Manejo de resíduos florestais José Carlos Arthur Junior Vice-Coordenador do PTSM Encontro Brasileiro de Silvicultura Curitiba/PR, 10 de novembro de 2008
Sumário 1. PTSM 2. Resíduos florestais definição, histórico e composição 3. Balanço de nutrientes e sustentabilidade da produtividade florestal 4. Valoração financeira de resíduos 5. Manejo de resíduos 6. Conclusões
1. PTSM - IPEF possui 11 Programas Cooperativos: integração universidadeempresa e empresa-empresa, geração e difusão de informações técnicas ao setor florestal - 1995 - Início do PTCM (Programa Temático de Cultivo Mínimo) - Preparo intensivo do solo até o final da década de 80 - Adoção do sistema de cultivo mínimo pelas empresas florestais (dúvidas sobre este sistema) - Experimento na Suzano (IPEF-PTSM-CIFOR):Manejo de resíduos para compreender melhor o sistema de Cultivo Mínimo. -1998 Demanda em outros temas relacionados ao manejo florestal e silvicultura PTSM + abrangente e com pesquisas visando o aumento da produtividade e sustentabilidade dos empreendimentos florestais
Missão Proporcionar o adequado embasamento científico e tecnológico para auxiliar as tomadas de decisões operacionais das empresas, visando o aumento da produtividade dos povoamentos de Eucalyptus e Pinus, garantindo a sustentabilidade dos empreendimentos a médio e longo prazos.
Objetivos Desenvolver projetos de pesquisa e desenvolvimento cooperativo através da integração universidade-empresa e interação empresa-empresa; Divulgar resultados das pesquisas em reuniões, seminários, simpósios e cursos para atualização de conhecimentos e treinamento profissional; Constituir um fórum permanente promovendo a integração, o intercâmbio de experiências e a discussão de novidades técnicas; Formar novos profissionais estagiários.
Empresas Associadas Jari 17 empresas associadas Suzano Caxuana, Satipel Ramires VCP Klabin Copener Bahia Pulp Veracel, Suzano Aracruz ArcelorMittal, Cenibra, Suzano VCP, Suzano, Conpacel, Duratex, Eucatex, International Paper, CESP Aracruz, VCP, Satipel
2. Resíduos Florestais Resíduo florestal: todo material orgânico que fica após a colheita; - Folhas; - Galhos finos e grossos; - Casca; - Sobras de madeira; - Tocos; - Raízes; - Serapilheira.
Gestão dos resíduos florestais - histórico ANOS 70 - QUEIMA TOTAL DOS RESÍDUOS PÓS - COLHEITA - PREPARO DE SOLO INTENSIVO ANOS 80 - SUPRESSÃO DA QUEIMA - DESENVOLVIMENTO DO CULTIVO MÍNIMO ANOS 90 - CONSOLIDAÇÃO DO CULTIVO MÍNIMO - INTENSIFICAÇÃO DA COLHEITA MECANIZADA Fonte: Gestão dos resíduos florestais na Suzano: Solução operacional Ganho social palestra apresentada pelo Eng. Paulo Gilbertoni da Suzano durante a 34ª Reunião Técnica do PTSM (03 e 04 de abril de 2008).
GRADE BEDDING (ARADORA) - 6 discos 32 + rolo compactador - COBERTURA DA LINHA DE TOCOS - INVERSÃO DO SOLO PREPARADO - FORMAÇÃO DE MINI TERRAÇOS Fonte: Gestão dos resíduos florestais na Suzano: Solução operacional Ganho social palestra apresentada pelo Eng. Paulo Gilbertoni da Suzano durante a 34ª Reunião Técnica do PTSM (03 e 04 de abril de 2008).
GRADE V 12 X 24 + ESTEIRA D-4 - TRITURAÇÃO E INCORPORAÇÃO DOS RESÍDUOS Fonte: Gestão dos resíduos florestais na Suzano: Solução operacional Ganho social palestra apresentada pelo Eng. Paulo Gilbertoni da Suzano durante a 34ª Reunião Técnica do PTSM (03 e 04 de abril de 2008).
