um deles no momento do planejamento do seu projeto.

os drones são apenas um de nossos muitos 'olhos na floresta'. Além das equipes de monitoramento, inventário e operações, o sensoriamento remoto é uma ferramenta que nos tem auxiliado muito. "

Aline Regina Vergani

Engenheira Florestal Senior da Veracel Celulose

O encantamento gerado pela riqueza de detalhes de uma imagem de altíssima resolução muitas vezes confunde os usuários, que entendem os drones como melhor alternativa para qualquer tipo de levantamento. Imagens de alta resolução permitem mapeamentos em escalas menores, com maior detalhamento, mas também requerem maior tempo de coleta e processamento e maior custo de aquisição. Todos esses fatores, além do tipo de produto que se deseja obter, devem ser considerados quando se define qual tecnologia deve ser usada em um determinado estudo ou levantamento. Comparados aos drones, os satélites apresentam maior capacidade de cobertura, além de permitirem análises temporais, através de seu histórico de imagens. Além disso, o tempo de coleta é praticamente imediato e não demanda esforço de campo e processamento da imagem pelo usuário, o que torna a alternativa mais barata e mais adequada para extensas áreas de trabalho e menor necessidade de detalhamento. Já os drones trazem mais praticidade ao levantamento e costumam ser indicados quando se necessita de imagens atuais, com alto nível de detalhamento e de pequenas áreas, ou áreas mais dispersas.


produtores de florestas A cobertura de nuvens afeta diretamente a disponibilidade de imagens de qualidade quando se fala em sensoriamento remoto óptico. Estudos mostram que o litoral nordestino tem nebulosidade constante em torno de 80%, o que nos motiva a buscar alternativas que permitam a garantia da frequência e a qualidade das análises. A tecnologia radar, que tem a capacidade de atravessar as nuvens, torna-se uma grande aliada à coleta de dados em áreas com nebulosidade ou em períodos de chuvas. Também nesses casos, entram novamente os drones como alternativa para os levantamentos, pois sobrevoam a baixas altitudes e não sofrem influência das nuvens, apesar de também estarem sujeitos a uma menor disponibilidade operacional devido às condições meteorológicas ou sofrerem o efeito da luminosidade variável, o que pode prejudicar a qualidade dos mosaicos após o processamento. Ainda, os sensores LiDAR, que têm apresentado custo a cada dia mais competitivo, são alternativas que permitem mapeamentos com alto nível de detalhamento e diversos produtos, e podem ser viabilizados para trabalhos em grande ou pequena escala, sejam em formato terrestre, embarcados em drones, ou em aeronaves tripuladas. IMAGEM DE SATÉLITE EM COMPOSIÇÃO RGB

CLASSIFICAÇÃO DA IMAGEM POR ÍNDICE DE VEGETAÇÃO

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Opiniões Atualmente, na Veracel, os drones são apenas um de nossos muitos “olhos na floresta”. Além das equipes de monitoramento, inventário e operações, o sensoriamento remoto é uma ferramenta que tem nos auxiliado muito. Iniciamos os levantamentos usando índices de vegetação, calculados a partir de imagens de satélite gratuitas. É um processamento rápido e automático, que nos permite avaliar grandes áreas, e vem se mostrando uma ótima ferramenta para identificação de anomalias na floresta e também desvios no cadastro florestal. Identificando os pontos de atenção, partimos para as imagens de satélite de alta ou altíssima resolução, onde descartamos os possíveis erros do mapeamento automático e determinamos um plano de ação para garantirmos um cadastro consistente e uma floresta produtiva. Além disso, os drones nos têm auxiliado como uma nova visão para as áreas operacionais. Atualmente, estão presentes nos monitoramentos, controle de qualidade das operações e avaliações de qualidade pós-colheita, ajuste de área de talhões, microplanejamento operacional e, a cada dia, despertam novos interesses e aplicações. Os aplicativos mobile são também ferramentas muito utilizadas como apoio e interface entre os profissionais da cartografia e a área operacional. Eles vêm substituindo os mapas impressos, que são menos comuns na rotina de campo. Esses aplicativos são responsáveis pela disseminação dos resultados das análises que são geradas em escritório e também são usados como dispositivos de coleta de dados, trazendo novas informações, que garantem a melhoria contínua dos processos. Em uma época em que a tecnologia nos permite gerar uma grande quantidade de dados em um curto intervalo de tempo, o desafio atual é a estruturação e a análise dos extensos bancos de dados e, principalmente, a transferência da tecnologia do escritório para o campo. É no campo que são recuperados os investimentos financeiros e também onde se aprende, garantindo que os belos mapas e imagens gerados com as geotecnologias atuais cumpram sua missão de redução de custos, de aumento da produtividade e de qualidade das operações e dos produtos florestais. n


C144 PRODUTIVIDADE E LUCRATIVIDADE INCONTESTÁVEIS

O Komatsu C144 é um cabeçote de 4 rolos que permite maior tração e qualidade no desgalhamento. Além de ser de fácil manutenção, oferece maior produtividade pois tem medição precisa e confiável de comprimento patenteada e flexibilidade na operação (desbaste/corte raso). Pesando 1.400 kg, pode ser usado em harvester de pneus e de esteiras a partir de 16 toneladas. Portanto se você quer um cabeçote que ofereça maior rentabilidade, sua escolha é Komatsu C144. www.komatsuforest.com.br


produtores de florestas

geotecnologias no planejamento florestal As empresas de produção de celulose no Brasil têm apresentado ganhos expressivos com a otimização do uso de geotecnologias. Elas auxiliam a melhor posicionar o País no mercado internacional e contribuem significativamente para a estabilidade e a sustentabilidade operacional, ambiental e social. Nesse sentido, o planejamento florestal entrou em uma nova era com os avanços tecnológicos e permitiu maior controle, segurança e qualidade na programação do abastecimento fabril. Dessa forma, o cronograma do uso dos estoques de madeira em campo e pátios estima as metas para as operações de colheita e transporte em função do menor custo para produção de celulose. Para os próximos 6 anos, o planejamento foi detalhado mês a mês, por região, eixo viário, fazenda e período climatológico, onde são dimensionadas as necessidades de caminhões, gruas e harversters, bem como o volume a ser movimentado e os custos, atribuídos. A assertividade desses resultados do planejamento otimizado permite uma rápida tomada de decisão e é fundamentada, em grande parte, pelo uso de geotecnologias. Mas será? Bem, gostaria de compartilhar algumas percepções dos meus gratos 18 anos de imersão na engenharia florestal. De forma sucinta, abordarei esse tema tão amplo através da contextualização do uso de alguns recursos.

VANTs: Os veículos aéreos não tripulados democratizaram e simplificaram os levantamentos aéreos. Os aeromodelos que se assemelham a aviões ou a helicópteros estão se tornando cada vez mais acessíveis, robustos, leves e com maior autonomia de voo e capacidade de carga. Imagens com resolução entre 3 e 10 centímetros permitem realizar o cadastro da fazenda, distinguindo as Áreas de Preservação Permanente e de Reserva Legal das áreas produtivas. Com base em um modelo tridimensional do terreno, são planejadas as estradas, talhões e linhas de plantio, estas gerando arquivos georeferenciados que são utilizados em tratores com piloto automático na operação de subsolagem, o que aumenta a conservação do solo, a segurança em operações noturnas e os resultados a curto e longo prazo. Após 3 meses do plantio, voos são realizados para comprovar a qualidade operacional da silvicultura, determinando a área efetivamente plantada, a sobrevivência, a dimensão das copas e o grau de homogeneidade do plantio. Durante o período de crescimento da floresta, o VANT pode ser utilizado no inventário florestal (laser embarcado), na avaliação de sinistros e na área de proteção a pragas e doenças (monitoramento e lançamento de iscas). Na colheita, podem-se verificar os resíduos no talhão após o término da operação e a qualidade no baldeio e empilhamento. CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES: Essa opção está sendo aproveitada para o uso comercial e é formada por centenas de nanossatélites que pesam 4 quilos e medem 30 centímetros de comprimento, fornecendo imagens diárias com resolução entre 3 e 5 metros. Uma ferramenta poderosa para planejamento, monitoramento, controle e gestão florestal e utilização em toda a cadeia produtiva. Na cronologia de uma área de produção florestal, as imagens podem Para os próximos 6 anos, o planejamento foi detalhado mês a mês, por região, eixo viário, fazenda e período climatológico, onde são dimensionadas as necessidades de caminhões, gruas e harversters, bem como o volume a ser movimentado e os custos, atribuídos. "

Alberto Gappmayer Biscaia

Coordenador de Planejamento e Mensuração Florestal da Eldorado Brasil Celulose

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Opiniões ser utilizadas para levantamento cadastral inicial, mapeamento de acessos, acompanhamento das operações de silvicultura (limpeza da área, abertura de estradas e subsolagem), monitoramento de níveis de matocompetição, geração de mapas de produtividade (ao combinar os dados com resultados de inventário), detecção de sinistros (quebra por vento, seca edáfica, pragas e doenças) e monitoramento das áreas de preservação. Do corte até o término do transporte, as imagens são utilizadas para o microplanejamento e posterior acompanhamento, praticamente em tempo real, das operações de colheita, baldeio e transporte, inclusive os estoques em pilhas de madeira. SATÉLITES: Imagens com resolução superior a 15 metros são geradas há mais de 30 anos e, embora não tenham a temporalidade obtida com as “constelações” de satélites, são extremamente valiosas para estudos estratégicos de área, idade e volume de plantios florestais em larga escala. Hoje, plataformas on-line disponibilizam comparativos temporais com resultados espaciais, gráficos e tabulares. Essas informações são utilizadas para o planejamento estratégico de expansão, compra e venda de ativos florestais. Com os satélites, também são gerados modelos tridimensionais do terreno que podem ser utilizados para modelar estratégias de manejo florestal, que, por sua vez, consideram a bacia hidrográfica, declividade e exposição solar. Relacionado às estimativas de volume por imagens de satélite, a assertividade dos resultados tem aumentado ao combiná-las com dados de campo e novos conceitos de modelagem, o que indica que, possivelmente, podem-se reduzir as medições em campo sem perder a qualidade dos resultados. FORMULÁRIOS DIGITAIS: Atualmente, os formulários digitais são georreferenciados e podem ser sincronizados com o banco de dados. A versatilidade permite padronizar as informações no momento da coleta e a inclusão de imagens e fotografias. Apontamentos de produção de operações, equipamentos ou equipes são comuns nas áreas operacionais. As jornadas de trabalho em campo também começam a ser registradas com esses recursos, fazendo uma leitura do QR code do crachá do colaborador e registro fotográfico. Em termos de microplanejamento, formulários de pontos de coleta de água, pontes, condições das estradas, comunidades no entorno, ocorrência de sinistros, pragas e doenças, dentre outros, estão automatizando e acelerando os processos, dando maior autonomia às áreas e disponibilizando os resultados em tempo real. RASTREABILIDADE: Sensores de localização espacial são utilizados em frota de veículos leves e caminhões, bem como em equipamentos e implementos agrícolas. Dados como velocidade, quilometragem, horário de início e tempo de uso, consumo de combustível, rotação do motor, dentre outros, podem ser rastreados e visualizados. Os dados podem ser

utilizados ainda para ações em tempo real e modelagem, como na decisão do uso de determinado eixo viário por hora, trecho ou época do ano (despacho dinâmico). Podem-se, ainda, verificar os ganhos em velocidade média após o investimento ou obras na malha viária. MONITORAMENTO: O monitoramento em tempo real de incêndios florestais é um bom exemplo do uso de geotecnologia. Através de uma rede de torres com câmeras de altíssima resolução, a tecnologia do sistema identifica, de forma automatizada, os focos de incêndio, determina a sua exata localização e registra as imagens e horários. Outro exemplo são as estações meteorológicas móveis georreferenciadas, que, por sua vez, permitem acompanhar as condições em campo para decisão de operações silviculturais aéreas e de transporte. PLANEJAMENTO ESPACIAL: O planejamento estratégico, tático de colheita e transporte, bem como o planejamento tático de silvicultura são realizados em softwares especializados que utilizam informações espaciais. Desse modo, as empresas florestais têm conseguido ganhos expressivos com conceitos de regionalização das equipes operacionais (alocação da mão de obra e recursos), formação de blocos de colheita, otimização de investimentos em rede viária (estradas não pavimentadas), posicionamento de estoques nas estações de seca e chuva e uso dos eixos rodoviários e modais de transporte (hidrovias e ferrovias). Os resultados são espacializados e visualizados em plataformas de uso comum. SIG: A área de Sistema de Informações Geográficas nas empresas florestais tem papel fundamental no uso de geotecnologias. Praticamente todos os recursos comentados acima, além de inúmeros outros, são organizados, estruturados, armazenados, correlacionados, analisados e disponibilizados em plataformas específicas locais (intranet) ou on-line. Avanços constantes nessas tecnologias vêm aumentando o poder de processamento, automatização e disponibilização dos resultados em diferentes plataformas. Dessa maneira, o usuário final pode consultar, de forma interativa e customizada, as informações em computador, tablet ou celular. Portanto os avanços em geotecnologias possibilitam o acompanhamento e a atualização constante das operações, do banco de dados e das condições dos estoques, viabilizando, dessa forma, a constante atualização do planejamento em seus diferentes níveis e facilitando a rápida tomada de decisão. O setor florestal terá ganhos ainda mais expressivos com os avanços geotecnológicos que estão por vir. A formação de bancos de dados confiáveis, cada vez mais robustos e completos, está refletindo a complexidade do dia a dia, o que permitirá um entendimento mais profundo dos impactos de cada variável coletada em um futuro bem próximo. n

