As empresas do setor florestal que usam madeira geram resíduos como cascas e sobras de toretes. Diante disso, são necessários desenvolver novas tecnologias ou processos capazes de gerar ganhos econômicos para o reaproveitamento desses resíduos que sobram nas praças de carbonização de unidades circulares. 

O transporte de madeira é altamente dispendioso, algumas empresas acreditam que produzir o carvão no campo é uma boa opção para diminuir os custos de transporte. O desafio é ter um novo modelo de forno, fácil de fazer, com custo competitivo, seguro e sustentável e que seja móvel.

• Desenvolver novos métodos para estimativa da produtividade do Skidder.
  • A produtividade de trabalho de máquinas florestais é calculada por métodos como a “Área Percorrida”, métodos como esse não conseguem estimar com precisão a produtividade de trabalho do Skidder.
• Aproveitar dados e informações geradas para desenvolver tecnologia capaz de monitorar e melhorar a qualidade da colheita florestal.
  • Os dados e informações geradas por máquinas e equipamentos florestais (ex. Harvester e Forwarder) como volume médio colhido e distância percorrida ainda são pouco exploradas para avaliação da qualidade da colheita florestal e melhor planejamento das operações.

É comum a existência de redes elétricas entre os talhões florestais. Isso aumenta os riscos de danos às redes bem como à segurança dos trabalhadores, especialmente, durante as fases de colheita, transporte da madeira e na construção de estradas. Buscamos metodologias e formas de evitar tais danos, como por exemplo o uso de sensores em máquinas e equipamentos florestais.

A colheita e transporte de madeira são atividades que exigem esforços do maquinário. Isso geralmente compromete a integridade e vida útil dos equipamentos. Neste contexto, vazamentos de óleo hidráulico são comuns, e ocorrem por diferentes fatores relacionados ao arrebentamento de mangueiras e vedações com defeito. Quando em excesso, esse vazamento de óleo hidráulico pode causar problemas econômicos e ambientais. Assim, existe a necessidade de desenvolvimento de soluções que evitem ou reduzam consideravelmente este problema, seja pelo desenvolvimento de materiais mais resistentes e flexíveis ou pelo uso de sensores de controle de vazamento.

Durante a colheita e transporte, a carga de madeira e outros insumos (ex: cascalhos) pode variar por diversos fatores, como densidade do material, umidade, espaços vazios, entre outros. Isso dificulta a uniformidade do volume transportado. Como consequência, o volume de madeira pode exceder o permitido por lei (ocorrendo autuações) ou ocorrer em menor quantidade do que o ideal (ocorrendo prejuízos econômicos). Atualmente, a única forma de aferir o peso da carga é em balanças no pátio de indústrias (muito distantes do local de colheita) ou durante a fiscalização. Algumas alternativas já foram testadas, por exemplo, uso de células de carga nos caminhões, porém sem sucesso por serem de alto custo para as transportadoras terceirizadas, ou uso de células de carga nas gruas e escavadeiras, porém sem sucesso devido às intempéries e movimentações danificarem ou influenciarem nos sensores. Assim, torna-se um desafio solucionar a pesagem de madeira e outros insumos ainda nas fases de carregamento dos caminhões.

Após a colheita, as toras de madeira são colocadas no caminhão florestal para serem transportadas até o pátio das empresas. Nesse processo, a cinta de amarração possui um engate automático, no entanto o processo de amarração ainda é feito manualmente pelo próprio motorista. O desafio é desenvolver um sistema de amarração automático tornando o processo mais eficiente e aumentando a segurança dos profissionais.

Tecnologia que permita determinar a unidade da biomassa florestal antes do processamento do material.

Otimização do processamento de madeira considerando demanda dos clientes, dados qualitativos e quantitativos do inventário (principalmente variações de altura, diâmetro e qualidade visando maximizar o volume e reduzir desperdícios) e tecnologia embarcada nos cabeçotes processadores; 

A colheita de sementes/frutos de alta qualidade é uma operação relativamente complexa e com alto risco, uma vez que pode ser necessário coletar sementes/frutos em árvores altas. Nesse sentido, são necessárias alternativas que facilitem a colheita de forma segura para o coletor e que preserve a qualidade física e fisiológica das sementes. O desafio é mecanizar o processo de colheita de sementes ou frutos.

Os parâmetros utilizados para definição da qualidade de mudas durante o processo de aclimatação/rustificação são muito subjetivos, ocasionando uma grande mortalidade das plantas que vão para o campo. Padrões e critérios facilmente mensuráveis por imagens ou equipamentos são necessários para checagem da qualidade das mudas.

Entre os desafios silviculturais enfrentados pelas empresas, existe o de controle eficiente e otimizado da sobrevivência, pragas, plantas daninhas, situação nutricional e doenças. Atualmente, o controle é mapeado por equipes de campo, o que aumenta os custos e tempo de intervenção. Existe uma necessidade crescente por parte das empresas florestais em melhorar a eficiência de processos relacionados a:

• Uso de drones, metodologias e algoritmos mais precisos para detectar a sobrevivência das mudas em idade menor que 30 dias de plantio;
• Métodos eficientes de identificação remota da presença de Psilídeo de concha e Percevejo bronzeado por imagens espectrais em florestas a fim de intervir antecipadamente nestas áreas e evitar danos econômicos;
• Métodos e técnicas eficientes de classificação de imagens para identificação de plantas daninhas, deficiências nutricionais, déficit hídrico e doenças em plantios florestais;
• Definição de período crítico da matocompetição e o momento de interferência em florestas de eucalipto com o intuito de formar um sistema de alerta;
• Classificação do uso do solo: diferenciar usos produtivos e não produtivos;
• Otimização de estradas: pavimentação, largura etc.