Cultivo mínimo - Preparo na linha ou cova de plantio - Subsolador ou coveador - Mexer o mínimo possível no solo e no resíduo
Vantagens: - Mantém ou melhora as características físicas do solo; - Reduz as perdas de nutrientes do ecossistema; - Mantém ou eleva a atividade biológica do solo; - Mantém ou eleva a fertilidade do solo; - Reduz a infestação de plantas invasoras. Desvantagens: - Crescimento inicial menor do que em áreas de cultivo intensivo; - Maior dificuldade de proteção e manejo da floresta: resíduos - risco de incêndios e maior dificuldade das operações; maior incidência de pragas; combate à formigas; maior risco de geadas; crescimento radicular restrito. Fonte: GONÇALVES, J.L.M.; STAPE, J.L.; WICHERT. M.C.P.; GAVA, J.L. Manejo de resíduos vegetais e preparo de solo. In: GONÇALVES, J.L.M.; STAPE, J.L. Conservação e Cultivo de Solos para Plantações Florestais. IPEF, Piracicaba, 2002, p.131-204.
Composição dos resíduos florestais
Eucalyptus sp 7 anos Folha e galhos 8 t ha -1 Casca 12 t ha -1 = 83 t ha -1 Lenho 130 t ha -1 Serapilheira 20 t ha -1 Toco 0,6 t ha -1 Raízes 40 t ha -1 Sobras 2,3 t ha -1
Pinus sp 16 anos = 150,2 t ha-1 Lenho 195 t ha-1 Acículas e galhos 40 t ha-1 Casca 24 t ha-1 Serapilheira 28 t ha-1 Toco 1,9 t ha-1 Raízes 53 t ha-1 Sobras 3,3 t ha-1
3. Balanço de nutrientes e sustentabilidade da produtividade florestal Efeito do manejo dos resíduos e do tipo de preparo de solo na produtividade florestal Eucalyptus grandis (proc. Coff s Harbour, Suzano) Instalado em Itatinga, SP (Cia Suzano) Região com baixa deficiência hídrica Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico Textura média (20% argila) Data de instalação Setembro de 1995 Adubação adequada de P, K, Ca, B Fonte: Efeito dos resíduos na produtividade florestal palestra apresentada pelo Prof. José Leonardo de M. Gonçalves, José Carlos Arthur Jr. e Jean Paul Laclau, durante a 34ª Reunião Técnica do PTSM (03 e 04 de abril de 2008).
300 Todos os resíduos mantidos (serapilheira, copa, casca) Remoção da copa e casca Todos os resíduos removidos Todos os resíduos incorporados Todos os resíduos queimados Casca 10 t ha -1 Folha 3 t ha -1 280 250 240 36% VOLUME (m³ ha -1 ) 200 150 100 180 50 0 0 1 2 3 4 5 6 7 IDADE (ANOS)
300 250 Todos os resíduos mantidos (serapilheira, copa, casca) Remoção da copa e casca Todos os resíduos removidos Todos os resíduos incorporados Todos os resíduos queimados Casca 10 t ha -1 Folha 3 t ha -1 280 14% 240 (copa + casca) VOLUME (m³ ha -1 ) 200 150 100 180 22% (serapilheira) 50 0 0 1 2 3 4 5 6 7 IDADE (ANOS)
Avaliação do efeito residual dos tratamentos na Segunda Rotação Replantio de E. grandis monoprogênie 1,1 ano 2,3 anos Tratamento Volume c.c. Crescimento Relativo Volume c.c. Crescimento Relativo m 3 ha -1 % Todos os resíduos mantidos 23 100 Remoção da copa e casca 22 92 Todos os resíduos removidos 17 71 Todos os resíduos queimados 19 83 DMS (P = 0,05) 3,3 m 3 ha -1 % 111 100 108 98 87 78 98 89 13 Reforma florestal; sem reaplicação dos tratamentos Adubação convencional da Suzano, sem adubação de N em cobertura
