Projeto rePLANT: novas soluções para a gestão integrada da floresta e do fogo

DESAFIO

Faltam soluções de gestão florestal sustentável que criem valor e reduzam o risco de incêndio

Fonte de riqueza ambiental, social e económica, a floresta portuguesa mobilizava quase 20 mil empresas e mais de 100 mil empregos, sendo responsável por 9,1% das exportações nacionais (em 2022).

Apesar deste valor, vastas áreas florestais em Portugal carecem de planos de gestão e a floresta em geral enfrenta desafios crescentes, muitos deles associados aos impactes das alterações climáticas, como por exemplo os fenómenos meteorológicos e a alteração de padrões de chuva, que propiciam incêndios mais devastadores e o aumento de ataques por organismos causadores de pragas.

Entre as espécies em foco no projeto rePLANT mereceu atenção uma das que está na base na economia florestal – o pinheiro-bravo, mas que tem visto a sua área reduzir-se nas últimas décadas devido a incêndios, a pragas e à diminuição da área de pinhal com planos da gestão.

Em paralelo, faltam soluções mais ágeis e com melhor relação custo-benefício para conhecer a floresta e para apoiar decisões mais bem informadas ao longo das várias fases da atuação – desde o planeamento, à prevenção de riscos, passando pelas atividades de gestão e pelas operações florestais propriamente ditas.

DIAGNÓSTICO

Colaborar e inovar para reduzir risco e aumentar a competitividade

Face aos desafios, torna-se necessário encontrar:

– Espécies mais resilientes e produtivas, que contribuam para uma floresta mais saudável e produtiva, capaz de gerar rentabilidade para os produtores, pois sem rentabilidade eles não poderão dedicar-se à floresta.

– Novas soluções de conhecimento e gestão florestal que ajudem a valorizar a floresta, diminuindo riscos –principalmente de incêndio – e aumentando a competitividade do setor.

Em paralelo, é necessário que este conhecimento seja gerado com a colaboração dos diferentes intervenientes do sector e entre eles partilhado, envolvendo produtores e empresas florestais, universidades e centros de investigação e inovação. O envolvimento destas diferentes entidades, com perspetivas distintas, permite um novo olhar, mais transversal e complementar, sobre o sistema florestal nacional.

O projeto rePLANT quis, assim, trazer esta nova perspetiva sobre a gestão integrada da floresta e do fogo. Com base em conhecimento científico e tecnológico, os trabalhos procuraram identificar e desenvolver estratégias, tecnologias e equipamentos para o sector florestal, assim como melhorar os processos de gestão e de tomada de decisão.

OBJETIVOS E MEDIDAS

Os 3 objetivos e linhas de atuação do projeto rePLANT

Para promover a valorização das florestas nacionais, o projeto rePLANT estabeleceu três grandes objetivos:

1. Valorizar a floresta portuguesa aplicando tecnologias e estratégias que permitem a gestão integrada da floresta e do fogo;
2. Desenvolver novos produtos, processos e serviços que contribuam para a redução do risco de incêndio e implementar inovação, com impactes positivos ao longo da cadeia de valor floresta, incluindo prestadores de serviços e produtores florestais;
3. Contribuir para o emprego, a capacidade de internacionalização das empresas do sector e a sua competitividade.

Considerando os objetivos, as atividades desenvolvidas foram divididas em três grandes linhas de atuação:

RESULTADOS / PROJEÇÕES

Ensaios, tecnologias e equipamentos apoiam decisão, operações e gestão

Entre os resultados ao fim dos três anos de colaboração, destaca-se que foram:

• Testadas oito tecnologias (em 10 pilotos de teste);
• Desenvolvidos três novos equipamentos;
• Instalados quatro ensaios florestais para testar quatro espécies e cinco proveniências de pinheiro-bravo;
• Produzidos nove manuais técnicos para a melhoria da gestão florestal (cinco constituem informação interna das instituições participantes);
• Desenvolvidos dois SAD – Sistemas de Apoio à Decisão;
• Feitas duas ações de demonstração, com incidência em oito das temáticas abordadas pelo projeto.

Vejamos com mais detalhe o trabalho em cada uma das linhas de atuação.

Linha de atuação 1 – Gestão da Floresta e do Fogo

Na linha de atuação Gestão da Floresta e do Fogo, salientam-se os seguintes desenvolvimentos nas áreas do melhoramento genético, dos modelos silvícolas e resiliência, as tecnologias para o conhecimento da floresta e as tecnologias para inventário florestal.

