QUANTIFICAÇÃO DA BIOMASSA RESIDUAL DA COPA DE ÁRVORES EM ÁREA DE FLORESTA MANEJADA, MOJU, PARÁ

Transcrição

1 ÁREA TEMÁTICA: BIOMASSA QUANTIFICAÇÃO DA BIOMASSA RESIDUAL DA COPA DE ÁRVORES EM ÁREA DE FLORESTA MANEJADA, MOJU, PARÁ Iracema Maria Castro Coimbra Cordeiro 1 (iracema3c@gmail.com), Paulo Luiz Contente de Barros 2 (contente.barros@hotmail.com), Lorena de Almeida Coimbra 3 (lorenacoimbra13@gmail.com), Yorranna Kelly Rossy da Silva 3 (yorrannarossy2@hotmail.com) 1 Dra. Pesq. Fazenda Agroecológica São Roque 2 Dr. Consultor 3 Graduanda de Engenharia Florestal da Universidade Federal Rural da Amazônia RESUMO Para estimar a biomassa lenhosa residual oriundas de área de floresta manejada, foram selecionadas três unidades de trabalho (UT) e dez espécies florestais na unidade de produção anual (UPA) da Fazenda Agroecológica São Roque no município de Moju, Estado do Pará. Por meio de amostragem, foi quantificada a biomassa residual da copa das árvores pós exploração. Os resíduos das espécies foram cubados pelo método geométrico de toras do fuste e pela relação entre o volume sólido (m 3 ) e o estéreo (st) utilizando-se fatores de Empilhamento (Fe) e Fator de cubicação (Fc) e o Índice da Relação entre o Volume dos Resíduos gerados e o Volume das Toras Extraídas (IRc st/m³). Os resultados encontrados para o Fc foi de 1,61 st/m³ e para Fe de 0,62 m³/st. A relação entre IRc (st/m³) foi igual 1,54 m³, sendo superior a relação de 1:1 m³ estabelecida pela Secretaria Estadual de Meio Ambiente e Sustentabilidade-SEMAS. O percentual da biomassa residual é diferenciado conforme a espécie, sendo que o maior percentual do Angelim vermelho (38,23%), seguido da maçaranduba (18,31%). Os resíduos gerados pelas copas das árvores vizinhas representam 45,81 %, seguido das galhas (42,79 %) e toretes (11,40 %). Pelo percentual de resíduos provenientes das galhas das árvores que ficam na floresta conclui-se que toda essa matéria-prima apresenta potencial de uso como biomassa combustível, na fabricação de moveis e artesanatos diminuindo os desperdício e a pressão sobre as florestas. Palavras chave: Amazônia; biomassa florestal; manejo florestal. QUANTIFICATION OF THE RESIDUAL BIOMASS OF THE TREE CUP IN FOREST AREA MANEJADA, MOJU, PARÁ ABSTRACT In order to estimate residual woody biomass from managed forest area, three work units (UT) and ten forest species were selected at the annual production unit (UPA) of the São Roque Agroecological Farm in the municipality of Moju, State of Pará. By means of sampling, the residual biomass of the canopy of the post-harvest trees was quantified. The residues of the species were covered by the geometric method of stem logs and the relationship between the solid volume (m3) and the stereo (st) using Stacking (Fe) and Cubicle Factor (Fc) factors and the Relation Index between the volume of waste generated and the volume of extracted logs (IR c st / m³). The results for Fc were 1.61 st / m³ and for Fe of 0.62 m³ / st. The relation between IRc (st / m³) was equal to 1,54 m³, being superior to the relation of 1: 1 m³ established by the State Department of Environment and Sustainability-SEMAS. The percentage of residual biomass is differentiated according to species, with the highest percentage of red Angelim (38.23%), followed by maçaranduba (18.31%). Residues generated by the crowns of neighboring trees represent 45.81%, followed by galls (42.79%) and toretes (11.40%). By the percentage of residues from the galls of the trees that remain in the forest, it is concluded that all this raw material presents potential of use as fuel biomass, in the manufacture of furniture and handicrafts, reducing the waste and the pressure on the forests. Keywords: Amazon; forest biomass; Forest management. 1