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produtores de florestas

Opiniões

a eficiência da geotecnologia

no sistema florestal

As geotecnologias são um conjunto de tecnologias para coleta, processamento, análise e disponibilização de informações com um vínculo geográfico. O uso dessas tecnologias possibilita a obtenção de dados que suportam a gestão ambiental e operacional no sistema de produção de floresta plantada. Na Suzano, a geotecnologia é utilizada de quatro diferentes maneiras: caracterização e monitoramento do ambiente, monitoramento de máquinas, monitoramento de insumos e gestão comportamental, englobando a gestão da produtividade e a gestão da segurança operacional.

Para caracterização e monitoramento do ambiente, o uso da tecnologia LiDAR começou a ser utilizada em larga escala, na Suzano, em 2011, com o objetivo de identificar o relevo, uso do solo e a fitofisionomia das áreas ambientais. A empresa possui uma área de mais de dois milhões de hectares, sendo cerca de 900 mil hectares de áreas de conservação, distribuídos em oito estados do País. Para realizar o monitoramento de toda essa extensão, a Suzano utiliza, além dessa tecnologia, drones e satélites. Todas essas informações são processadas e analisadas em um sistema de informações georreferenciadas (SIG), com análise multicritério espacial, tanto na fase de planejamento dos plantios, quanto na fase de controle e gestão das operações.

A Suzano possui uma área de mais de dois milhões de hectares, sendo cerca de 900 mil hectares de áreas de conservação, distribuídos em oito estados do País. Para realizar o monitoramento de toda essa extensão, utilizamos a tecnologia LiDAR, drones e satélites. "

Luis Eduardo Alves Sabbado Gerente Executivo de Desenvolvimento e Excelência Operacional da Suzano

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Soluções integradas para o combate a incêndios florestais


produtores de florestas O uso de radar e outros sensores ópticos na detecção de ervas daninhas é um exemplo de grande sucesso na gestão do manejo florestal. Esse procedimento permite a coleta de informações sobre o nível de biomassa de extensas áreas de plantio, com temporalidade quinzenal, e, comparado com padrões históricos de evolução desse indicador, possibilita a identificação de níveis de infestação, auxiliando o controle. Ainda na linha de monitoramento do ambiente, o fogo é um risco para as pessoas, a biodiversidade e o plantio. Câmeras digitais distribuídas em raios de até 20 km realizam a detecção de fumaça, garantindo a identificação imediata de focos de incêndio. A identificação da coordenada é realizada por meio de triangulação, utilizando a visada de duas torres. Essa tecnologia nos permitiu reduzir a área atingida na unidade florestal de maior incidência. Foram 94% de redução da área total com sinistro por incêndio florestal, no período de 2015 a 2018. Quanto ao monitoramento de máquinas e caminhões, o objetivo que almejamos com o uso da telemetria é a redução dos custos de manutenção, por meio do monitoramento sobre o modo como as máquinas estão sendo operadas. Buscamos também suportar ações corretivas em campo junto aos operadores, atingir melhoria da eficiência energética e realizar o monitoramento de dados das máquinas, de modo a instruir as equipes de manutenção com informações para a atuação não apenas reativa ou planejada, mas também preditiva. A melhoria da dirigibilidade dos ativos pesados por intermédio da educação evolutiva que ocorre no momento da implementação de ações corretivas no campo, a partir do monitoramento das máquinas, é outro resultado expressivo obtido através do uso de geotecnologias. Na área de logística florestal, as taxas de acidentes com e sem afastamento apresentaram expressivas reduções. As principais causas dessa redução são o treinamento de motoristas e o uso de tecnologia de precisão no acompanhamento das operações. Atualmente, 100% da frota possui telemetria. Para melhorar o trânsito na fábrica, a Suzano criou um sistema automatizado de entrada de caminhões na unidade de Três Lagoas-MS semelhante a um sistema de pedágio de cobrança automática; a tecnologia permite que a unidade receba e rastreie um caminhão de madeira a cada três minutos, sem filas ou engarrafamentos. Na colheita florestal, outro exemplo relevante é o uso de mapas de planejamento operacional de colheita embarcado nos harvesters. O aumento da segurança e da produtividade na operação de colheita está relacionado à interação entre operador, máquina e ambiente. Nesse processo, o operador é orientado por meio do mapa digital, com a localização onde está operando e a identificação das

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características do relevo e alertas, caso esteja operando em regiões não programadas. Dessa forma, os riscos de acidentes de trabalho são reduzidos. Já em relação à produtividade, obtivemos uma redução do deslocamento das máquinas nos talhões, com base na programação adicionada aos mapas digitais. São estudadas previamente as melhores maneiras de alocação dos equipamentos em cada projeto. Os indicadores de segurança e produtividade na operação de colheita evidenciam os bons resultados obtidos. Já na silvicultura, o foco do monitoramento é a gestão de insumos, realizada por meio do controle da volumetria aplicada em campo pela medição de massa e volume das aplicações de iscas, adubos e defensivos. É realizada a anotação assertiva dos locais e instantes de aplicação para validação posterior, correlação geoespacial com a produtividade, controle de infestações e compliance. Não menos importante é o acompanhamento com a telemetria dos tempos produtivos e improdutivos das operações florestais, processo realizado com o objetivo de atingir melhoria na produtividade operacional. O uso de drones na aplicação de insumos em baixo volume, a utilização de imagens de drones para avaliação da qualidade de plantio entre 90 e 120 dias e o uso do LiDAR para inventário florestal contínuo são alguns exemplos de aplicações com custos e qualidade competitivos. Entretanto, por enquanto, há baixa disponibilidade de prestadores de serviço especializados no mercado, com capacidade para atender em escala operacional. No contexto de uso das geotecnologias nas empresas florestais, ainda é necessário evoluir na mudança do paradigma da gestão tabular para a gestão geoespacial com o incremento na utilização de informações geográficas, não apenas em campo, mas também no escritório. A evolução na gestão e o aumento da escala de uso passam pela capacitação dos usuários para uso intensivo dessas tecnologias e a internalização de novas competências e conhecimento nas empresas florestais. Esta é uma visão de geotecnologias com uso consolidado no meio florestal, mas também existe uma série de tecnologias disponíveis no mercado, e com uso em potencial para utilização com escala operacional em um futuro próximo. O uso de tecnologias de sensoriamento remoto e telemetria tem sinergia com tecnologias de comunicação de dados e analytcs, que aceleram a disponibilização de dados para as operações e possibilitam um menor tempo de resposta nas tomadas de decisão, além da análise sistêmica de dados com uso de inteligência artificial e tecnologia de processamento de grandes volumes de dados, realizados com o objetivo de gerar valor ao negócio florestal por meio do uso intensivo de informações. n


as geotecnologias

Opiniões

disponíveis ao setor florestal

A gestão de grandes áreas florestais, que, na maioria das vezes, encontram-se dispersas, condicionadas a uma alta produtividade e com os menores custos possíveis, é sim um enorme desafio para o setor florestal. Uma peça-chave para alcançarmos o sucesso na gestão de todas essas variáveis é o uso de geotecnologias integradas a sistemas de informações cadastrais. Essa integração é forte aliada à tomada de decisões mais assertivas e ágeis, ao controle de processos, a análises de múltiplas variáveis da produção, à difusão de informações e, consequentemente, à redução de custos. Entende-se por geotecnologias todo o conjunto de sistemas e ferramentas para coletas, processamento, análises e compartilhamento de dados e informações geograficamente referenciadas. Fazem parte desse conjunto, principalmente, os satélites, os drones, o escaneamento a laser, certas aplicações mobile, computadores de bordo, pilotos automáticos, sensores embarcados, WebGis e softwares para análises e processamento de informações geográficas. Avanços tecnológicos, ofertas de novos produtos e a progressiva redução de custos têm tornado ainda mais comum o uso de imagens de satélites na gestão de plantios florestais. Sensores com melhores resoluções espaciais (30 cm, por exemplo) e temporal (revisita semanal, por exemplo), sem contar aqueles multiespectrais e hiperespectrais, têm potencializado a visão sobre a floresta. Na Duratex, as imagens produzidas por esses sensores orbitais são utilizadas para identificação de sinistros (pragas, danos por vento, etc.), acompanhamento de operações, extração de parâmetros de qualidade de plantios, estudos de uso e ocupação do solo, prospecção de novas áreas e Ainda mais populares que os satélites têm sido os voos de drones/VANTs em plantios florestais. Eles se destacam pela produção de imagens de altíssimas resoluções espaciais (5 a 10 cm) e a modelagem tridimensional do terreno. "

Rodrigo Ribeiro de Castro

Especialista em Planejamento e Mensuração Florestal da Duratex

principalmente no cálculo de índices de vegetação (NDVI) com foco no controle da produção de madeira. Dois fatores que limitam o uso dessas imagens são o modelo de comercialização, que exige uma área mínima de compra (frequentemente maior que a área de interesse) e a presença de nuvens (expressiva, por exemplo, em regiões litorâneas do Nordeste brasileiro). Para a primeira limitação, modelos comerciais por assinatura de imagens se têm popularizado, mas, para alguns negócios florestais, o custo desse produto ainda é fator impeditivo no Brasil. No caso das nuvens, o uso de drones ou voos fotogramétricos em aeronaves tripuladas fica como opção a ser avaliada. Ainda mais populares que os satélites têm sido os voos de drones/VANTs em plantios florestais. Tanto modelos de asas fixas quanto de multirrotores se destacam pela produção de imagens de altíssimas resoluções espaciais (5 a 10 cm) e a modelagem tridimensional do terreno. As imagens dos drones aplicam-se principalmente à gestão da qualidade de plantios florestais (quantificação de falhas e sobrevivência, variação no espaçamento, diâmetro de copa), levantamentos cadastrais, avaliação de resíduos de colheita, acompanhamento de operações, geração do modelo digital de elevação, monitoramento ambiental, suporte à avaliação do desempenho de materiais genéticos. Atualmente, a Duratex conta com uma frota de nove drones multirrotores, presentes em todas as unidades florestais.


produtores de florestas Anualmente, são monitorados 20.000 (vinte mil) hectares de floresta e um total de aproximadamente 900 quadras. A tecnologia de coleta de imagem tornou-se fundamental para a consolidação dos parâmetros de qualidade exigidos pela companhia, integrando-se à rotina das operações florestais. Outros serviços executados por drones, como pulverizações, monitoramento de focos de incêndio, lançamento de sementes e de inimigos naturais, tendem a se popularizar no setor. Equipamentos com maior autonomia de voo e softwares com análises mais robustas (como contagem automática de plantas) são exemplos de expectativas para os próximos anos.