Melhoramento genético:

Para conseguir ter uma área de pinheiro-bravo mais produtiva e resiliente (a pragas e doenças e aos efeitos das alterações climáticas), começaram a ser testadas pelo projeto rePLANT espécies/proveniências de várias espécies de pinheiro (Pinus spp.), com o propósito de identificar aqueles que se adaptam melhor e que irão permitir futuramente melhores rendimentos.

Foram selecionadas cinco proveniências de pinheiro-bravo, com resultados comprovados resultantes de programas de melhoramento genético, de Portugal (Mata do Escaroupim), Austrália e França (duas de cada país), duas proveniências de pinheiro-silvestre (Pinus sylvestris) do Marão e Gerês e uma de pinheiro-larício (Pinus nigra) do Marão. Foi ainda selecionada uma proveniência de pinheiro-amarelo (Pinus taeda) da Galiza (Espanha) e uma de pinheiro-insigne (Pinus radiata) de França.

Depois de germinadas as sementes, foram instalados, em áreas geridas pelo ICNF – Instituto da Conservação da Natureza e das Florestas, quatro ensaios:

• Ensaios de altitude em Vinhais (Perímetro Florestal da Serra da Coroa) com pinheiro-larício e pinheiro-silvestre;
• Em areias na Mata Nacional do Urso (Pombal);
• Em solos de xistos na Mata do Braças (Lousã);
• Em zonas de granitos em Cabeceiras de Basto (Perímetro Florestal Ribadouro).

Os ensaios, da responsabilidade da Sonae Arauco, estão a ser medidos por esta empresa com o apoio do ISA – Instituto Superior de Agronomia. Espera-se que possam vir a ser alternativas para aumentar e estimular a fileira do pinho, aumentando os rendimentos dos proprietários florestais.

Refira-se que o pinheiro-silvestre é uma espécie pioneira de altitude, que resiste a grandes amplitudes térmicas, e o pinheiro-larício é também uma espécie de altitude, rústica e adaptável a zonas com solos pobres. O pinheiro-amarelo é natural de climas com verões quentes e invernos amenos, e produz madeira de qualidade superior ao pinheiro-bravo. Já o pinheiro-insigne é uma espécie exótica de rápido crescimento, originária da Califórnia, com características que tornam a faixa litoral a norte da Figueira da Foz a área mais favorável à sua implantação em Portugal.

Modelos Silvícolas e Resiliência:

Além de ter as espécies mais adaptadas, é preciso ter modelos de gestão florestal que melhorem a sua produtividade, resiliência ao fogo e adaptabilidade às alterações climáticas.

Foram assim desenvolvidos modelos de gestão florestal, considerando diferentes contextos de aproveitamento da regeneração natural do pinheiro-bravo (após um incêndio ou corte de árvores) e salvaguardando o enquadramento legal associado à gestão da vegetação das zonas de proteção das linhas elétricas e das faixas de gestão de combustível.

Em resultado foram desenvolvidos três Manuais Técnicos:

• Apoio à instalação de novas plantações Pinus spp (único disponível online);
• Apoio ao aproveitamento e gestão da regeneração natural: Modelos silvícolas de gestão de povoamentos de pinheiro-bravo por aproveitamento da regeneração natural;
• Gestão de vegetação sob linhas elétricas: Manual de soluções para a valorização de faixas de proteção de linhas elétricas.

Tecnologia para o Conhecimento da Floresta:

A aplicação de modelos de gestão implica um conhecimento do estado das florestas que se pretendem gerir. Assim, para aumentar o nível de conhecimento sobre as áreas florestais e reduzir os custos dos inventários florestais tradicionais (muito dependentes de medições no terreno, fotografia aérea e amostragem), foram estudadas soluções mais ágeis e menos onerosas, baseadas em novas tecnologias – tecnologias digitais e de deteção remota.

A deteção remota contribui para substituir as técnicas convencionais de recolha de informação florestal e as tecnologias digitais permitem o processamento de grande quantidade de dados, que ajuda a uma tomada de decisão mais bem informada.

Os trabalhos permitiram desenvolver:

• Carta de Ocupação Florestal online – Primeira abordagem do mapa de ocupação florestal;
• Mapas de estimativa de biomassa potencial – Estimativa de biomassa em plantações de eucalipto;
• Monitorização de vegetação à volta de infraestruturas;
• Atualização do mapa de ocupação de solo 2022;
• Otimização da aquisição de dados LiDAR para quantificar a biomassa;
• Modelos de gestão da regeneração natural em áreas de pinheiro-bravo jovem.

Tecnologia para Inventário Florestal:

Existem várias aplicações móveis para inventário florestal que permitem a recolha de dados dendrométricos (medição de diâmetros e alturas das árvores para se estimar o volume de madeira, por exemplo). O projeto rePLANT testou várias destas soluções, em povoamentos de eucalipto e de pinheiro-bravo em Portugal, para avaliar a qualidade das medições e estimativas e a relação custo-benefício da sua utilização.