2 1. INTRODUÇÃO O manejo florestal como prática de exploração tem como objetivo aumentar a qualidade do produto final, porém durante as atividades pré-exploratória e exploratória ainda são deixadas na floresta uma quantidade razoável de material lenhoso que precisam ser utilizados não só na produção de carvão vegetal, mas para outros fins. Essa tendência de minimização do desperdício é uma questão que vem sendo discutida há muito tempo, principalmente agora em que o mercado apresenta diminuição da oferta de matéria prima. No entanto, ainda se busca maior eficiência no processo da extração florestal de forma que possibilite à agregação de valor socioeconômico e ambiental. Apesar dos avanços tecnológicos, o desperdício no setor madeireiro, tanto na atividade de colheita florestal como na indústria madeireira, ainda é muito grande. Estima-se que do volume total de uma tora, seja aproveitado de 40% a 60%, significando que a cada 10 árvores cortadas, apenas cinco serão aproveitadas comercialmente (MADY, 2000) o que representa um aproveitamento global da ordem de 30 a 40%, em metros cúbicos (QUIRINO, 2008). Infere-se que da massa de uma árvore que são deixados na floresta, em torno de 20% apresentam grande potencial de aproveitamento energético além de constituir-se fonte de matéria prima de produtos diversos (VIANEZ, 2001, LOPES et al., 2002). Por outro lado, parte dessa biomassa deve ser considerada como estoque de nutrientes para reciclagem através de sua decomposição. Além do que, retirando-se os restos da exploração florestal da área do manejo, reduz-se a possibilidade de incêndios florestais, minimiza o impacto sobre a vegetação secundária, contribui sobremaneira para manutenção do equilíbrio ecológico, otimiza economicamente a área de manejo e os bens gerados pela floresta serão melhor aproveitados. Durante o Congresso Norte-americano realizado nos EUA foram editados alguns princípios norteadores para futuros investimentos em P&D na área de biomassa, com vistas à substituição, no ano de 2030, de 30 % o consumo atual de petróleo por biocombustíveis (EIA, 2006). No entanto, para atingir essa meta, Perlack et al. (2005) ressaltam que será necessário uma produção anual de um bilhão de toneladas secas de biomassa, das quais 368 milhões serão oriundos da biomassa florestal. No Brasil, a prática de aproveitamento da biomassa vem sendo realizada de forma evolutiva, vindo ao encontro da expectativa da Secretaria de Mudanças Climáticas e Qualidade Ambiental do Ministério do Meio Ambiente (Leão, 2008). No entanto, o futuro do desenvolvimento da indústria de energia a partir da biomassa depende essencialmente da obtenção da matéria-prima a custos viáveis economicamente. Dentro desta ótica, percebe-se um posicionamento crescente das empresas do Estado do Pará com tendência ao desenvolvimento de tecnologias que propicie melhor utilização da matéria prima florestal com minimização do desperdício, porém a literatura se recente de trabalhos sobre quantificação de resíduos provenientes da exploração madeireira em florestas tropicais. Em um dos poucos estudos sobre o assunto, Barros (2008) relata que após a exploração madeireira em média são deixados 70 m³/ha de resíduos com diâmetros superiores a 10 cm, o que para uma empresa que maneje uma UPA Unidade de Produção Anual de ha poderá contar com uma produção média de 350 mil m³/ano. Assim o uso dos resíduos florestais configura-se como uma fonte alternativa para obtenção de matéria prima de alta densidade energética e que a quantificação dos resíduos da exploração florestal é de suma importância para garantir a sustentabilidade sócio econômica e ambiental da área. 2. OBJETIVO O trabalho teve como objetivo estimar a biomassa lenhosa residual da copa das árvores oriundas de floresta manejada da Fazenda Agroecológica São Roque no município de Moju, Estado do Pará, com a finalidade de subsidiar alternativas como o uso energético, produção de artesanato e reduzir problemas ambientais. 2