Balanço de Nutrientes e Número Potencial de Rotações (7 anos) Fator nutricional (preservação e reposição de estoques) determinam a Sustentabilidade da Produtividade Eucalyptus grandis Latossolo Vermelho Amarelo distrófico (20% de argila) IMA 45 m 3 ha -1 ano -1
Componentes N P K Ca Mg -1 kg ha (S) Estoque inicial de nutrientes no solo (0-200 cm) 1900 55 550 3800 800 Estoque de nutrientes na biomassa Folha 70 6 25 30 10 Galho 20 5 10 22 5 Lenho 270 25 130 135 20 Casca 45 15 60 115 18 Serapilheira 225 12 45 250 30 Raiz (fina e grossa) 120 5 35 30 12 Perda de nutrientes SOMA 750 68 305 582 95 (F) Queima de resíduos da colheita e da serapilheira 310 23 69 46 18 (B) Remoção da casca 45 15 60 115 18 (W) Remoção do lenho 270 25 130 135 20 (W + B) Remoção do lenho e da casca 315 40 190 250 38 (NA) Adição de nutrientes através da fertilização 64 32 80 300 50 Balanço de nutrientes Cenário A: (Estoque) - (Madeira) + (Fertilização) 2444 130 805 4547 925 Cenário B: (Estoque) - (Madeira + Casca) + (Fertilização) 2399 115 745 4432 907 Cenário C: (Estoque) - (Queima) - (Madeira + Casca) + (Fertilização) 2089 92 676 4386 889 Cenário D: (Estoque) - (Madeira + Casca) 2335 83 665 4132 857 Número potencial de rotações (7 anos) Cenário A > 7 > 7 > 7 > 7 > 7 Cenário B > 7 > 7 7 > 7 > 7 Cenário C 4 3 4 > 7 7 Cenário D > 7 3 4 > 7 > 7
Balanço de Nutrientes e Número Potencial de Rotações (16 anos) Pinus taeda Cambissolo Húmico Alumínico (40% de argila) IMA 35 m 3 ha -1 ano -1
Componentes N P K Ca Mg S -1 kg ha (S) Estoque de nutrientes no solo (0-150 cm) 2649 52 351 637 99 117 Estoque de nutrientes na biomassa Acícula 116 7 27 15 4 6 Galho 109 3 14 41 11 11 Lenho 210 33 85 91 31 65 Casca 72 3 16 21 5 10 Serapilheira 300 12 9 27 9 31 Raiz 365 10 54 130 30 49 Perda de nutrientes SOMA 1172 68 205 324 90 172 (Co) remoção da copa (acícula, galho vivo e galho morto) 225 10 41 56 14 17 (Ca) remoção da casca 72 3 16 21 5 10 (Le) remoção do lenho 210 33 85 91 31 65 (Ca + Le) remoção da casca e lenho 282 36 101 112 36 75 (F) Adição de nutrientes através de fertilização 0 0 0 0 0 0 Balanço de nutrientes Cenário A: (Estoque: Solo + Biomassa) - (Madeira) 3400 55 386 779 127 159 Cenário B: (Estoque: Solo + Biomassa) - (Madeira + Casca) 3256 49 354 737 116 138 Cenário C: (Estoque: Solo + Biomassa) - (Copa) - (Madeira + Casca) 2806 28 271 626 88 104 Número potencial de rotações (16 anos) Cenário A >8 2 5 >8 5 3 Cenário B >8 2 4 7 4 2 Cenário C 6 1 2 4 2 2
4. Valoração financeira de resíduos Equivalência de nutrientes em adubo e valor econômico Estoque de nutrientes N P K Ca Mg -1 kg ha Folha + Galho 90 11 35 52 15 Casca 45 15 60 115 18 Serapilheira 225 12 45 250 30 Total 360 38 140 417 63 Resíduos de Eucalyptus aos 7 anos Fonte: Efeito dos resíduos na produtividade florestal palestra apresentada pelo Prof. José Leonardo de M. Gonçalves, José Carlos Arthur Jr. e Jean Paul Laclau, durante a 34ª Reunião Técnica do PTSM (03 e 04 de abril de 2008).