MODELO DO DRONE UTILIZADO PELA DURATEX

IMAGEM PRODUZIDA PELO DRONE FALHA DE APLICAÇÃO

SOBREPOSIÇÃO

MAPA DA OPERAÇÃO DE ADUBAÇÃO GERADO PELO COMPUTADOR DE BORDO DA MÁQUINA

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Outra tecnologia de destaque é o escaneamento a laser ou LiDAR (Light Detection and Ranging), que, além de produzir modelos digitais de elevação de precisão centimétrica, possui grande potencial para futuro uso em larga escala no Inventário Florestal. Aproximadamente há 3 anos, a Duratex pesquisa e participa do Programa Cooperativo sobre Tecnologias LiDAR, com ênfase no processamento dos pulsos laser, obtendo-se a altura total das árvores e por modelagem matemática, e amostragens em campo estimam altura comercial, diâmetro, área basal e volume de madeira. Tais modelagens estão sendo aprimoradas, e continuamos na busca por custo com a técnica mais competitivos com o método tradicional de Mensuração Florestal (Inventário). No setor florestal, também está evidente o crescente uso de dispositivos móveis (smartphones) em campo, seja por meio de mapas georreferenciados ou aplicativos específicos. Sistemas que permitem criações de formulários digitais, de maneira simples, para coleta de dados georreferenciados, geração de dashboards e publicação de resultados já fazem parte da rotina das empresas nas áreas operacionais, qualidade e meio ambiente. São exemplos de tecnologias digitais utilizadas na Duratex: o apontamento das atividades pelos operadores em campo, a coleta do ponto dos colaboradores e avaliações de qualidade de processos florestais. Esses aplicativos eliminaram o uso de formulários de papel e a digitação de dados, trazendo agilidade no processamento das informações e rapidez na tomada de decisão. Existem outros aplicativos com uso potencial, principalmente para microplanejamento, que permitem a criação de mapas off-line em campo, com simbologias padronizadas e pré-definidas, e sequente publicação em plataformas web. Mapas embarcados, piloto automático e sensores de precisão também são geotecnologias comuns na área florestal. Sistemas de posicionamento por satélites associados a mapas georreferenciados nos computadores de bordo das máquinas florestais promovem suporte à tomada de decisão (conforme microplanejamento), acompanhamento e estudo de rotas e orientação de operadores quanto a pontos de atenção no talhão (declividades acentuadas, redes elétricas, áreas de preservação permanente). Melhorias na emissão e recepção de sinais satélites contribuíram para o sucesso de outra importante ferramenta, os pilotos automáticos. Eles têm atuado principalmente em operações como abertura de estradas e abertura de linhas de plantios, com traçados definidos previamente em escritório, considerando declividades e uso do solo. Algumas atividades de silvicultura da Duratex, como a aplicação de isca formicida e a adubação, já contam com sistemas de precisão para aplicação de insumos em campo, garantindo homogeneidade na aplicação e possibilidade de identificação de desvios. Nos tempos atuais de conceitos como Big Data, florestas 4.0, transformação digital, informatização no campo, é observado expressivo crescimento das geotecnologias e a clareza dos seus retornos produzidos. n


Opiniões

cientistas e especialistas

planejamento florestal com uso de O uso de Unmanned Aircraft Systems (UAS), também conhecidas popularmente como drones, consiste atualmente na melhor oportunidade de automação da coleta de dados de povoamentos florestais. O custo de planejamento florestal é formado pela necessidade de se realizar, em campo, atividades como instalação das parcelas de inventário florestal, cubagem rigorosa, classificação de sítio, planejamento de estradas, controle de estoque madeireiro de pátio industrial, monitoramento de colheita e vários outros processos intermediários. No caso de florestas nativas, o planejamento ganha uma complexidade maior, em decorrência da diversidade de espécies e distintas tipologias florestais. Agora, imagine que toda a coleta de dados necessários para a gestão dos povoamentos florestais e o controle de estoque industrial fosse realizada de maneira automatizada. E, melhor, essas máquinas/robôs fazem o trabalho voando. Esse cenário não saiu de roteiro de ficção científica, mas da rotina de várias instituições de pesquisa, universidades, empresas florestais e startups de geotecnologias. O bem mais importante na administração de um negócio é a informação de qualidade, abrangente e de baixo custo; isso permite que o gestor tome decisões assertivas, de maneira a minimizar os riscos do negócio.

Ainda há um longo caminho a ser percorrido, porém, agora, estamos voando. "

Evandro Orfanó Figueiredo Pesquisador da Embrapa Acre

drones

Por meio das ortofotos de alta resolução espacial, geralmente de 3 ou 4 cm, obtidas a partir das imagens coletadas por drones, é possível realizar a contagem censitária da mortalidade de mudas de um talhão recentemente plantado. Essa prática é bastante conhecida no dia a dia do monitoramento na agricultura de precisão e, agora, passa a ser empregado na silvicultura. Avançando no processamento dos dados das ortofotos, a etapa seguinte, a contagem de um povoamento recém-implantado ou já estabelecido, é a segmentação das copas das árvores, ou seja, delimitar automaticamente a área de projeção de copa. Os drones nos permitem estudar a floresta numa perspectiva aérea considerada nova para a engenharia florestal e, ainda, aplicar conceitos clássicos de morfometria de copa, propostos no século passado. Assim, existe um enorme espaço para o aperfeiçoamento do planejamento florestal, onde os dados de copa se consolidarão nas principais variáveis de interesse do planejamento, em substituição ao diâmetro e à área basal, ou melhor, resgatando o conceito original de dominância florestal de cada árvore individualmente. Essa nova fase do planejamento florestal, com uma visão aérea das copas, demandará novas equações de volume, classificação de sítio, afilamento e prognose da produção madeireira. Ainda há um longo caminho a ser percorrido, porém, agora, estamos voando.


Opiniões

cientistas e especialistas No trabalho de volumetria de toras, árvores individuais e parcelas permanentes, os drones e a fotogrametria digital têm muito a contribuir para a automação da atividade. Atualmente, vários projetos de pesquisa estão em desenvolvimento, e a expectativa é a coleta automatizada dos dados biométricos (diâmetro em distintas alturas, altura comercial, área basal e volume), a partir da fusão de projetos fotogramétricos de solo e de imagens aéreas. E, assim, reconstituir em uma nuvem de pontos de alta densidade das parcelas amostrais (Figura 1). Ao longo do desenvolvimento do povoamento florestal, novas camadas de nuvem de pontos poderão ser sobrepostas e indicar o crescimento do povoamento monitorado, tudo isso num ambiente computacional em 3D. No controle da volumetria de toras em pátio, tanto na floresta, como na indústria, isso já é uma realidade. A Embrapa Acre publicou, em 2017, o detalhamento do procedimento da obtenção da volumetria de toras com drones e realiza treinamento de profissionais em diversos estados. Essa metodologia já é empregada pelo Serviço Florestal Brasileiro (SFB) no monitoramento do volume estocado em pátio, nas áreas de concessão das florestas nacionais. Em florestas nativas na Amazônia, o desafio tecnológico para o inventário florestal com aeronaves não tripuladas é muito maior do que no ambiente de um povoamento plantado. Recentemente, a Embrapa publicou o primeiro calendário de inventário florestal com drones. Em cada mês que a floresta é sobrevoada com a intenção do mapeamento/ geolocalização das espécies, se registra uma fenofase do povoamento. Dessa forma, em cada mês, uma determinada espécie apresenta uma peculiaridade de composição e de coloração da folhagem, possibilitando que a espécie de interesse seja inventariada ou não. Respeitando o calendário de inventário, é possível delimitar com precisão centimétrica a copa das árvores, visando à extração das informações morfométricas (Figura 2). Daí a necessidade de estabelecer um calendário de inventário florestal com drones e que considere as muitas tipologias florestais. O esforço de pesquisa é enorme, mas, agora, estamos voando baixo. Quando se compara o rendimento de trabalho de campo, referente ao inventário censitário das árvores comerciais na Amazônia, realizado de forma tradicional e com o uso de drones, temos uma diferença enorme. n

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Uma equipe de inventário tradicional, utilizando técnicas de precisão, consegue inventariar cerca de 20 hectares/dia, enquanto uma equipe de inventário com drones consegue cobrir mais de 1.000 hectares em um único dia de trabalho e com uma jornada de 4 horas. No entanto vários desafios tecnológicos e restrições normativas ainda precisam ser superados. No campo normativo, o Brasil avançou muito, e o Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA) é um grande parceiro e oferece mais segurança a todos os usuários do espaço aéreo brasileiro. A normativa sobre fotogrametria ainda pode avançar; espera-se que a nova legislação sobre inovação no País possa reposicionar a atividade, de maneira que os drones se transformem numa ferramenta de trabalho do silvicultor. No campo tecnológico, ainda temos que avançar na autonomia de voo das aeronaves, em equipamentos ajustados para o setor florestal, em computadores e softwares que melhor processem e gerenciem Big Data. O caminho é longo, e o desafio é grande, mas como disse, agora, estamos voando.

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cientistas e especialistas

geotecnologia:

o passado e a tendência

Um dos principais passos do uso da geotecnologia para o setor florestal foi quando se efetivou a integração das bases cartográficas com os sistemas de informações, o banco de dados alfanumérico, pois, no início do uso das geotecnologia, era necessário trabalhar com duas bases de dados em separado, o que criava uma série de dificuldades e erros. Essa integração aconteceu entre 1997 e 2000. Vimos isso sendo desenvolvido pela principal empresa de sistema de tratamento de imagens e informações cartográficas, na cidade de Boulder, no estado de Colorado, EUA. Colegas da antiga Aracruz participaram desse desenvolvimento que foi a base de sustentação do Sistema de Informações Florestais implantado naquela empresa e que se transformou, posteriormente, no sistema de gestão florestal mais usado no setor. Com esse desenvolvimento, o uso da geotecnologia pôde ser aplicado a inúmeras atividades. A geotecnologia pode ser dividida, de forma simplista, em três grandes grupos: gestão de base de dados, sistemas informatizados e captura de dados. A captura de dados saiu do 100% topografia, imagens de satélite de baixa para alta resolução até as imagens de pequeno formato e alta resolução obtidas por VANTs (Veículos Aéreos Não Tripulados) ou drones. Em uma outra vertente de tecnologia, entraram os sensores baseados em feixes de laser, os chamados LiDAR (Light Detection And Ranging). A geotecnologia já não é só aplicada em um plano horizontal. A tecnologia de processamento de imagens e LiDAR também são aplicadas na vertical, como ferramentas de medição de pilhas de madeira, inventá-

rios florestais, cargas de caminhões e estudos diversos. Sensores embarcados em tratores, como medição de profundidade de subsolagem, e em máquinas e caminhões associados a equipamentos de GPS embarcados permitem monitorar operações, treinar operadores e estudar melhorias operacionais. Todos esses dados vão ser alocados em base de dados e processados e disponibilizados em um sistema de gestão. Atualmente, não é possível desassociar geotecnologias dos drones e seu potencial ainda não explorado. Considerando a grande evolução dos equipamentos de voo e dos sensores e que podem ser embarcados, estamos ainda no início do uso dessa tecnologia. Atualmente, o uso se concentra em atividades de planejamento e controle operacional, algumas atividades de aplicações de insumo. Existe um grande potencial para substituição de atividades, mas, principalmente, para criar atividades que eliminam grupo de atividades atuais e, com isso, otimizar custos. Olhando para o futuro ─ o uso de drones e seus sensores e ferramentas ─, podemos ver uma grande lista de oportunidades nos processos operacionais, de vigilância patrimonial e proteção florestal. A viabilidade deverá estar associada ao uso de drones de maior autonomia e capacidade de carga e mudança em processos administrativos e operacionais. Drones com autonomia de voo de 12 horas e boa capacidade de carga já existem e são, inclusive, desenvolvidos no Brasil. Dentro desse grupo de atividades, drones podem ser usados para transportar peças, ferramentas, insumos, material de primeiros socorros, etc. Podem ser usados para verificação e primeiro combate a incêndios, pragas e doenças.