3 3. METODOLOGIA 3.1. Caracterização da área O estudo foi realizado na propriedade denominada Fazenda Agroecológica São Roque localizada no município do Moju (PA), precisamente a margem da PA-150, vicinal 18, a 12 km após a cidade de Tailândia, no sentido Belém-Marabá. Fica situada entre as coordenadas geográficas 03º43 41,3 de latitude sul e 48º37 09,9 de longitude oeste de Greenwich. O clima local é do Equatorial do tipo Ami (quente úmido), de acordo com a classificação de Köppen, com temperatura média anual, variando entre 25ºC e 27ºC e regime pluviométrico anual que oscila entre mm a mm, com distribuição irregular, sendo de janeiro a junho sua maior concentração (cerca de 80%), porém possui um pequeno período de estiagem que ocorre geralmente de setembro a novembro (IMET, 2017). O solo predominante é o do tipo Latossolo Amarelo com diferentes texturas e a vegetação natural da região foi classificada com floresta Ombrofila Densa (IBGE, 2017) Fonte Geradora de Resíduo e Unidade Amostral A fonte geradora de resíduo utilizada foram as copas das árvores exploradas e das árvores vizinhas derrubadas durante a queda das mesmas de acordo com a classificação descrita por Barros, et al. (2007) para a empresa CIKEL Brasil Verde Madeiras Ltda. Dentro da unidade de produção anual (UPA) foram selecionadas três unidades de trabalho (UT), usando-se como critério a localização dentro da unidade de manejo florestal (UMF), frequência, abundância e porte dominante de cada espécie. As árvores derrubadas e arrastadas para o pátio de estocagem, a espécie, distância até o pátio e seu volume em pé foram localizadas através dos mapas de exploração, bem como pelo no número de espécies da Autorização de Exploração Florestal-AUTEF emitida pela Secretaria de Estado de Meio Ambiente do Pará e pelos dados do Inventário Florestal 100% Coleta de dados Os procedimentos utilizados para identificação do resíduo e coleta de dados seguiu os estabelecidos por Barros et al. (2007), a saber: (i) nome vulgar; (ii) altura do toco (m); (iii) comprimento do fuste (m); (iv) diâmetro dos galhos com casca medidos na extremidade inferior e superior e (v) comprimento dos galhos (m) levando em consideração a tortuosidade dos mesmos. Os resíduos foram identificados considerando-se o mesmo princípio utilizado na identificação de toras através de plaqueta com as informações de número de UT; espécie; n pátio; QN (árvores caídas naturalmente), TIP (tipo infraestrutura e pátio). As pilhas formadas por resíduos menores foram identificadas com informação das árvores de origem, pátio de estocagem e UT (Figura 1). Figura 1. Aspecto de resíduos menores da copa das árvores: a) resíduos identificados com informação de origem; b) Resíduos empilhados Fonte: Cordeiro (2009) Fonte: Cordeiro (2009) 3

4 Inicialmente foram escolhidas as espécies (Tabela 1) levando em consideração a representatividade dentro da população, sua utilização nas indústrias de beneficiamento, madeira serrada ou laminada. Para essa fonte geradora as árvores foram separadas em árvores derrubadas e árvores vizinhas que foram tombadas ou quebradas. Todo material lenhoso foi cortado, sendo o mais grosso com motosserra e o mais fino com facão. Peças grandes foram carregadas e empilhadas com trator e as peças A) menores o procedimento foi manual. B) Tabela 1. Espécies selecionadas para determinação do Índice de copa. Fazenda Agroecológica São Roque, Moju (PA) Nome Científico Família Nome Vulgar Couratari spp. Lecythidaceae Tauari Dinizia excelsa Ducke Fabaceae Angelim vermelho Manilkara huberi (Ducke) Chev. Sapotaceae Maçaranduba Nectandra spp. Lauraceae Louro Parkia spp. Fabaceae Faveira Peltogyne paniculata Benth Fabaceae Pau Roxo Pouteria oppositifolia (Ducke) Baehni Sapotaceae Guajará bolacha Tachigali sp. Fabaceae Tachi Fonte: Dados de pesquisa 3.4. Cubagem dos Resíduos e Análise Estatística A biomassa residual da fonte geradora copa das árvores, foram cubados de acordo a metodologia desenvolvida por BARROS (2008) com adaptações para o local, conforme a seguir: a) Árvores ou segmentos de árvores, comerciais ou não, com Dpç 30 cm ou Cpç 94 cm, foram cubadas pelo método geométrico de toras do fuste, tomando-se o a média dos diâmetros das extremidades das toras. Algumas espécies com baixo peso específico ou tora curta, tora próxima a pilha, foram traçadas em toretes de 1m e empilhadas, respeitando-se o diâmetro mínimo de 9,5 cm; b) Para os resíduos lenhosos de menores dimensões a cubagem foi obtida da relação entre o volume sólido (m³) e o estéreo utilizando-se fatores de conversão: Fator de Empilhamento (Fe) e Fator de Cubicação (Fc) (BATISTA E COUTO, 2002). c) O Índice da Relação entre o Volume dos Resíduos gerados e o Volume das Toras Extraídas (IRc st/m³) foi obtido determinando-se o volume geométrico total (m 3 ) dos resíduos de copa obtidos pela somatória dos volumes individuais das peças (galhos cortados), sendo calculado pelo produto da área medida no meio da secção da peça de comprimento em torno de 1 metro. Esse índice foi determinado através das equações 1 e 2, onde a primeira relacionou o volume estéreo dos resíduos gerados (st) e o volume geométrico (m³) das toras extraídas e a segunda possibilitou obter o volume geométrico dos resíduos gerados (m³) e o volume geométrico (m³) das toras extraídas. O produto entre a somatória dos volumes individuais dos resíduos e o volume geométrico foi calculado pelo produto da área medida no meio da secção da peça de comprimento em torno de 1 metro. R (st/m³) = V (st) /VT (m³) (Eq 1) e R (m³/m³) = V (m³ /VT (m³) (Eq 2), em que: R(st/m³) - Relação entre o volume de resíduos em estéreo e o volume de tora em metros cúbicos extraído; R(m³/m³) - Relação entre o volume de resíduos gerados (m³) e o volume de tora(m³); V(st) - Volume estéreo de resíduos (st); V(m³) - Volume geométrico de resíduos, 4

5 VT(m³) - Volume da tora d) O volume estéreo (st) foi traçado em comprimento fixo, de 1 e 2 metros, e empilhados a uma altura de 1 metro e para o volume real todos os resíduos gerados de uma árvore foram medidos, tomando-se o diâmetro no centro da peça e o seu comprimento. Esse índice foi determinado através da relação entre o volume de resíduos em estéreo e o volume de tora em metros cúbicos extraídos (R (st/m³) ) e da relação entre o volume de resíduos gerados em metros cúbicos e o volume de tora em metros cúbicos extraído. Para determinar o volume individual de cada árvore completa foi utilizada a equação desenvolvida pela Juruá Florestal Ltda em parceria com a Embrapa e Projeto Bom Manejo para várias espécies comerciais da floresta tropical úmida de terra firme, a saber: Vf(m³) = (-19, ,078939*DAP (cm) + 0,773363*DAP² (cm) )/1000, em que: Vf = Volume do fuste, DAP = Diâmetro a 1,30m do nível do solo e) O volume total das árvores (volume do fuste + volume da copa), foi obtido pelo produto do volume do fuste e o e os índices de relação com o volume de copa (IRc) desenvolvidos para a área em de estudo. VTS =VMS x NAE, em que: VTS (m³) - volume total de sapopema das árvores extraídas; VMS (m³) - volume médio de sapopema/espécie; NAE - número de árvores extraídas. f) Foi determinado o índice que relaciona o volume explorado com o volume produzido pelos galhos das árvores cortadas (IRc) através da cubagem de 72 árvores. Os fatores e índices tiveram suas estimativas feita com uma intensidade amostral que assegurasse um erro de amostragem máximo admissível de 10% ao nível de 95% de probabilidade, seguindo as estatísticas das estimativas do Processo de Amostragem Aleatória Simples (SANQUETTA, et al., 2006). 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO As árvores selecionadas para o estudo dentro das unidades determinaram valores médios de 1,61 st/m³ para o Fator de cubicação (Fc) e 0,62 m³/st para o Fator de empilhamento (Fe). Observa-se que coeficiente de variação girou em torno de 10% para os dois fatores, sendo, portanto uma variação considerada baixa e dentro do erro admissível. Esses resultados demonstram que os arranjos das peças empilhadas apresentaram homogeneidade para os critérios adotados (Tabela 2). 5