Ampliar o uso da impressora 3D com matérias primas florestais como nanocelulose e nanolignina para fabricação de materiais usados no setor florestal, como peças e ferramentas para manutenção de máquinas, equipamentos e outros.

O desafio aqui é encontrar uma ferramenta que permita realizar a análise econômica no setor florestal, identificando a demanda por produtos de origem florestal no curto, médio e longo prazo e facilitando o planejamento das empresas.

A transmissão de dados do campo-escritório pode levar dias, pois há falta de cobertura telefônica em locais mais remotos, em florestas com dossel fechado, presença de nuvens, etc. O desafio é criar novos métodos e tecnologias alternativas de conectividade que melhorem a comunicação em locais remotos.

O desafio é a coleta de dados com exatidão, em árvores em pé, para ajuste de equações volumétricas, evitando ao máximo o método destrutivo, onde é necessário abater árvores para realização de cubagem, buscando a redução de tempo e custo no processo.

• Realização de inventário florestal contínuo (IFC) e inventário pré-corte (IPC) diferente da forma tradicional, buscando redução de tempo e custo.
• Obtenção dos dados de volume (em m³) de madeira empilhada, a partir de imagem obtida por drone ou de outra forma eficiente, buscando redução de tempo e custo.

Novas formas para predizer/estimar a densidade básica da madeira ao longo do ciclo das florestas. 

Existe uma necessidade crescente por parte das empresas florestais em melhorar a eficiência de processos, os desafios são:

• Equipamento de custo aceitável para realizar subsolagem em áreas com declividade superior a 27°;
• Mecanização de áreas com inclinação superior a 20° nas operações de pulverização e adubação sólida granular, considerando plantios já estabelecidos e espaçamentos entre plantas/linhas de 2,5 a 3,0 m;
• Mecanização (drone, trator ou outro) para aplicação de iscas formicidas em áreas montanhosas (inclinação maior que 20°) com custo comparativo inferior ao processo manual atual;
• Plantio mecanizado com custo competitivo e atendimento aos critérios de qualidade;
• Sistema de baixo custo embarcado em máquinas para garantir o posicionamento correto no momento do plantio mecanizado em áreas montanhosas;
• Uso de drone ou algum mecanismo automatizado para aplicação aérea de adubos líquidos próximo a copa de plantios adultos em áreas montanhosas;
• Criar equipamento que permita a realização mecanizada da desbrota precoce;
• Criar equipamento que realize o descascamento de árvore em pé (base da árvore);
• Uso de drone para as demais operações de silvicultura.

Durante o processo de irrigação mecanizada, o operador, de dentro da sua cabine, consegue visualizar a muda a ser irrigada por meio de uma câmera instalada na parte frontal no trator, facilitando de forma significativa esta atividade. Contudo, mesmo com este avanço, o acionamento do gatilho ainda é feito de forma manual, e por ser um movimento extremamente repetitivo, causa grande desgaste ao operador. O desafio é desenvolver um sistema de acionamento automático da irrigação, que identifique a muda no campo por meio de imagens ou outros mecanismos.

A limpeza da cepa e a condução dos brotos representa grande dificuldade para as empresas florestais, haja visto que atualmente estas atividades são realizadas de forma manual acarretando muita morosidade e elevado custo. Busca-se com este desafio encontrar formas eficientes e mecanizadas para realização destas intervenções na silvicultura.

Nas atividades de preparação do solo para plantio, a subsolagem e a adubação de base são feitas em conjunto. O adubo deve ficar em uma distância precisa em relação a muda. O desafio é encontrar uma forma de fazer essa adubação de forma eficiente e precisa no campo.

Durante o processo de irrigação, muitas vezes o volume de água aplicado em cada cova não coincide com o volume recomendado. O terreno pode sofrer grandes variações na declividade, afetando a pressão com que a água sai da mangueira, e consequentemente, a sua vazão, tornando ineficiente o método tradicional que considera o tempo. O desafio é a criação de um sistema automático que faça o controle do volume de água aplicado durante a irrigação.

A erradicação da brotação do eucalipto é, na maioria das vezes, realizada por meio da aplicação de herbicida sistêmico (glifosato). Outros herbicidas já foram testados em experimentos, contudo, até o momento não foram observados resultados que apresentam boa relação de custo benefício. Além de herbicidas, alguns implementos também já foram testados, porém também não tiveram resultados satisfatórios. O maior problema ocorre quando as brotações apresentam tamanho superior a 1,5 m, dificultando ainda mais o manejo. O desafio é criar protocolos para realizar a erradicação da brotação do eucalipto.

• O desafio é gerar protocolo eficiente para criação massal do Psyllaephagus bliteus (inimigo natural do psilídeo-de-concha) para controle biológico em campo.
• O desafio é desenvolver metodologia eficiente para o controle de psilídeo-de-concha em campo (seja com produtos químicos, alternativas de aplicação ou controle biológico).

Acelerar a decomposição de tocos dos ciclos anteriores das florestas plantadas que atualmente é um dos principais empecilhos para mecanização florestal além de exigir elevados custos de preparo solo pois exige, cada vez mais, equipamentos mais robustos.

Desenvolver plantadeira mecanizada continua para operação em áreas de reforma de eucalipto a partir do 3º ciclo. 

Sistema de monitoramento e detecção de incêndios florestais via satélite com emissão imediata de alertas direto para estruturas de combate. 

Como estimar o valor dos serviços ambientais gerados pelas áreas de preservação, com vistas ao incentivo a conservação e a geração de renda a partir de áreas hoje “financeiramente improdutivas”; 

Estudo e identificação de práticas de manejo florestal que possam ajudar a reduzir ou bloquear o avanço das mudanças climáticas