Apenas com a especialização da cadeia e o aumento de escala, iremos aumentar a velocidade do desenvolvimento das aplicações, a otimização de custos e, com isso, o aumento da abrangência de usuários. "

Marcelo Santos Ambrogi

Diretor Executivo da IMA Gestão e Análise Florestal


Opiniões O monitoramento das divisas, das invasões, dos roubos em áreas de preservação permanente pode ser otimizado e mais eficiente. A LiDAR pode ser usada em grandes áreas de preservação, identificando furtos abaixo da copa, por exemplo. Essa aplicação poderia estar sendo feita em Áreas de Preservação Permanente nos diversos biomas no Brasil. A comunicação de dados em áreas com dificuldade de uso de telefonia móvel pode ter maior eficiência e menor custo com uma agenda de coleta de dados com drones, que acessam sensores embarcados em máquinas, equipamentos, que podem transmitir por tecnologia de bluetooth. Um exemplo é a tecnologia de uma startup Israelense, com a qual um sensor de tecnologia sísmica conectado na árvore monitora brocas dentro de troncos. Esses sensores transmitem dados e os disponibilizam em um coletor de dados em uma árvore na beira do talhão. Essa árvore pode enviar os dados via telefonia 3G ou transferi-los via bluetooth para coletores de dados ou para um drone. A otimização do uso de drones vai passar por mudanças dos processos de planejamento e controle operacional, onde parte das atividades deixarão de ser departamental para serem uma estrutura centralizada. Praticamente, todas essas tecnologias mais modernas estão no Brasil, e algumas delas já há algum tempo, mas ainda não são aplicadas em escala operacional. A LiDAR, por exemplo, é utilizada operacionalmente na América do Norte e na Europa desde a primeira década dos anos 2.000. Isso indica que o setor está ainda evoluindo na redução do conservadorismo em aplicação de tecnologias. Tive duas experiências que demonstram isso. O uso de imagens de alta resolução de tecnologia israelense, que foi utilizado por gestores de fundo de investimentos ou TIMO. Esses novos gestores viram, na tecnologia, ferramenta para avaliar ativos e controlar a agregação de valor do ativo. A segunda experiência foi com sensor LiDAR. Realizamos um seminário em São Paulo para apresentar a tecnologia e oferecer o serviço em 2011, em parceria com empresa europeia. Tivemos um bom seminário, mas nenhum resultado.

Dois pontos foram fundamentais para inviabilizar a entrada no mercado: 1) a necessidade de grandes áreas para viabilizar a aplicação e, 2) a prerrogativa das empresas do controle das ferramentas que tratam os dados e processam resultados. Essa prerrogativa afastou as empresas dessa tecnologia deste mercado. Atualmente, as empresas do setor desenvolvem tecnologia através de empresas externas e startups. Para o desenvolvimento de prestação de serviços e de novos usos, a escala deve ser aumentada e, com isso, os custos serão cada vez mais competitivos. Como perspectiva para o futuro, indicaria que deverá haver uma separação e especialização entre os três grandes grupos, que são o gerenciamento da base de dados, os softwares especialistas e a operação aérea para diferentes objetivos e tarefas. A especialização de empresas de coleta de dados, onde estarão os drones de diferentes dimensões, sensores, ferramentas operacionais, pilotos, manutenção de aeronaves, etc., dará maior foco operacional na estrutura e nos investimentos e terá como mercado todas as cadeias de negócio que demandam esses serviços. A alocação e administração de banco de dados e sua segurança serão feitos por empresas especializadas, eliminando investimento para o cliente. A geração de produtos, desenvolvimento de algoritmos, sistemas especialistas, estarão em empresas na área de geotecnologias. Essas empresas poderão focar no desenvolvimento de novas soluções e produtos e podem trabalhar para diferentes atividades, como no agronegócio. Dessa forma, um cliente pode contratar uma empresa de drone regional para capturar imagens e dados de sensores ou executar serviços operacionais. Esses dados são transferidos para nuvens onde podem ser acessados pelo cliente, que poderá processar ou encaminhar para uma empresa de tecnologia, que processa e retorna via nuvem o produto final. Apenas com a especialização da cadeia e o aumento de escala, além do setor de base florestal, iremos aumentar a velocidade do desenvolvimento das aplicações, a otimização de custos e, com isso, o aumento da abrangência de usuários. n

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cientistas e especialistas

Opiniões

da teoria da relatividade ao inventário florestal nacional Em 20 de março de 2019, comemoramos 104 anos da publicação de uma teoria que logo viria a ser comprovada empiricamente. Mais de um mês depois, celebramos os 100 anos de um fato histórico que mistura um gênio da humanidade e uma cidade brasileira, dando início a uma revolução tecnológica. Assim, este é um artigo que homenageia o grande Albert Einstein, a cidade de Sobral, no Ceará, e o Centenário do Eclipse Solar Total, que permitiu a comprovação empírica da Teoria Geral da Relatividade, na manhã de 29 de maio de 1919. Conta a história que equipes se deslocaram à Ilha de Príncipe, na África, e a Sobral, locais considerados ideais para a observação do fenômeno. Na cidade cearense, cientistas britânicos e brasileiros, vinculados ao Observatório Nacional, observaram o fenômeno por 5 minutos. Na África, as condições do tempo não foram muito favoráveis, mas, no Brasil, foram tiradas 7 fotos que mudaram a concepção que envolve a relação espaço-tempo. A ilustração em destaque mostra a concepção artística da missão Gravity Probe B, orbitando a Terra para medir o espaço-tempo, a descrição do universo em quatro dimensões, incluindo altura, largura, comprimento e tempo. Talvez não tenhamos parado para pensar que, sem o processo que levou cientistas como Einstein à Teoria da Relatividade (um mistério para muitos), não teriam acontecido mudanças de paradigma, como a transmissão de dados e de voz sem fio, e não teriam sido concebidos dispositivos disruptivos, como os celulares que hoje dominam nosso dia a dia. Para o caso do nosso assunto de hoje, fica evidente que também não teríamos o GPS e o GPRS, que é a junção do componente satelital (GPS) e o telefônico (GPRS/GSM).

sem o processo que levou Einstein à Teoria da Relatividade, não teriam acontecido mudanças de paradigma, como a transmissão de dados e de voz sem fio, nem os celulares, como também o GPS e o GPRS, que é a junção do componente satelital (GPS) e o telefônico (GPRS/GSM).

Yeda Maria Malheiros de Oliveira Pesquisadora da Embrapa Floresta

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Agora sim, estabelecemos o link entre o início do texto e o nosso tema de hoje. O GPS, o GPRS: quem consegue viver sem a tecnologia que está por trás de aplicativos como Wase, Google Maps e o Uber e similares? Como pessoas – sem conhecerem as grandes cidades em seus meandros – conseguem nos levar a qualquer canto? O GPS, juntamente com ferramentas como o Sensoriamento Remoto (SR), Sistemas de Informações Geográficas (SIG) e um conjunto de análises espaciais, pertence ao mundo das geotecnologias. Na área dos inventários florestais, são procedimentos, técnicas, equipamentos e softwares que atuam como instrumentos para a aquisição, processamento e disponibilização da informação especializada. Proporcionam dados e ferramentas analíticas para a análise do uso e da cobertura da terra e da vegetação que a cobre, em múltiplas escalas e resoluções temporais ou espaciais. Foi na década de 1970 que a fotogrametria ensaiava os seus primeiros e tímidos passos, muito restrita ao meio acadêmico. Entretanto a fotogrametria e a fotointerpretação já tinham sido visualizadas como ferramentas de grande auxílio para as atividades de mapeamento. Nesse mesmo período, houve o desenvolvimento do NAVSTAR-GPS, sistema de radionavegação por satélites com tempo e sistema de posicionamento de distância, desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos EUA.

Não preender. "



cientistas e especialistas

Nos anos 1980, os primeiros trabalhos de maior porte na área florestal já usavam o SR, via Landsat MSS e imagens impressas em papel fotográfico. Os SIGs começaram a ser desenvolvidos, mas de forma muito incipiente e exigiam grande dedicação, experiência e expertise. Aos poucos, os EUA foram retirando as restrições impostas inicialmente com relação à precisão da geolocalização dos objetos e, no final dos anos 1990, o GPS já era usado para a delimitação das áreas de projetos e o estabelecimento e os limites de propriedades rurais e urbanas. Também já era possível o uso do GPS nos inventários florestais, na geolocalização de parcelas temporárias no campo e, com o desenvolvimento de instrumental computacional e de SR, também a delimitação de talhões e parcelas permanentes, dentro dos limites de erro de cada aparelho. O GPS também era usado para a orientação das equipes (rotas de campo) dos inventários e até para atribuir coordenadas geográficas a árvores isoladas, quando necessário. Naquele período, o serviço florestal americano identificou mais de 130 possíveis aplicações para o GPS na área florestal. Um grande problema, a falta de sinal pela cobertura das árvores, foi superado por engenharia de software. Assim, podemos dizer, sem medo de errar, que o GPS e as geotecnologias relacionadas revolucionaram as práticas florestais, tornando possível inclusive a silvicultura de precisão, a exemplo de sua irmã mais velha, a agricultura de precisão. Já na primeira década dos anos 2000, o Inventário Florestal Nacional (IFN-BR), coordenado pelo Serviço Florestal Brasileiro (SFB), foi concebido para produzir informações sobre os recursos florestais do País e para fundamentar a formulação, a implementação e a execução de políticas públicas de desenvolvimento, uso e conservação desses recursos.

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Foi desenvolvido com o apoio de várias instituições, entre elas a Embrapa Florestas, integrante da Comissão Técnica do IFN-BR que, coordenada pelo SFB, estabeleceu a metodologia de levantamento dos dados. Foi estabelecida uma grid básica, para a alocação das unidades amostrais, conglomerados em cruz de malta, com envergadura de 200 metros e área amostral 4 mil m2 cada (com exceção do bioma Amazônia, para o qual foram previstos conglomerados com envergadura de 300 m e área amostral de 8 mil m2). Num país do porte do Brasil, o número potencial de unidades amostrais (na grid básica de 20 x 20 km) se aproxima de 22 mil, cobrindo áreas com florestas e áreas sem cobertura florestal, já que um dos objetivos é o monitoramento delas ao longo do tempo. Entretanto estratégias para o levantamento foram estabelecidas, para que os resultados pudessem ser disponibilizados primeiramente para cada estado brasileiro, sendo possível, dessa forma, outros recortes, como o de biomas, fitofisionomias, etc. O número de unidades amostrais também é dependente dos recursos disponíveis, sendo que o SFB estabeleceu convênios com agentes fomentadores internacionais que, juntamente com os recursos da entidade, estão permitindo a realização do levantamento, em nível nacional. Em um projeto desse porte, a dependência das geotecnologias e, portanto, do GPS, é muito grande. Há necessidade da organização do mapeamento básico, definição dos pontos amostrais, definição do material cartográfico a ser usado para a coleta de dados, estratificação da população amostrada e definição dos mapas a serem usados para a estrapolação das informações coletadas na amostragem, para produção dos resultados finais. Esses resultados têm sido disponibilizados sob a forma de Cadernos Estaduais, que contêm: a) resultados biofísicos (extensão dos recursos florestais, diversidade biológica, saúde e vitalidade e estoques de madeira, biomassa e carbono) e; b) resultados socioambientais, provenientes de questionários aplicados a moradores de, em média, 4 casas no entorno das unidades amostrais. Resultados recentes situam que o IFN-BR está em 25 dos 27 estados da Federação, sendo quase 63% concluídos (17 estados). Foram medidas quase 10 mil unidades amostrais, coletadas mais de 105 mil amostras botânicas para identificação de espécies, mais de 25 mil amostras de solo, quase 30 mil pessoas foram entrevistadas. Um total de aproximadamente 385 milhões de hectares já foram inventariados, quase 45% do País. O Inventário Florestal Nacional é uma iniciativa de grande importância para a formação de políticas públicas no Brasil. Seus resultados impactarão grandemente a forma como os recursos florestais serão vistos e deverão contribuir para a tomada de decisões gerenciais e estratégicas, em níveis estaduais, regionais e nacionais. Na verdade, poderão até impactar decisões municipais, como será possível ver no IFN-BR aplicado ao município de Caçador-SC. Mas essa é outra estória de visão estratégica do SFB, de cumplicidade entre os diferentes entes institucionais e... de GPS que poderemos contar no futuro. Aguardem! n


Opiniões

as geotecnologias no contexto das Com o rápido desenvolvimento e a facilidade de acesso a novas tecnologias, as geotecnologias – dispositivos e sistemas para coleta e tratamento de informações espaciais – invadiram nossa vida cotidiana, os diferentes setores econômicos, o que inclui o setor florestal. A importância das tecnologias na garantia da correta tomada de decisão, gestão dos recursos florestais e execução de atividades com precisão, consagrou sua utilização no setor, com a chamada Floresta 4.0. Essas ferramentas permitem, além do gerenciamento e da obtenção de informações em amplas áreas e ao longo do tempo, a automatização de atividades, retirando a subjetividade de processos antes manuais/visuais e reduzindo custos pela precisão na tomada de decisão e consequente execução de atividades. Dentre os dispositivos de coleta de dados, podemos citar o Sistema de Navegação Global por Satélite (GNSS), com receptores que estão acoplados a diferentes plataformas móveis e fixas, a fim de que obtenhamos o posicionamento das máquinas, automóveis e colaboradores durante a execução das mais diversas atividades em campo.