Entre as valências destas aplicações inovadoras de smartphones, é também possível medir pilhas de madeira e calcular a quantidade de madeira transportada.

Foram testadas quatro tecnologias de avaliação de pilhas de madeira e quatro tecnologias para inventário florestal expedito.

– Os testes feitos com às quatro aplicações de medição de pilhas de madeira – Timbeter, iFovea, Treeva e LogStackLIDAR – não permitiram retirar conclusões consistentes, pelo que continuam em desenvolvimento.

– Nas tecnologias de inventário foram avaliadas a MOTI, a Trestima / Trestima Stack, a Arboreal e a KATAM, todas elas aplicações para smartphone. Estas aplicações podem ser utilizadas por proprietários florestais, associações florestais e prestadores de serviços também para estimar o volume de madeira (em pé) numa dada área florestal, um dado importante para calcular as quantidades de compra e venda de madeira, assim como para um adequado planeamento e gestão florestal.

Por se encontrar ainda em fase de desenvolvimento, a aplicação open source MOTI foi descartada, pois não tinha ainda uma versão comercial nem garantias ou apoio ao utilizador.

Os ensaios de campo com as restantes aplicações mostraram que é possível reduzir para menos de metade o tempo do inventário tradicional, sendo possível a uma só pessoa fazer o inventário de uma parcela de 400 m² em cerca de 10 minutos (versus os cerca de 30 minutos necessários para fazer o inventário tradicional nessa parcela, com duas pessoas).

Ainda assim, a aplicação Trestima tem custos de utilização, não fornece os dados dos diâmetros individuais das árvores e os testes revelaram alguns problemas de aplicação nas condições existentes nos nossos povoamentos.

Tanto a Arboreal como a KATAM demonstraram ser adequadas para utilizar no nosso país. A Katam faz uma amostragem de forma indireta, por filmagem. Contudo, quando o terreno é mais declivoso ou existem obstáculos, a captura de vídeo pode ser difícil. A Arboreal trabalha com o conceito de parcela e permite apontar o telemóvel às árvores da parcela florestal para obter, entre outras informações, o seu diâmetro e altura.

No final dos testes, a aplicação Arboreal foi a que mostrou maior potencial e facilidade de utilização, pelo que foi a selecionada e está já em uso, adaptada às espécies nacionais.

Linha de atuação 2 – Gestão do Risco

A monitorização da floresta, a proteção de infraestruturas e a gestão de combustíveis são as áreas centrais dos trabalhos realizados na linha de atuação relacionada com a gestão do risco.

Infraestruturas para Monitorização da Floresta:

Aproveitando os postes elétricos da REN situados nas florestas, foram desenvolvidos e instalados sensores – meteorológicos, infravermelhos e vibração, assim como câmaras de vídeo, para monitorização e recolha de dados.

Este sistema de alarmística e análise de proximidade e infraestruturas fornece informação sobre a vegetação e meteorologia, mas também imagens em tempo real que permitem identificar pontos de ignição, promovendo a gestão do risco através da monitorização de incêndios.

A informação é enviada para sistemas de informação que serão criadas para o efeito. A investigação científica permitirá dotar estas ferramentas tecnológicas de dinâmicas para detetar focos potenciais de incêndio, simular o comportamento do fogo (com base nos dados recolhidos) e monitorizar os incêndios, contribuindo para a resiliência e integridade das infraestruturas elétricas.

Proteção de Infraestruturas:

Os dados das redes de monitorização vão permitir uma melhor vigilância de infraestruturas existentes nos territórios, sejam elas infraestruturas energéticas, rodoviárias, ferroviárias, industriais ou outras.

Além disso, vão melhorar os sistemas de prevenção e combate a incêndios e diminuir o risco para as equipas envolvidas, que passam a ter dados que lhes permitem simular o comportamento do fogo e apoiar os seus sistemas de decisão.

Para que os dados se traduzam em informação útil foi definido, desenhado e implementado um SAD – Sistema de Apoio à Decisão, com um Simulador de propagação do fogo.

Linha de atuação 3 – Economia Circular e Cadeias de Valor

Na linha de atuação Economia Circular e Cadeias de Valor, destaque para as novas tecnologias que tornam as operações florestais mais eficientes e sustentáveis.

Exploração e Logística Florestal Sustentável:

Procuraram-se soluções tecnológicas de recolha e partilha de informação que permitem aumentar a eficiência e a sustentabilidade da exploração florestal. Com base no conceito de Floresta 4.0, estas soluções inovadoras para operações tradicionais (preparação do terreno, fertilização, entre outros) permitem recolher informação sobre as operações e os rendimentos dos equipamentos utilizados, para otimizar a logística e a partilha dessa informação. Assim, é possível aumentar a qualidade e segurança do trabalho florestal.