Equivalência em Adubo Sulfato de Amônio Superfosfato Triplo KCL Calcário -1 kg ha Folha + Galho 450 56 70 268 Casca 225 76 120 532 Serapilheira 1125 61 90 1120 Total 1800 192 281 1920
Equivalência em Reais Sulfato de amônio Super fosfato triplo Cloreto de potássio Cálcario -1 R$ ha Folha + Galho 466 111 127 8 Casca 233 151 217 16 Serapilheira 1166 121 163 34 Total 1865 383 507 58 Fertilizante Preço R$ t -1 Sulfato de amônio 1036,00 Super fosfato triplo 1990,00 Cloreto de potássio 1811,00 Cálcario 30,00 Total: R$ 2.813,00 / ha Fonte: Heringer em 06/11/08
Valoração do resíduo - Cenários -12 ton de casca por ha - eficiência de 50% da compostagem - 6 ton de substrato - 12 m 3 - valor do m 3 : R$ 100,00 - total: R$ 1.200,00-12 ton de casca por ha - 186 GJ ha-1 (1) - 50.000 Kw h -1 - valor do Kw hora -1 : R$ 0,08 - total: R$ 4.000,00 - redução de volume (~5%): 16 m 3 (2) R$ 800,00 (3) - valor da casca em nutrientes: R$ 617,00 - valor da matéria orgânica (???) - proteção do solo (???) - manutenção da umidade (???) - microrganismos do solo (???) (1) Seixas, F.; Bauch, S.C.; Oliveira Junior, E.D. Balanço energético e econômico de duas alternativas de descascamento de madeira de eucalipto. Scientia Forestalis, n. 67, p.37-43, abr. 2005. (2) Plantio de IMA = 45 m 3 ha -1 ano -1 com ciclo de 7 anos (315 m 3 ) (3) CEPEA (set/08) R$ 50,00 / m 3 em pé - redução de volume (~5%): 16 m 3 (2) R$ 800,00 (3) - valor da casca em nutrientes: R$ 617,00 - valor da matéria orgânica (???) - proteção do solo (???) - manutenção da umidade (???) - microrganismos do solo (???)
5. Manejo de resíduos Dependendo do tipo e quantidade: - Redução do rendimento operacional; - Perda de qualidade das atividades; - Dificuldade de combate à formigas. Estratégias: - Conviver com o resíduo (reduzir atividades, custos e danos ao solo) Subsolador com haste retrátil, discos cortantes, rolo faca - Remover ou afastar o resíduo da linha de preparo de solo Rala toco, rastelo frontal ou traseiro, trituradora de resíduo
- Rebaixamento de toco (motosserra) Não há limitação declividade; - Problemas ergonométricos; - Necessidade limpeza tocos previamente (eventual); - Não corta o toco rente ao solo;
- Rebaixamento de toco (tesoura hidráulica)
- Rebaixamento de toco (lâmina)
- Rala toco (tambor vertical)
- Rala toco (tambor horizontal)
- Rala toco (tambor horizontal)
- Colhedoras (corte + rente ao solo) desgaste de peças
- Limpeza linha plantio (rastelo frontal)
- Limpeza da linha de plantio (rastelo traseiro)
- Limpeza da linha de plantio (rastelo traseiro)
- Limpa trilho
- Limpeza linha plantio (estrovenga)
- Rolo faca
- Trituração de resíduo
- Trituração de resíduo
Trituração de resíduo: - Atividade a mais (custo) Vantagens: - Aumento de rendimento das atividades subseqüentes; - Redução de acidentes e afastamentos; - Aumento de produtividade no final do ciclo: atividades com maior qualidade e uniformidade fragmentação dos resíduos lenhosos e aumento da decomposição
Estudo de caso Sistema de Colheita: Toras Curtas Harvester & Forwarder Harvester Forwarder Fonte: Manejo de resíduos florestais palestra apresentada pelo Eng. Rodrigo Rocha de Oliveira da Veracel durante a 34ª Reunião Técnica do PTSM (03 e 04 de abril de 2008).