De fato, as geotecnologias já fazem parte do setor florestal de forma irreversível, uma vez que almejamos obter respostas (e agir) de forma rápida e precisa. "

Cibele Hummel do Amaral

Professora de Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento Florestal da UF de Viçosa

florestas 4.0

Destacam-se os sistemas com correção diferencial DGPS (Differential Global Positioning System) e RTK (Real-time Kinematic), que permitem a obtenção de coordenadas geográficas e altitude em níveis centimétricos/milimétricos, sendo que o último sistema ainda as disponibiliza em tempo real. Esses equipamentos, antes mais restritos às atividades topográficas/geotécnicas, são fundamentais para localizar dados que chamamos de “verdade terrestre” para treinamento de algoritmos, obtenção de informações com sensores remotos e espacialização de atributos da floresta. Além disso, permitem a execução de atividades com precisão, como a aplicação automatizada de defensivos agrícolas. Não menos importante, os sensores remotos também são tecnologias de coleta de dados, de suma importância ao setor, e que devem ter seu uso ampliado nos próximos anos, não apenas no campo, mas também na indústria. Como o próprio nome diz, sensores remotos são dispositivos que realizam a obtenção de dados de um determinado alvo sem o contato direto com o mesmo.


cientistas e especialistas A partir dessa geotecnologia, podemos obter informações de alvos e fenômenos em diferentes perspectivas, em amplas áreas, em regiões de difícil acesso, ao longo do tempo e, ainda mais, de forma não destrutiva e rápida. Os produtos de sensoriamento remoto podem ser imagens ou dados pontuais, como, por exemplo, nuvem de pontos, no caso dos sistemas de perfilamento a laser, e assinaturas espectrais, oriundas de espectrorradiômetros. Os sensores, porém, não precisam estar a bordo de satélites ou aviões. Seus produtos vêm sendo obtidos, cada vez mais, pelo próprio usuário a partir de outras plataformas, como Veículos Áreos Não Tripulados (VANTs), torres, automóveis e, até mesmo, manualmente, a partir de smartphones. Diversos são os sensores que estão disponíveis para o setor, desde câmeras visíveis (RGB) e infravermelho próximo (NIR), como sensores hiperespectrais – que permitem a obtenção de dados ópticos em centenas de bandas espectrais –, sensores termais e sensores LiDAR (Light Detection and Ranging). Contudo nem todas essas tecnologias estão implementadas operacionalmente no setor florestal. Em minha opinião, ainda faltam pesquisas para o estabelecimento de relações empíricas entre dados de sensoriamento remoto – além dos tradicionais RGB-NIR – e atributos florestais de origem genotípica ou fenotípica e eventos, como doenças bióticas e abióticas. Essa base de dados deve suportar a seleção de sensores e/ou bandas espectrais para discriminação de dado atributo ou evento e, consequentemente, a confecção de sensores aplicados (mais simples e mais baratos), o treinamento de algoritmos e a elaboração de programas específicos. Lembrando que essas aplicações podem ocorrer nos viveiros, nos talhões, nas fazendas e na indústria. O uso dessas tecnologias de forma operacional passa, também, pelo processamento dos dados. Obviamente, a análise visual de imagens, sem grandes processamentos, já nos garante melhorar o planejamento de ações, pela possibilidade de análise da distribuição de alvos e suas relações espaciais, como para o traçado de rotas e para a identicação de áreas florestadas afetadas por matocompetição ou incêndios. Contudo diversos são os algoritmos que podem ser implementados para resolver distintas “questões espaciais”. Além de procedimentos básicos de Processamento Digital de Imagens (PDI), como a classificação de imagens e a álgebra de bandas – da qual são oriundos os Índices Espectrais de Vegetação, como o conhecido NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) –, análises por componentes principais e análises de mistura espectral permitem a mineração de informações e a extração de dados em nível subpixel, respectivamente. Esta última, por exemplo, pode nos dar informações de teor de clorofila e área foliar, concomitantemente,

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de forma mais precisa que índices de vegetação tradicionais, mesmo se tratando de dados multiespectrais. Quando exploramos dados hiperespectrais, essa análise nos permite, inclusive, a identificação genotípica de vegetações. Aliás, acredito que ainda há muito avanço a ser feito com dados hiperespectrais dentro do setor florestal. Análises de profundidade de feição de absorção de energia ou mesmo regressões entre dados bioquímicos e de reflectância, como a PLSR (Partial Least Squares Regression), permitem-nos estimar e monitorar diversos traços, como compostos bioquímicos e água em florestas. Os sensores LiDAR também “chegaram para ficar” no setor florestal, uma vez que permitem a modelagem tridimensional do alvo, seja ele uma planta, um talhão ou uma fazenda. Além da enorme aplicabilidade dos Modelos Digitais de Terreno (MDT) para o planejamento de estradas, colheita e transporte, é possível “inventariar quantitativamente” florestas a partir das nuvens de pontos normalizadas. Assim, com base em dados pontuais de campo, os produtos finais de processamento de dados LiDAR, obtidos por plataformas aéreas, são mapas de variáveis estruturais (e produtividade), que refletem informações contínuas passíveis de serem coletadas em campo apenas via censo (inventário 100%) – trabalho muitas vezes oneroso e inviável. Esses sensores, em plataformas terrestres, também são usados para mensuração de volume de madeira empilhada. Pensando em tratamento de dados, ainda há uma série de processamentos que podem ser realizados em ambiente de Sistemas de Informações Geográficas (SIG), com a integração de dados multifonte, numéricos e categóricos. Cabe realçar a importância de algoritmos de aprendizado de máquina, como o Random Forest e o Support Vector Machine, que nos geram respostas – na maioria das vezes com elevada exatidão – sobre sistemas complexos, como as florestas, a partir de grandes bancos de dados (comumente chamados Big Data). De fato, as geotecnologias já fazem parte do setor florestal de forma irreversível, uma vez que almejamos obter respostas (e agir) de forma rápida e precisa. Já usufruímos dessas ferramentas em diversas etapas cotidianas do setor: planejamento de campo, planejamento econômico de projetos e implantações, gestão ambiental, monitoramento das culturas, análise de sítio, planejamento de colheita e transporte, dentre outras. Passamos a utilizar de forma mais ousada tais tecnologias para fenotipagem, por exemplo, diante de cenários de mudanças climáticas. Assim, concluo que, diante do dinamismo tecnológico, cabe a nós muita criatividade (e competência) para exaurirmos as possibilidades de otimização de processos utilizando as geotecnologias dentro do setor florestal. n


Opiniões

os drones e sua

regulamentação

Os serviços proporcionados por diversas plataformas de coleta de informações, incluindo os drones e a geolocalização, impactam milhares de pessoas, empresas e governos, auxiliando nas tomadas de decisões. Um bom exemplo disso são as aplicações no setor florestal muito bem explicadas nesta edição pelos especialistas. Juntos, esses setores movimentarão no Brasil, em 2019, R$ 1,5 bilhão e já acumulam mais de 100 mil empregos diretos e indiretos, de acordo com dados que compilamos junto ao mercado e cruzados com levantamentos globais. Detalhando melhor o setor de drones, percebemos que o setor não para de crescer. De acordo com os últimos dados divulgados pela Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC), em maio deste ano, existem hoje 68 mil drones cadastrados no País – sendo 65% para uso recreacional e 35% para uso profissional. Já o número de pessoas cadastradas para operar os drones é de 52 mil, sendo 93% de pessoas físicas e 7% de pessoas jurídicas.

O mercado de drones movimentará no País R$ 500 milhões, distribuídos pela cadeia produtiva e usuária do setor, formada por fabricantes, importadores de drones, treinamentos, manutenção e uma ampla gama de prestadores de serviços. "

Emerson Zanon Granemann

CEO da MundoGEO, MundoGEO Connect e DroneShow

Os drones estão cada vez mais presentes em diversos setores. Dados da Frost & Sullivan apontam um crescimento anual mundial do mercado de 33% até 2020 – com destaque para a África e a América Latina, que devem apresentar um crescimento ainda maior. Segundo a consultoria PwC, o mercado global de drones pode chegar a US$ 127 bilhões, valor que representa os setores de infraestrutura (41%); agricultura e silvicultura (26%); logística (10%); segurança (8%); entretenimento (7%); seguros (5%) e mineração (3%). No Brasil, não tem sido diferente, destacando-se a liderança da agricultura e da silvicultura. O mercado de drones movimentará no País R$ 500 milhões, distribuídos pela cadeia produtiva e usuária do setor, formada por fabricantes, importadores de drones, treinamentos, manutenção e uma ampla gama de prestadores de serviços.


cientistas e especialistas

Opiniões

Com o crescimento exponencial do mercado, notamos também que há uma ampliação nos tipos de empresas que prestam serviços, as mais antigas, que usavam outras plataformas, já estão incorporando a tecnologia para ampliar sua oferta de serviços e atender aos grandes demandantes das informações geradas pelos drones. Como sabemos, no setor florestal, as maiores empresas estão preferindo montar estruturas internas a contratar empresas prestadoras de serviços. No Brasil, quatro órgãos cumprem o papel regulatório no setor de drones: 1. ANATEL: Agência Nacional de Telecomunicações, na qual todos os drones devem ser homologados; 2. ANAC: Agência Nacional de Aviação Civil, responsável pela validação dos projetos e registro dos drones e proprietários e tem como atribuição a aprovação de projetos dos drones. Com esse certificado, esses modelos podem realizar operações acima dos atuais limites de 120 metros de altura e voar além da linha de visada, podendo ser pilotados efetivamente de forma remota; 3. DECEA: Departamento de Controle do Espaço Aéreo, que autoriza cada operação, respeitando os limites de segurança previstos na legislação, e tem como missão controlar o espaço aéreo, coordenando as operações entre as aeronaves tripuladas e não tripuladas como os drones, bem como restringir as operações próximas a aeroportos, presídios e outras áreas de risco; 4. MD: e, por fim, o quarteto de órgãos reguladores é composto pelo Ministério da Defesa, que entra em cena quando o assunto é mapeamento de precisão com drones. Pelas regras atuais, as empresas precisam ser registradas no órgão, comprovando capacidade técnica, financeira e instalações adequadas para atuar com a tecnologia. Além disso, a cada nova missão, uma nova autorização deverá ser emitida pelo MD, respeitando os procedimentos para as empresas que executam o aerolevantamento usando aviões tripulados. Esses procedimentos e exigências foram criados respeitando a legislação da década de 1970. No entanto muita coisa mudou com relação às tecnologias e às plataformas de coleta de dados da superfície do Brasil. Vieram os satélites de alta resolução e, agora, os drones. A boa notícia é que, para suprir essa lacuna, o Ministério da Defesa lançou, em dezembro de 2018, uma portaria flexibilizando as operações a partir de limites de área e tipos de mapeamentos. Todos esses órgãos estão sendo muito receptivos para ouvir as reinvindicações da comunidade

