Strategies for regulating timber volume in forest stands

Abstract

ResumoOs objetivos desta pesquisa foram: 1) avaliar duas estratégias de otimização para minimizar a diferença entre a máxima e mínima produção anual e minimizar os desvios de produção entre anos consecutivos; 2) comparar a sua performance com dois modelos tradicionais para regular o fluxo de volume de madeira. O problema deste estudo representou a situação real de uma empresa localizada no estado de Santa Catarina, Brasil, onde a estrutura da floresta estava altamente irregular, devido ao predomínio de povoamentos em idades avançadas. Alternativas de manejo foram propostas para cada povoamento e a programação linear foi usada para otimizar a estrutura da floresta. As estratégias alcançaram a demanda industrial de madeira em todos os períodos do horizonte de planejamento. O modelo que maximizou a produção (Estratégia 1) e o valor presente líquido (Estratégia 2) resultou na maior produção de volume e no maior retorno financeiro, respectivamente. No entanto, produção homogêneas de madeira foram obtidas usando as funções objetivo que minimiza a oscilação entre a máxima e mínima produção anual (Estratégia 3) e o desvio da produção entre anos consecutivos (Estratégia 4), quando comparadas com modelos tradicionais (Estratégia 1 e 2). A Estratégia 4 foi a mais apropriada, pois proporcionou retorno financeiro e volume de sortimentos satisfatório a longo prazo, reduzindo possíveis problemas operacionais que podem ocorrer. Palavras-chave: AbstractThe objectives of this research were: 1) evaluating two optimization strategies for minimizing the difference between maximum and minimum annual production and minimizing the production deviation between consecutive years; 2) comparing their performance with two traditional models to regulate the flow of timber volume. The problem given in this study represented a real situation of a forest company located in the state of Santa Catarina, Brazil, where the forest structure had become highly irregular due to predominance of trees with advanced ages. We proposed management alternatives for each stand, and linear programming was used to optimize the forest structure. The strategies achieved the industrial timber demand in all periods of the planning horizon. The models that maximized the production (Strategy 1) and the net present value (Strategy 2) resulted in the highest timber volume production and the highest financial return, respectively. However, we obtained homogeneous timber production by using the objective functions that minimize the maximum and minimum annual production oscillation (Strategy 3) and deviation production between consecutive years (Strategy 4), when we compared to traditional models (Strategy 1 and 2). The Strategy 4 was the most appropriate for providing satisfactory financial return and timber volume in the long-term, reducing possible operational problems that could occur.

Optimized Planning of Assortment Production in Forest Stands

“…In a previous work to the present study, Fiorentin et al (2017) found that negative net revenue values were found in all formulated optimization strategies in the planning horizon periods where the number of areas subjected to the first thinning was high. The authors attributed these results to the low economic value of pulpwood and the high harvest values associated with the first and second thinning.…”

“…However, only a few models with objective minimization function are found, highlighting those by Bettinger and Zhu (2006) and Bettinger et al (2014). When properly formulated, minimization models have the potential to ensure stable production flow (FIORENTIN et al, 2017), coupled with low variability in thinning and harvesting operations, which is recommended for operational planning.…”

Profile of Professionals of the Brazilian Production Sector of Timber Housing

“…The strategy establishment is essential to measure and compare the production performances in the foresttimber industry (Fiorentin et al, 2017). Thereby, trained professionals are required to reach good levels from planning to processing.…”

Uma revisão crítica das ferramentas de pesquisa operacional aplicada ao planejamento florestal nos periódicos brasileiros

“…Fiorentin et al (2017), por exemplo, tiveram seu trabalho enquadrado na categoria produtiva e a função-objetivo do problema deles era minimizar o desvio da produção entre um ano e o ano seguinte.Ainda queBelavenutti et al (2018) relatem que em certos anos o número significativo de trabalhos incluindo o surgimento de funções-objetivo com caráter não produtivo, como a conservação da biodiversidade e proteção ambiental, esta não é uma realidade brasileira. Apenas dois estudos (4% do total) consideraram tais aspectos.…”