6 Tabela 2. Fatores de cubicação, empilhamento e análise estatística descritiva da média desses fatores das espécies estudadas na Fazenda Agroecológica São Roque, 2018 Fatores/Espécie Estatística Espécie Fe (st/m³) Fc (m³/st) Fe Fc Angelim Vermelho 1, , Média 1, ,62528 Fava Bolota 1,616 0,619 Variância 0, ,00469 Faveira 1, ,619 Desvio Padrão 0, ,06851 Guajara 1,6102 0,6386 CV(%) 10, ,95679 Louro 1,652 0,6145 Var Media 0, ,00007 Maçaranduba 1,6111 0,6294 Erro P Media 0, ,00807 Pau Roxo 1,5625 0,6431 Erro A Abs 0, ,01799 Tachi 1,623 0,616 Erro A Rel 2, ,87695 Tauari 1, ,621 Lim Sup 1, ,64327 Timborana 1, , Lim Inf 1, ,60729 Média 1, , Fe: Fator de empilhamento e Fc: Fator de cubicação; α= 0,05 Os valores encontrados no estudo são superiores aos obtidos por Souza (2009) em áreas de manejo na Mesorregião do Marajó, que encontrou em média 0,50 e 2,09 st/m³ para os fatores de cubicação e empilhamento, respectivamente. A esse respeito Couto & Bastos (1988) relataram que a variação que ocorre entre os fatores é decorrente dos arranjos de resíduos na pilha, da tortuosidade e comprimento da galhada, da espécie, da classe de diâmetro e da idade que consequentemente origina espaços vazios entre os resíduos, sendo, portanto necessário que para cada estrato de uma floresta sejam calculados esses fatores. Para as árvores estudadas foi determinado um índice de relação médio entre o volume sólido do resíduo (m³) e o volume geométrico das toras extraídas (m³) igual 1,54m³, indicando que é superior a relação de 1:1 m³ estabelecida pela Secretaria Estadual de Meio Ambiente e Sustentabilidade-SEMAS. Com esse índice de 1,54 m 3 pode ser estimado o volume dos resíduos das copas das árvores colhidas e das árvores vizinhas derrubadas durante a exploração da área, otimizando o uso da matéria-prima florestal. Foi observado que o percentual da biomassa residual é diferenciado de acordo com a espécie. Nesse sentido os resíduos gerados pelas copas das árvores vizinhas representam 45,81 %, seguido das galhas (42,79 %) e toretes (11,40 %), sendo verificado que o maior percentual ficou com Angelim vermelho (38,23%), seguido da maçaranduba (18,31%) (Tabela 3). 6

7 Tabela 3. Percentual dos resíduos proveniente da fonte geradora da copa das árvores e estimativa de volume em relação ao volume de tora das nove espécies estudadas. Fazenda Agroecológica São Roque, 2018 Espécies Fonte Geradora (%) Vol. Autorizado Resíduo Galha Ar. vizinhas Toretes (m³) (m³) A.Vermelho 16,68 17,90 3, , ,11 Faveira 5,05 4,86 1, , ,32 Guajara 1,15 1,25 0, , ,15 Louro 1,14 0,90 0, , ,45 Maçaranduba 7,89 8,89 1, , ,00 Pau Roxo 5,50 5,65 1,16 572, ,39 Tachi 0,38 0,81 0, , ,60 Tauari 1,63 3,58 1, , ,46 Timborana 3,37 1,97 1, , ,90 Total Geral (%) 42,79 45,81 11, , ,37 Para o estudo que contemplou apenas 9 espécies e considerando que o volume autorizado para área efetiva foi de ,343 m³ e o índice obtido foi de 1,54 m 3, assim somente dos resíduos dessa fonte geradora a estimativa seria em torno de m 3.ha -1 de resíduos gerados na exploração. Conforme a Instrução Normativa nº 15/2006, art. 4º o volume de resíduo a ser explorado está diretamente relacionado a quantidade de créditos de madeira liberado, ou seja, a relação está de 1:1 pra cada 1 m³ de madeira liberada poderão ser