que pedem por ajustes na regulamentação, devido aos avanços tecnológicos e às novas demandas de aplicações para o setor de mapeamento, delivery e inspeções dos mais diferentes tipos. Existem vários projetos de drones, tanto nacionais quanto importados, em fase de aprovação na ANAC, e alguns já foram liberados. Por outro lado, as geotecnologias envolvendo os sistemas de posicionamento por satélite, como o GPS, os diversos satélites e aviões que monitoram a terra constantemente, as plataformas de coleta, processamento e análise das informações, bem como a prestação de serviços geram mais de R$ 1 bilhão em faturamento anual, segundo projeções da MundoGEO. Um estudo global feito em 2013 pela consultoria Oxera, encomendada pelo Google, estimou um faturamento mundial do setor entre US$ 150 e 270 bilhões. Um recente levantamento realizado pela empresa indiana Geospatial World estimou que o potencial econômico desse setor no mundo pode chegar a US$ 500 bilhões. A revolução industrial 4.0 está impactando tanto as geotecnologias como os drones, criando ciclos de inovação cada vez mais rápidos, o que dificulta fazer previsões em relação ao futuro. No processamento e na análise das informações, existem muitas soluções que incorporam conceitos de inteligência artificial, machine learning, Big Data, mobilidade autônoma e podem ser visualizadas no formato 3D via realidade virtual, como em projetos de Smart Cities, monitoramento de barragens de mineração, infraestrutura, agricultura de precisão e silvicultura. Na minha opinião, os drones são mais uma opção de coleta de informações, ao lado dos satélites, nanossatélites, aviões tripulados e levantamentos terrestres. Tudo vai depender da demanda caracterizada por parâmetros relacionados ao tamanho da área, detalhes a serem levantados, prazos e frequência dos levantamentos. n

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Soluções digitais que já transformaram mais de 2.5 milhões de hectares de floresta plantada.

hexagonagriculture.com


cientistas e especialistas

monitoramento de recursos hídricos por meio de imagens de satélite de sensoriamento remoto O Programa Nacional do Meio Ambiente (PNMA), lançado pelo Ministério do Meio Ambiente, busca melhorar a qualidade ambiental para gerar um progresso na qualidade de vida dos brasileiros. Nesse programa, o monitoramento ambiental é definido como sendo o “conhecimento e acompanhamento sistemático da situação dos recursos ambientais dos meios físico e biótico, visando à recuperação, melhoria ou manutenção da qualidade ambiental”. O programa define ainda que a qualidade ambiental depende do controle das alterações das variáveis ambientais devido a fatores antrópicos e naturais. Nesse contexto, recursos hídricos requerem um monitoramento constante, tanto em relação à quantidade quanto à qualidade. A redução em qualquer uma delas traz a diminuição na qualidade de vida, seja pela menor produção de produtos agroflorestais, seja pela perda ao acesso à água limpa para consumo humano. No nível federal, o monitoramento é executado por diversos atores, como a Agência Nacional de Águas e a Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais e a Agência Nacional de Mineração, a qual é responsável pela fiscalização das atividades de mineração.

O monitoramento é realizado tradicionalmente in situ, através de uma rede de estações de medição fluviométricas, pluviométricas, de qualidade de água e outros. Para um país de tamanho continental como o Brasil, essa rede não consegue prover um acompanhamento abrangente. Devido a esse problema, a solução de complementar o monitoramento utilizando imagens de satélite de sensoriamento remoto é proposta no presente artigo. Deve-se observar que discutiremos apenas o monitoramento da superfície, excluindo o monitoramento de recursos hídricos subterrâneos, devido à incapacidade de penetração dos meios utilizados no sensoriamento remoto por satélite. Os aspectos a serem considerados para o uso de imagens de sensoriamento remoto são o recobrimento da área por satélites e as técnicas de extração de informação. Pode-se considerar que existe uma cobertura por satélites de observação da Terra que permite uma revisita (resolução temporal) diária de qualquer área do território brasileiro. Entretanto deve-se levar em conta os aspectos de custo e de resolução espacial. A Carta Internacional Desastres e Grandes Desastres, uma colaboração entre agências espaciais da qual o INPE faz parte, lista 34 satélites com resolução espacial variando de 0,5 metro a 1.000 metros. Os satélites de resolução espacial menores do que 5 metros e a maior parte dos que utilizam radar são comerciais. Para um sistema de monitoramento contínuo em larga escala, a solução deve excluir o uso contínuo de satélites comerciais, o que implicaria em custo inviável.

é possível complementar o monitoramento de recursos hídricos existente com o uso de imagens de satélite de Observação da Terra com um custo muito baixo. "

Laércio Massaru Namikawa Tecnologista Sênior do INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais


Opiniões Os satélites que provêm imagens de distribuição ampla e gratuita sobre o território brasileiro sistematicamente são o Landsat-8, os Sentinel 1A/1B/2A/2B, Resourcesat-2 e CBERS-4. A resolução espacial das imagens obtidas por esses satélites está na faixa entre 5 e 64 metros, com uma resolução temporal entre 3 e 52 dias. Com eles, é possível obter imagens de resolução espacial de 64 metros a cada 3 dias (do sensor WFI do CBERS-4) e com 10 metros a cada 10 dias (do par de satélites Sentinel 2A e 2B). Adicionalmente, os satélites Sentinel 1A e 1B possuem revisita de 12 dias, com resolução espacial de 10 metros. Entretanto a disponibilidade de imagens não pode ser garantida devido à programação da aquisição pelo sensor radar ser mais complexa. Porém essas imagens podem complementar as observações dos outros satélites. Com exceção das imagens dos Sentinel-1A e 1B, todas as outras têm sensores que adquirem a energia eletromagnética nas bandas da luz visível ou próximas a elas. Em comum, as bandas da luz visível Verde (G - 525 a 600 nm) e Vermelho (R - 625 a 700 nm) e do Infravermelho Próximo (Near-IR - 775 a 900 nm) são adquiridas por esses sensores. As técnicas de extração de informação para monitoramento de recursos hídricos devem utilizar somente os dados comuns aos diferentes satélites, indicando que devem extrair informações somente das bandas G, R e Near-IR. Como indicado no início deste artigo, as informações a serem extraídas das imagens são somente sobre a superfície da lâmina de água e são sobre a área da lâmina e a cor da água. A área da lâmina de água pode ser utilizada para definir a disponibilidade hídrica, a qual tem como casos extremos a inundação e a seca. Em relação à cor, ela é uma indicadora da qualidade da água, sendo alterada em função da existência de sedimentos, vegetação ou algum poluente. A extração de área da superfície de lâmina de água pode ser efetuada por diferentes técnicas de processamento de imagens. Este autor desenvolveu uma metodologia que considera que a componente matiz de uma imagem colorida criada com as três bandas permite separar áreas nas imagens sobre lâminas de água das sobre outro tipo de cobertura. Essa técnica foi empregada em vários trabalhos, incluindo a criação de um mapa base de lâminas de água para todo o Brasil, com resolução espacial de 5 metros, disponível no endereço www.dpi.inpe.br/waterbodies. A definição do volume de água disponível em um reservatório a partir da área com superfície de água depende da existência da relação entre o volume e a área.

Essa relação é representada por uma curva que é requerida nos processos de homologação do reservatório. A crise hídrica no Sistema Cantareira, o qual abastece a Grande São Paulo, em 2014/2015, permitiu testar a confiabilidade dos dados sobre volume de água extraídos da imagem do satélite Landsat-8. O erro percentual médio foi de 2%, com um erro máximo de 5%. Deve-se ressaltar que a técnica pode ser empregada com diferentes satélites, sensores e resoluções espaciais, tendo como limite do erro a relação entre a área do reservatório e o tamanho do pixel da imagem. A mesma técnica pode ser aplicada para qualquer reservatório, desde que exista, ou seja possível inferir, a curva área por volume. Uma alternativa sugerida é considerar que reservatórios em uma região com características geomorfológicas similares têm curvas similares. Desse modo, podem-se aproveitar informações de reservatórios homologados para estimar volumes de água em reservatórios sem informação sobre a sua implantação. Essa metodologia deve permitir que os pequenos reservatórios de regiões de difícil acesso sejam monitorados. As diferenças na cor expressam as diferentes proporções de energia eletromagnética refletidas por cada objeto na imagem. No caso da água, essas proporções são indicativas de sua qualidade, que pode estar comprometida por sedimentos, vegetação ou outro poluente. Dessa maneira, as técnicas de extração de informação buscam definir se as diferenças nas proporções indicam alterações dentro de parâmetros seguros ou se estão além deles. Para o caso de segurança em barragens, muito conhecido atualmente devido aos acidentes em Mariana e Brumadinho, a cor pode ser utilizada para monitorar alterações no barramento e em seu entorno. Por exemplo, um barramento com infiltração de água terá a cor alterada devido à presença de umidade ou pelo crescimento de vegetação. Quando a operação segura de uma barragem não permite a existência de lâmina de água à montante do barramento, a informação extraída deve ser sobre a sua presença e, caso ocorra, se a água está a uma distância segura em relação ao barramento. Concluindo, é possível complementar o monitoramento de recursos hídricos existente com o uso de imagens de satélite de Observação da Terra com um custo muito baixo. Para isso, é necessário criar um sistema de demonstração para integrar e testar as técnicas de processamento de imagens existentes e desenvolver novos métodos para extração e integração de informação. n

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cientistas e especialistas

geotecnologias e planejamento florestal Com a disponibilidade de informação e tecnologias, existem palavras-chave que passam a fazer parte do nosso dia a dia. No setor florestal, como em outras áreas do conhecimento, muitas dessas palavras estão relacionadas às geotecnologias, visto a necessidade de se obterem dados de qualidade, precisos e georreferenciados. Costumamos dizer que o mundo atual é georreferenciado, sendo os objetos associados a um datum e a um sistema de coordenadas. Essa demanda de referenciamento é, por sua vez, uma prerrogativa de um planejamento otimizado, sendo o sucesso relacionado ao conhecimento e ao controle das variáveis que compõem o sistema. No setor florestal, o sistema é composto por variáveis que comumente interagem entre si e com o ambiente onde estão inseridas. Nesse sentido, saber onde será implantada sua floresta, onde as já existentes estão e, ainda, sua composição, bem como do ambiente em que ela está, passa a ser essencial para a tomada de decisão. Nesse cenário, como as geotecnologias são inseridas? Em que etapas do processo de planejamento podem ser propriamente consideradas? Responder a esses questionamentos, contextualizando, as geotecnologias não é uma missão fácil, em especial quando se trata do setor florestal, visto seu histórico de incorporação diária de tecnologias de última geração. Corremos o risco de, enquanto estamos redigindo este artigo, estar sendo implementada em larga escala, em empresa do setor, uma nova tecnologia para a coleta, processamento, ou ainda, de análise ou disponibilização de informações referenciadas espacialmente.

Esse processo se iniciou com a automatização da cartografia, a qual, por longos anos, foi a base para a tomada de decisão. Os mapas analógicos foram sendo convertidos para o digital e disponibilizados para diferentes setores da empresa, subsidiando o planejamento que se iniciava com a implantação dos maciços florestais, considerando áreas importantes da fazenda que iam desde sua estrutura de funcionamento até a localização das reservas legais e áreas de preservação permanente. Passou, em seguida, pela questão da presença de estradas florestais, da otimização dos recursos, como solo e água, chegando ao planejamento para o corte final. A base cartográfica continua sendo atualizada e subsidiada por diferentes tecnologias. Associada a ela, se tem, por exemplo, recursos como de Sensoriamento Remoto – SR, os quais, primeiramente, se resumiam a imagens com resolução espacial entre 20 e 30 metros, sendo utilizadas para mapeamento das fazendas florestais, dando suporte ao planejamento de implantação e manejo de florestas, tanto das suas áreas de floresta plantada como de florestas nativas. Planejamento baseado, portanto, no mapeamento do uso e cobertura do solo.

