Aplicación de modelos matemáticos para la optimización del volumen de madera aprovechable dentro del plan operativo de corta en bosque húmedo tropical (San Pablo, Bolívar)
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2023-04-24
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El uso de modelos matemáticos para la optimización del volumen de madera en Colombia es una herramienta que recientemente se ha explorado, dada la necesidad de fomentar soluciones que aporten a la planificación y manejo de los recursos. Se estima que el 80 % del abastecimiento de madera del país proviene de bosques naturales. Por tal motivo, se considera fundamental implementar estas herramientas en áreas de manejo forestal, con el fin de aportar información de
especies nativas de importancia económica, asignando un uso eficiente a los recursos según los requerimientos del mercado. El objetivo principal es optimizar el rendimiento volumétrico aprovechable de la especie Clathrotropis brunnea a partir de los datos tomados en la primera unidad del plan operativo de corta en Muribá - San Pablo (Bolívar). Para ello, se realizó una
cuantificación y caracterización del aprovechamiento en el área de estudio, determinando variables como el diámetro y altura, antes del derribo del árbol y posteriormente en etapas de troceo hasta la obtención de los productos, haciendo uso del método de Smalian para la cubicación. Con los datos obtenidos en campo se ajustó un modelo de ahusamiento que
permitiera predecir el diámetro a cualquier altura del fuste, siendo esta la base para generar un simulador de trozado. Adicionalmente, se estableció una matriz de patrones de corte (PC) para las diferentes clases diamétricas (CD). Para optimizar el volumen de madera se propuso un modelo matemático prescriptivo basado en los principios de la programación lineal haciendo uso del software computacional MATLAB versión 9.3. De esta manera, el resultado práctico es la generación de un simulador de trozado que integra en un programa el cálculo del diámetro a cualquier altura del fuste, donde el usuario es quien define la longitud de la troza y de manera automatizada el programa asigna los PC de acuerdo con la CD. Además, permite fijar variaciones en la modelación matemática, ya sea con requerimientos o no de demanda, maximización del volumen comercial según el PC o el ingreso económico que éste pueda generar. Se logró identificar que el modelo propuesto es susceptible a cambios, ya que genera gran cantidad de datos de salida para la interpretación por el usuario; es decir, que desde que se introducen los datos, se puede definir las condiciones iniciales que modifican el plan de corte a ejecutar. Los resultados de esta investigación son notables, proporcionan elementos metodológicos y prácticos en el uso de los modelos matemáticos como herramientas de planificación en el aprovechamiento; además, pueden ser ajustados y modificadas
constantemente brindando soluciones para el área de estudio. Se recomienda fomentar la investigación y aplicación de esta área de conocimiento en el sector forestal del país.
Resumen
The use of mathematical models for timber volume optimization in Colombia is a tool that has recently been explored, given the need to promote solutions that contribute to resource planning and management. It is estimated that 80% of the country's wood supply comes from natural forests. For this reason, it is considered essential to implement these tools in forest management areas, in order to provide information on native species of economic importance, assigning an efficient use of resources according to market requirements. The main objective is to optimize the harvestable volumetric yield of the species Clathrotropis brunnea from the data collected in the first unit of the operational cutting plan in Muribá - San Pablo (Bolívar). For this purpose, a quantification and characterization of the harvesting in the study area was carried out, determining variables such as diameter and height, before felling the tree and later in the cutting stages until the products were obtained, using the Smalian method for cubing. With the data obtained in the field, a taper model was adjusted to predict the diameter at any height of the trunk, which was the basis for generating a cutting simulator. Additionally, a matrix of cutting patterns (PC) was established for the different diameter classes (DC). To optimize the volume of wood, a prescriptive mathematical model was proposed based on the principles of linear programming using MATLAB version 9.3 software. In this way, the practical result is the generation of a log simulator that integrates in a program the calculation of the diameter at any
height of the trunk, the user can define the length of the log and in an automated way the program assigns the PCs according to the CD. In addition, it allows setting variations in the mathematical modeling, either with or without demand requirements, maximization of the commercial volume according to the PC or the economic income it can generate. It was possible to identify that the proposed model is susceptible to changes, since it generates a large amount of output data for interpretation by the user; that is, from the moment the data is entered, the initial conditions that modify the cutting plan to be executed can be defined. The results of this research are remarkable, they provide methodological and practical elements in the use of mathematical models as planning tools in harvesting; in addition, they can be constantly adjusted and modified providing solutions for the study area. It is recommended to promote research and application of this area of knowledge in the forestry sector of the country.
Palabras clave
Modelos de optimización, Patrones de corte, Planificación forestal, Programación lineal, Simulador de trozado
Materias
Ingeniería Forestal --Tesis y disertaciones académicas, Optimización del volumen de madera en bosques húmedos tropicales, Planificación forestal sostenible, Programación lineal para la optimización del trozado de madera