explorado 1 m³ de resíduo, no entanto estudos tem demonstrado que essa relação é superior como os verificados no estudo que determinou 1,89 m³ para o índice que relaciona o volume explorado com o volume produzido pelos galhos das árvores cortados para a Cikel Brasil Verde Madeiras Ltda (Barros et al., 2007). Para o índice de conversão da Fazenda Agroecológica São Roque os resultados estatísticos referente ao IRc (st/m³) mostraram uma grande variação, constatado pelo Coeficiente de Variação igual 44,74%, com desvio padrão de 0,69; variância de 0,47; erro padrão da média 0,08819; erro amostral relativo 12,76372; e erro amostral absoluto 0, Isso ocorreu pelo fato das peças dos resíduos não apresentarem homogeneidade no número, comprimento e diâmetro das peças. Do total de volume da tora explorada das 9 espécies estudadas 42,79 % são representados pelo volume de galhas das árvores. 5. CONCLUSÃO O levantamento do volume de biomassa florestal disponível na área de exploração florestal além de possibilitar melhor uso da matéria prima, abre amplas possibilidades tecnológicas de transformar esse material em biomassa para produção de energia de diversos segmentos industriais e os subprodutos da cadeia de produção da madeira. Com a quantificação dos restos de colheita o aproveitamento da madeira pode ser maximizado para uso como biomassa combustível, no beneficiamento das toras maiores, na fabricação de moveis artesanais com características únicas e em demais artesanatos, sem, contudo haver perdas no solo. REFERÊNCIAS BARROS, P. L. C. de; NUMUZAWA, S.; BARROS, D. S.; FERREIRA, J. E. R. Quantificação de resíduos de Exploração e de Árvores de queda Natural em Florestas Manejadas na Amazônia: O caso Cikel Brasil Verde Madeiras Ltda, Belém, p. (Relatório técnico) BARROS, P.L.C de, - Resíduos florestais e as implicações da reserva legal por Inocêncio de Sousa 7

8 Gorayeb - Belém: RM Graph, A Mata que vira carvão, por Paulo Contente, Prof. da UFRA p. BATISTA, J. L. F.; COUTO H. T. Z. do; O Estéreo, Laboratório de Métodos quantitativos do Depto. De Ciências Florestais, ESALQ, Universidade de São Paulo, METRVM, nº2, Outubro, COUTO, H. T. Z.; BASTOS, N. L. M. Fator de Empilhamento para plantações Eucalyptus no estado de São Paulo. IPEF. Piracicaba, n p. EIA Energy Information Administration Assumptions to the annual energy outlook Report #:DOE/EIA Distribuído: March Disponível em: < Acesso em: 17/02/2018. LOPES, F. et al. Resíduos de madeira: Um passivo ambiental ou uma opção de geração de receita. Informativo, SPCP, Curitiba, MG, p.17-19, MADY, F.T.M. Conhecendo a madeira: informações sobre 90 espécies comerciais. Programa de Desenvolvimento Tecnológico. Manaus: SEBRAE, p. PERLACK, R.D.; WRIGHT, L.L.; TURHOLLOW, A.F.; GRAHAM, R.L.; STOKES, B.J.; ERBACH, D.C Biomass as feedstock for a bioenergy and bioproducts industry: the technical feasibility of a billion-ton annual supply. ORNL/TM-2005/66, Oak Ridge, TN. 59 p. 20. QUIRINO, W.F. Utilização Energética de Resíduos Florestais. Disponível em: < Acesso em: 20 de janeiro de SANQUETTA, C. R.; WATZLAWICK, L. F.; CÔRTE, A. P. D.; FERNANDES, L. A. V. Inventários Florestais: Planejamento e Execução. Curitiba: Multi-Grafhic Gráfica e Editora, p. SOUZA, Milena Pantoja de. Estudo comparativo dos estoques das diferentes fontes geradoras de resíduos de exploração florestal em áreas manejadas nos municípios de Anapú e Portel, Pará. Belém: Universidade Federal Rural da Amazônia, f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais). SOUZA, A. L.; SOUZA, D. R.; Análise Multivariada para Estratificação Volumétrica de uma Floresta Ombrófila Densa de Terra Firme, Amazônia Oriental; R. Arvore, Viçosa-MG, v.30, n.1, p.49-54, VIANEZ, B.F. Uso de resíduos madeireiros na economia e ecologia amazônica Disponível em: <httpp:// Acesso em: 25 de jan