Linha de acúmulo de casca Forwarder
Acúmulo de casca
Mensuração Florestal Classe (Comp. de Toras) Número de Toras Volume de Material Vegetal % m³/ha N de Toras 1.400 1.200 1.000 800 600 400 200 0 0-3 1.166 86,1% 10 3-6 171 12,6% 4 6-9 14 1,0% 0,6 9-12 3 0,2% 0,2 Total 1.354 14,8 N de Toras Volume (m³/ha) 0-3 3-6 6-9 9-12 12 10 8 6 4 2 0 m³/ha Não aproveitável Classe de Comp. de Tora (m)
Histórico Carvoeiros Enleiramento de Material Vegetal Triturador de Material Vegetal 2001 2006 2008 Ano
Histórico Razões da Desmobilização da Atividade de Retirada de Material Vegetal Péssimas condições de trabalho e segurança; Péssimas instalações e alojamentos; Importância da permanência do material vegetal no campo (matéria orgânica x sustentabilidade da produção florestal) (Estudo realizado pela Área de Tecnologia Florestal Maio/2005)
Alojamentos Segurança
* Valores médios de povoamentos com 7 anos de idade. Permanência do Material Vegetal em Campo
Testes Triturador de Material Vegetal Avaliação: - Rendimento (HM/ha) - Desgaste das vídeas (H/conjunto) - Faixa de Trabalho x Qualidade - Custo operacional (R$/ha) Grupo de Desenvolvimento Operacional GDO
Rendimento Operacional Condição Triturador HM/ha Leve Média Pesada Triturador 1 1,4 1,7 2,2 Triturador 2 1,1 1,3 1,5 HM/ha HM/ha 2,5 2,50 2,0 2,00 1,5 1,50 1,0 1,00 0,50 0,00 1,41,6 Schmidt 1,4 1,7 2,2 FAE 1,6 1,3 1,5 1,1 1,4 2,2 2,2 1,7 1,7 1,5 1,3 1,3 Leve Média Pesada 1,5 Triturador Schmidt 1 Triturador FAE2
Manejo da Reforma Antes Colheita Plantio Replantio Roçada pré-corte Aplicação de cinza Combate a formiga Ano 0 Enleiramento de Material Vegetal Afastador de Material Vegetal (TRTP Pesado) Subsolagem/Fosfatagem Aplic. Herbicida Pré-emergente CQL CQE ou CQTM Adubação de Cobertura (06 meses) CQL CQE ou CQTM
Manejo da Reforma Depois Colheita Plantio Replantio Roçada pré-corte Aplicação de cinza Combate a formiga Ano 0 Triturador de Material Vegetal Afastador de Material Vegetal (TRTP Leve) Subsolagem/Fosfatagem Aplic. Herbicida Pré-emergente CQL CQE ou CQTM Adubação de Cobertura (06 meses) CQL CQE ou CQTM
Triturador de Material Vegetal
Antes...
Depois...
Área Triturada
Área Triturada
Linha não triturada Linha triturada
Afastador de Material Vegetal
Antes...
Depois...
Uso do Triturador de Material Vegetal Vantagens Mecanização das operações de silvicultura; Maior agilidade para dimensionamento de estrutura física para controle da mato-competição; Maior disponibilidade mecânica em função da redução de horas paradas por quebra de máquinas; Melhor qualidade do preparo de solo e plantio mecanizado; Permanência do volume de material vegetal em campo (Ciclagem de nutrientes no solo); Redução no risco de roubo de material lenhoso em campo;
Uso do Triturador de Material Vegetal Desvantagens Aumento no custo da Reforma e Brotação; Redução da mão-de-obra no campo;
6. Conclusões Resíduos florestais: - efeitos sobre a sustentabilidade da produtividade; - possui valor econômico; - traz dificuldades operacionais; - é possível manejá-lo; - várias alternativas (equipamentos).
Obrigado! José Carlos Arthur Junior Eng. Florestal Vice Coordenador do PTSM ptsm.tec@ipef.br (19) 2105-8608 (19) 9260-1048