Com o uso das geotecnologias, há um incremento de qualidade do planejamento em consequência do melhor diagnóstico das áreas florestais, bem como do conhecimento previamente modelado de sua capacidade produtiva. "

Roberta Averna Valente e Carla Américo

Professora de Geoprocessamento e Doutoranda em Planejamento e Uso dos Recursos Renováveis da UFSCar


Opiniões Com o incremento da resolução espacial dos sensores, as aplicações se ampliaram, em especial com o uso de sensores aéreos, como veículos aéreos não tripulados (VANTs) e os drones, que hoje são a novidade do setor. Um drone é capaz de coletar imagens de alta resolução em tempo real, com a resolução temporal definida pelo usuário. Com a análise dessas imagens, é possível acompanhar as operações florestais de forma estratégica, identificando as necessidades de adequações no processo. Permite, ainda, o monitoramento de doenças, de falhas nos plantios, de áreas atacadas por pragas, deficiência hídrica do plantio, a presença de plantas daninhas, entre outros, o que auxilia na descrição da variabilidade da floresta e na melhora do seu manejo. Seu uso no monitoramento das florestas está cada vez mais comum nas empresas do setor, e os resultados, além de maior eficiência, incluem a redução de custos e de trabalho de campo, utilizando outros equipamentos e métodos. Relacionado ao SR, não se pode deixar de mencionar o LiDAR (Light Detection and Ranging), o qual utiliza pulsos a laser para localizar objetos, diferente do sistema RADAR, que faz uso de ondas de rádio. Em um primeiro momento, suas imagens eram utilizadas na elaboração de Modelo Digital de Elevação. Hoje em dia, podem ser utilizadas na mensuração e na determinação do volume individual das árvores. É um método estimativo, entretanto sua utilização não elimina as atividades de campo, visto a premissa de ajuste de modelos volumétricos. A atualização da tradicional base cartográfica ganha, ainda, com o uso dos Sistemas de Posicionamento por Satélites (GNSS), dentre os quais o mais utilizado é o sistema GPS. As atividades passam a ser planejadas considerando a capacidade de coleta referenciada, através de equipamentos com precisão submétrica, que suportam diferentes etapas do processo produtivo no setor florestal, as quais foram sendo aprimoradas a partir daquela tradicional e, inicialmente exclusiva, que era a utilização de piloto automático em maquinário. A agricultura de precisão aplicada à silvicultura, tendo receptores GPS de alta precisão associados ao maquinário florestal, vem sendo incorporada, cada vez mais, ao dia a dia do setor, dando suporte a um planejamento de etapas do processo produtivo. Na área de silvicultura, por exemplo, com sua capacidade de otimização de aplicação de insumos, a qual tende a ser de aplicação de insumo em taxa variável. Na colheita, tem-se o corte mecanizado, o qual suporta/suportará o mapeamento da produtividade de colheita, que, por sua vez, influenciará na otimização da etapa de baldeio.

A associação entre processo produtivo e dados georreferenciados tende a ser generalizada nas diferenças áreas de conhecimento, suportando a intervenção com base em informação obtida momentaneamente. Para isso, necessita-se de um robusto sistema de gerenciamento de dados referenciados, ou seja, de um Sistema de Informação Geográficas (SIG), os quais já estão presentes cotidianamente no setor florestal. O SIG veio em substituição aos tradicionais sistemas cartográficos automatizados, sendo responsável por suportar diferentes bases de dados, as quais são diariamente atualizadas por meio das tecnologias mencionadas. Ainda, tendo a capacidade de agregar dados espaciais, de diferentes fontes e formatos, os quais podem ser espacializados e/ou modelados para subsidiar a tomada de decisão. Seus produtos são a base para o planejamento de diferentes atividades e em distintos níveis, como na colheita florestal, o tático e o operacional. Nessa área de colheita, existe a questão do planejamento de estradas florestais, que, quando não são bem estruturadas e locadas, tornam-se fontes potenciais de impactos ambientais, principalmente os relacionados à dinâmica de água e de produção de sedimentos. No ambiente SIG, se tem a possibilidade de definição de áreas críticas à sua locação, por meio de procedimentos que combinam e transformam dados espaciais e não espaciais (dados de entrada) em uma decisão (resultados). Em nossas atuais pesquisas (financiadas pela Fapesp), consideramos aspectos do relevo, da hidrografia e dos solos, os quais são integrados, formando um modelo de suporte à decisão. Nesse modelo, mais importante do que saber onde estão as atuais estradas, é identificar aquelas que necessitam de manutenção e/ou serem inutilizadas. Isso, além dos locais que requerem a locação de um acesso. Lembrando que as estradas, além do escoamento do produto florestal, fornecem acesso a diferentes partes de uma floresta, integrando atividades, como proteção contra incêndio e pragas, plantio, além das operações de exploração madeireira. Assim, o reconhecimento da qualidade da rede viária integra o planejamento florestal. Pode-se assim dizer que, com o uso das geotecnologias, há um incremento de qualidade do planejamento. Isso como consequência do melhor diagnóstico das áreas florestais que estarão sob diferentes atividades florestais, bem como do conhecimento previamente modelado de sua capacidade produtiva. Alia-se, ainda, à capacidade que se passa a ter dia após dia de tomar decisões com taxas variáveis para uma mesma área, o que contribui para melhorar ainda mais os resultados, otimizando os custos. n

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LiDAR

na Amazônia brasileira

a geotecnologia no manejo florestal

O manejo de florestas tropicais é uma atividade cujo principal objetivo é promover o uso sustentável desses ecossistemas por meio da extração de produtos madeireiros e não madeireiros. Também é a única atividade econômica que não prevê a substituição, a priori, da floresta por sistemas agrícolas, preservando, portanto, a estrutura original da floresta, sua biodiversidade e serviços ambientais. Apesar disso, a atividade vem sendo frequentemente questionada, tanto do ponto de vista econômico como ambiental. Um dos pontos críticos do manejo está nos planos de manejo florestal (PMF), que são uma demanda para o licenciamento por órgãos de gestão ambiental governamentais da atividade.

Da mesma forma, prever a delimitação das áreas de preservação permanente (APP) e conter o planejamento das alterações que serão executadas na floresta, como a construção da rede de estradas, pontes e pátios de estocagem de madeira. A descrição e o mapeamento da vegetação, as bacias hidrográficas e a topografia são essenciais para a elaboração, a execução e o monitoramento de planos de manejo. No entanto a obtenção dessas informações em campo é cara e de difícil alcance em florestas tropicais. Na Amazônia brasileira, esse trabalho pode tornar-se especialmente custoso em função das grandes áreas a serem amostradas e as dificuldades de acesso naturais da região que

A descrição e o mapeamento da vegetação, as bacias hidrográficas e a topografia são essenciais para a elaboração, a execução e o monitoramento de planos de manejo. "

Marcus Vinicio Neves D’Oliveira Pesquisador da Embrapa Acre

Por definição, esses planos deveriam conter uma descrição detalhada da estrutura e da composição da floresta que permita calcular o volume de madeira ou de outros produtos que serão extraídos, as espécies que serão manejadas e o tempo de pousio (ciclo de corte) necessário para a recuperação da floresta.

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limitam fortemente o trabalho de campo durante a estação das chuvas. Nos últimos anos, essas atividades de campo vêm sendo facilitadas por meio da inclusão de geotecnologias, combinando técnicas de aquisição de dados em campo por meio de receptores GPS-GNSS de alta sensibilidade e sensoriamento remoto.


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cientistas e especialistas Neste artigo, vamos descrever brevemente três tecnologias que têm sido desenvolvidas para aplicação no planejamento, na execução e no monitoramento de PMF: 1) Modeflora; 2) Perfilamento a laser; 3) Veículos aéreos não tripulados - VANTs. O Modeflora – Modelo Digital de Exploração Florestal foi desenvolvido pela Embrapa e é uma inovação tecnológica, na área de manejo florestal sustentável, que integra o Sistema de Posicionamento Global (GPS), o Sistema de Informação Geográfica (SIG) e o Sensoriamento Remoto (SR). A combinação desses recursos permite representar previamente, no computador, os aspectos espaciais da realidade florestal, tais como localização das árvores e nascentes, igarapés, curvas de nível e relevo, aumentando a precisão e reduzindo custos na aquisição de dados para o planejamento das operações florestais e da definição das áreas de APP. Pontos barométricos tomados no terreno completam o banco de dados do plano de manejo. Como resultado, o Modelo Digital de Exploração Florestal gera um microzoneamento da área de manejo florestal com alta resolução. Com esse detalhamento no planejamento de escritório, a implementação em campo das estradas, trilhas de arraste e pátios fica evidentemente muito mais facilitada e precisa. Como consequência, o trânsito de máquinas pesadas nas florestas manejadas é otimizado, promovendo drástica redução no impacto ambiental, na redução de custos econômicos e o aumento do rendimento de todas as operações. O Modeflora já é adotado em planos de manejo florestal em todos os estados da Amazônia e, nos últimos anos, milhares de técnicos, estudantes e engenheiros florestais foram treinados para a sua aplicação. O sistema de perfilamento a laser, ou LiDAR, (Light Detection and Ranging) é uma tecnologia que apenas recentemente foi agregada ao manejo florestal. LiDAR é um sistema de sensoriamento remoto ativo, que, a partir da emissão de pulsos de laser em alta frequência, é capaz de produzir modelos tridimensionais do terreno de alta resolução e acurácia, mesmo em áreas sob dossel fechado. Levantamentos com LiDAR aerotransportado têm sido utilizados em florestas tropicais e temperadas para estimativas de parâmetros estruturais da floresta, como volume, biomassa e área basal. Embora a utilização do LiDAR em florestas tropicais seja bem mais recente e voltada especialmente à avaliação de estoques de biomassa e de carbono, existem também algumas experiências da sua aplicação para o planejamento e o monitoramento de planos de manejo florestal.

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A característica da tecnologia de penetrar no dossel da floresta permite a construção de um modelo digital do terreno utilizando apenas os retornos LiDAR que tocam o solo. A partir desse modelo, é possível desenhar em alta resolução (horizontal e vertical < 15 cm) curvas de nível e redes de drenagem, além da construção de modelos mais complexos, como o de densidade relativa de vegetação que permite identificar alterações na floresta (por exemplo, árvores cortadas, trilhas de arraste, estradas) que normalmente não é possível visualizar com o uso dos sensores ópticos tradicionais. Na Amazônia brasileira, a primeira experiência com LiDAR para monitoramento de florestas foi executada pela Embrapa em 2011, na floresta do Antimary, no estado do Acre. Nesse projeto, além de modelos para a estimativa de biomassa e de volume, foram determinadas áreas de preservação permanente e áreas de acesso restrito (inclinação superior a 15%), essenciais para o planejamento da rede de estradas e pátios de estocagem. Também pela característica da tecnologia de penetrar no dossel da floresta, é possível a determinação precisa dos impactos causados pela extração de madeira na floresta manejada. Esse aspecto é particularmente importante porque permite também a detecção de extração ilegal de madeira em qualquer escala, que não é possível de ser observada por meio de uso de outros sensores ópticos. Atualmente, ainda são poucas as experiências com LiDAR em florestas particulares, no entanto o Serviço Florestal Brasileiro adotou o uso do LiDAR como ferramenta acessória ao planejamento e ao monitoramento florestal em todas as concessões estabelecidas nas florestas nacionais brasileiras. Os avanços tecnológicos apresentados aqui não substituem a necessidade da continuação de estudos e pesquisas para o aprofundamento do conhecimento sobre florestas tropicais. Esses estudos serão sempre essenciais, especialmente para desenvolvimento e implementação de políticas públicas para garantir que esses complexos ecossistemas sejam manejados de forma sustentável e responsável. Da mesma forma, também se faz necessária a contínua adequação da legislação florestal e o treinamento das equipes de gestão ambiental de institutos governamentais para a aplicação inteligente dos recursos tecnológicos disponíveis. No entanto a combinação dessas ferramentas possibilitarão a consolidação do manejo de precisão para florestas naturais, onde todas as atividades, desde o planejamento da extração até a aplicação de tratamentos silviculturais, possam ser executadas com a maior eficiência possível. n