Por exemplo, a utilização de sensores acoplados a máquinas de corte e de rechega permite analisar toda a informação e melhorar a eficiência das operações de exploração com ganhos ambientais, aumentar a segurança dos operadores e reduzir os custos através da otimização ao longo da cadeia de valor.

Mecanização, Automatização e Robotização:

Também nesta vertente, o projeto rePLANT aplicou à floresta portuguesa o conceito de Floresta 4.0, adotando novas tecnologias e desenvolvendo equipamentos inovadores, capazes de responder às especificidades das operações florestais e agilizá-las.

Foi desenvolvido um novo equipamento para preparação conservativa de terreno, que se encontra já em utilização. Trata-se da ARG – Alfaia Riper Grade, uma alfaia multifuncional e de precisão que combina diversas operações em simultâneo, o que além de aumentar a eficiência do trabalho, permite diminuir custos e impactes ambientais, melhorando as condições de desenvolvimento das plantas.

O desenvolvimento deste equipamento reduz a área de mobilização do solo (mobilização em várias faixas, numa só passagem), o que minimiza a erosão e conserva a matéria orgânica (pois são feitas menos passagens com a maquinaria), aumentando a infiltração e retenção da água disponível para a planta.

A incorporação de ferramentas digitais nas alfaias (neste caso, a utilização de sensores LiDAR) amplia as funções operacionais das alfaias e possibilita a integração de informação de terreno partilhada em tempo real. Neste caso, permite o registo de profundidade de mobilização do solo, da linha de plantação e do perfil do solo, monitorizando em tempo real a performance da alfaia e adequando, de forma automática, a dosagem do adubo às características do solo.

Em paralelo, estão em pré-protótipo outros dois equipamentos: um corta-matos mecânico para funcionar na linha e entrelinha de plantação e um robot de limpeza de biomassa florestal.

Os novos equipamentos para a gestão de combustíveis, utilizando robótica, possibilitam a realização de operações de corte de mato de forma autónoma, através da identificação automática das regiões a cortar. Além disso, através da tecnologia LiDAR incorporada, é possível saber sempre onde está a operar a máquina.

Ações de demonstração para transferência e divulgação dos resultados

Os resultados do projeto foram apresentados e debatidos numa sessão pública. Adicionalmente, para ampliar a partilha dos processos e produtos desenvolvidas foram realizadas duas ações de divulgação e demonstração, com a aplicação de várias soluções em situações reais: uma na Mata do Braçal, na Lousã, e outra na Serra do Porto, em Gondomar. Cada um delas foi organizada em quatro estações distintas, focadas num determinado produto ou serviço.

Ação 1: Mata do Braçal (Lousã)

• Alfaias multifuncionais e de precisão, com maior eficiência de operações e menor impacte ambiental;
• Ensaios com diferentes espécies de pinheiros e diferentes proveniências, que demonstraram anteriormente maior resiliência e potencial produtivo;
• Soluções tecnológicas de recolha de dados, nomeadamente aplicações para telemóvel, que permitem estimativas de madeira em campo e em transporte;
• Sensores e automação, nomeadamente com a incorporação de sensores LIDAR nas alfaias.

Ação 2: Serra do Porto (Gondomar)

• Sistemas de Apoio à monitorização de incêndios florestais, com integração de sensores em postes da REN
• Aplicações Móveis para Inventário Florestal, que substituem levantamentos no campo e cálculos das diferentes variáveis, como o volume de madeira de um povoamento.
• Integração digital de dados em equipamentos ao longo da cadeia de valor, pela utilização de sensores acoplados em máquinas de corte e de rechega.
• Novos equipamentos para a gestão de combustíveis utilizando robótica, para operações autónomas.

O sucesso do esforço colaborativo do projeto rePLANT não terminou com o fim do projeto. Além da continuidade dos resultados alcançados, permitiu ao sector avançar para a Agenda transForm, uma Agenda criada no âmbito da Componente 5 (C5) do Plano de Recuperação e Resiliência (PRR). Trata-se de um consórcio de 56 parceiros e está a desenvolver 30 projetos colaborativos (até 2025) com vista a:

– Inovar nas práticas de circularidade e resiliência nas cadeias de valor florestais;

– Impulsionar a transformação digital das cadeias de valor de base florestal;

– Reforçar o papel das florestas para o objetivo da neutralidade de carbono.

Clique para consultar a Brochura institucional do Projeto rePLANT Floresta Digital