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uma atividade realmente próspera As tecnologias atualmente disponibilizadas para a área florestal, bem como para toda a agricultura, estão muito próximas da plena necessidade do campo. Tais ferramentas têm tido um papel fundamental na segurança do planejamento e execução de quase todas as operações do campo, permitindo conhecer com exatidão a tipologia do solo, o relevo, o clima, a hidrografia, as restrições ambientais, apoiando variadas decisões, como na aquisição ou arrendamentos de terras, definindo locais de estocagem e vias de escoamento da produção, a logística geral, apontando e evidenciando oportunidades de melhores operacionalidade, produtividade e rentabilidade, colocando em nossas mãos uma verdadeira radiografia da base florestal das empresas que assistimos. As ferramentas/sistesmas que hoje se destacam são: ARCGIS: É um sistema de informação geográfica (Geographic Information System – GIS), um software que se constitui numa plataforma primária com várias projeções de dados cartográficos para serem utilizados no gerencimento de informações básicas, na criação de dados geoespaciais e na análise detalhada das áreas, além de criar mapas, consultar e editar. Hoje, 90% das empresas florestais utilizam esse software. AUTOCAD: É um software mais antigo e uma ferramenta que nos auxilia a desenvolver projetos, desenhos e mapeamento; o AutoCAD (Computer Aided Design) está inserido em diversas áreas, como engenharia de projetos, construção, civil, arquitetura e topografia. Por permitir visualizar os projetos nas três dimensões, com minuciosidade, pode-se fazer o planialtimétrico e alocação de estradas e vias de acessos dos novos talhões com mais eficácia. DRONE/VANT: O uso dos drones – conhecidos no exterior como Quadcopters por causa das suas quatro hélices – e dos VANTs, ambos conduzidos por operadores, abastecido por baterias, vem ganhando cada vez mais espaço na área florestal no auxilio de levantamentos do plano de colheita, inventários florestais, definição de APPs, estratégias de novos talhonamentos e identificação de pragas e doenças. A operação desses veículos requer o estabelecimento de um completo plano de voo, com a definição clara da missão estabelecida. Eles possuem câmeras com alta definição e GPS – alguns até GNSS RTK para aferição dos talhões. Possuem alta eficiência no levantamento de áreas para confecção de

Mapas de Uso de Solo lançado no programa do ArcGis. A redução dos custos chega a 30% quando comparado com o levantamento realizado por equipes utilizando GPS, além da customização da atividade realizada. GPS/GNSS RTK: É um equipamento que tem um posicionamento cinemático relativo em tempo real. Essa técnica evoluiu muito no detalhamento e permite ao operador obter as informações de campo, sem a necessidade do pós-processamento dos dados, e, assim, atingir uma posição centimétrica ou milimétrica, dependendo da posição da base e do tipo de terreno em que se faz a aferição. Oferecendo, assim, maior agilidade, qualidade, rapidez, precisão e posicionamento em tempo real, enriquecendo de informações o sistema do AutoCAD. Essa técnica e o equipamento auxiliam nos levantamentos dos pontos da poligonal topográfica, através das coordenadas planas retangulares UTM (Universal Transversa de Mercator) – sistema de coordenadas cartesianas bidimensional –, com muita precisão em qualquer trabalho, seja na projeção de talhão, no levantamento ou na alocação de estradas, até mesmo a marcação de divisas cincurvizinhas, fazendo o georreferenciamento da empresa conforme padrão Incra no sistema Sigef. Pela larga evidência dos resultados alcançados, podemos afirmar que as vantagens geradas por estes sistemas e equipamentos, no balanço custo/benefício, são seguras e efetivas, boa oportunidade de renda e empregabilidade, e ressalta-se: ainda estamos desenvolvendo recursos e aplicações. Os profissionais que atuam na prestação destes serviços têm tido facilidade para confrontarem os resultados projetados e as largas vantagens das metas alcançadas. O setor de serviços dessas tecnologias certamente prosperará em âmbito nacional, mesmo porque supre uma contínua e crescente falta de mão de obra qualificada nas várias áreas do setor florestal, muito em função da velocidade que tais tarefas passaram a ser realizadas, liberando-os rapidamente para a próxima tarefa. n

Pela larga evidência dos resultados alcançados, podemos afirmar que as vantagens geradas por esses sistemas e equipamentos, no balanço custo/benefício, são seguras e efetivas "

Virgílio César Machado

Diretor Técnico da Geoplan Curiúva

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um verdadeiro big brother Sensoriamento remoto como principal ferramenta para o monitoramento sinóptico do uso e alteração do solo teve seu início marcado por sensores aerotransportados durante a Primeira e a Segunda Guerra Mundial no mapeamento e vigilância militar. Atualmente, com o avanço tecnológico, sensores que mensuram a radiação eletromagnética são desenvolvidos com uma ampla variedade de resoluções espaço-temporais, espectrais e radiométricas e, aliados a isso, diversos algoritmos são construídos a fim de separar os alvos que são monitorados em tempo quase real. Com o avanço dessa geotecnologia, principalmente após a era dos satélites meteorológicos (Geoestacionários), Landsat e Sistema de Observação da Terra – EOS (Heliosíncronos), o homem pôde, então, monitorar com maior precisão a localização e a quantificação das mudanças da paisagem, tendo como perspectiva melhorar a gestão dos territórios a partir de então. Além disso, pela capacidade de obter informações em larga escala, tal ferramenta também traz consigo o poder de verificar se as leis vigentes em um determinado território estão sendo cumpridas, pois a quantificação das áreas é praticamente instantânea, já que conta com menores elementos da imagem, agora digital (pixels). Neste momento em que a sociedade moderna está discutindo os efeitos de um possível aquecimento do planeta, essas ferramentas são extremamente úteis no monitoramento dessas mudanças na paisagem. O Brasil é detentor da maior porção de floresta tropical em seu território e, ao mesmo tempo, de uma das maiores taxas mundiais de conversão de uso do solo. Para monitorar essas mudanças de uso a partir de séries-temporais em imagens digitais de

média resolução espacial, os pesquisadores contam com o auxílio de vários órgãos, como o Sistema de Monitoramento do Desmatamento na Amazônia Legal do PRODES (INPE), o ImazonGeo (Imazon) e o Global Forest Change (University of Maryland). O PRODES, com a utilização de sensores orbitais, monitora não somente a Amazônia, mas também todo o território do cerrado brasileiro (entre 2013 a 2015, foi constatada uma perda de 18,9 mil km2 de sua vegetação nativa e, no ano de 2018, constatou-se perda de 6,6 mil km2). Outro programa de enorme contribuição é o ImazonGeo, que quantifica e monitora o desmatamento, a degradação florestal e a exploração madeireira na Amazônia Legal via sensoriamento remoto. E o projeto Global Forest Change busca fornecer acesso aos dados de mudanças florestais em todo o planeta por meio de dados orbitais, analisando tendências e mudanças nas florestas e pontos críticos específicos. A quantificação do que se perde de florestas e o que passou a ocupar aquele espaço deixaram de ser uma indagação de ambientalistas preocupados com a biodiversidade e o clima e passaram a ser também uma necessidade de negócios. Muitos consumidores não desejam adquirir um produto que foi produzido à custa de florestas tropicais. O Greenpeace, por exemplo, realizou uma grande campanha mundial junto a grandes redes varejistas alegando que a soja que alimentava os animais consumidos nessas redes nos Estados Unidos e na Europa era causadora de desflorestamentos na região Amazônica. O resultado foi a criação da Moratória da Soja, em 2006, em A quantificação do que se perde de florestas e o que passou a ocupar aquele espaço deixaram de ser uma indagação de ambientalistas preocupados com a biodiversidade e o clima e passaram a ser também uma necessidade de negócios. "

Carlos Antonio da Silva Junior e Mendelson Lima

Professores de Geoprocessamento e de Zoologia da Universidade do Estado de Mato Grosso – UNEMAT, respectivamente



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que os maiores exportadores de soja brasileiros se comprometeram a não adquirir soja produzida em áreas desflorestadas após essa data. Para verificar se uma área de floresta foi substituída pela cultura da soja, são necessárias duas ações. A primeira, obviamente, é a verificação da remoção da floresta, que pode ser observada com dados de sensores multiespectrais e aritmética entres bandas. A segunda ação é verificar se, de fato, aquela área foi substituída pela soja, que pode ser feita de várias maneiras. Podemos verificar in loco ou fazer sobrevoos de avião, ambos métodos caros frente às grandes extensões da fronteira agrícola no sul da Amazônia. Entretanto pode-se recorrer novamente ao sensoriamento remoto, que, via série-de-tempo, com base em calendários agrícolas, busca-se um padrão de detecção sobre uma planta cultivada. Outra questão importante na alteração da ocupação de um território, aliada às geotecnologias, que são de extrema importância nesse monitoramento sinóptico, é a degradação ocorrida por meio de incêndios florestais. Estudos recentes apontam que a baixa resiliência ao fogo ocorre em áreas de várzea devido ao padrão da distribuição da área florestada, em que o maior espaçamento entre áreas densas de floresta proporciona perda de água, e a propensão ao fogo aumenta. Dados de sensoriamento remoto confirmam que, na Amazônia por exemplo, os incêndios de planícies inundadas apresentam maior impacto na estrutura das florestas. Além disso, recente descoberta com a utilização de dados orbitais mostrou que, na maior parte da floresta amazônica, o aumento da insolação é determinante para o crescimento das folhas. A progressão no desenvolvimento de sensores remotos, principalmente os que orbitam a Terra, é crescente, contribuindo para o conhecimento aprofundado sobre as florestas e possíveis consequências com sua supressão. Destacamos a continuidade do monitoramento por meio do lançamento previsto de plataformas como Landsat-9 e CBERS-4A,

somando-se à resolução melhorada do sensor MSI/ Sentinel-2, que já realiza imageamento global com 10 metros de resolução espacial (incluindo bandas espectrais específicas como Red-Edge, NIR e SWIR). E também dados para a compreensão da dimensão das florestas podem ser obtidos com lasers da missão GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation), em que as medições resultantes revelarão a estrutura vertical de florestas. Dados também continuados do Orbiting Carbon Observatory 3 (OCO-3) fornecerão medidas quase globais de dióxido de carbono na terra e no mar. Outro exemplo na detecção de variáveis que influenciam as alterações do clima devido à perda de florestas tropicais é o sensor TROPOMI, instalado no satélite europeu Sentinel-5P, que coletará os dados sobre os diferentes gases presentes na atmosfera, entre eles o dióxido de nitrogênio, o ozônio, o monóxido de carbono, o metano, o formaldeído, o dióxido de enxofre e os aerossóis. Mais do que oferecer a possibilidade de identificar e punir os responsáveis por um desmatamento ilegal ou a simples quantificação do que se perde de florestas anualmente, esse conjunto de tecnologias permitirá entender como a floresta nativa funciona e sua importância para o clima do País. Projeções pessimistas alertam que, após um determinado percentual de perda de sua cobertura vegetal, a Amazônia sofrerá um processo irreversível de savanização, com graves consequências para as chuvas no Sudeste do País, afetando a produção de alimentos e a geração de energia. Enfim, a geotecnologia já provou sua eficiência para monitorar o desflorestamento e os efeitos causados por essa prática. Cabe à sociedade cobrar que órgãos governamentais utilizem os resultados obtidos com esses recursos de alta tecnologia, para que não sirvam apenas como uma fotografia que se olha e nada se faz, mas sim para uma efetiva gestão da manutenção e conservação do meio ambiente aliados à produtividade, se preocupando não só com esta, mas com as futuras gerações. n

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