Análise das variações na receita líquida otimizada de uma área...

Análise das variações na receita líquida otimizada de uma áreairrigada sujeita a manejo convencional e ecológico.Analysis of variations in the net optimized revenue obtained in a irrigated area subject toconventional and ecological agricultural handling.

CABRAL, Wendel Silva 1; CURI, Rosires Catão 2; CURI, Wilson Fadlo 3 ; ALENCAR, Vladimir Costa 4

1 Universidade Federal de Campina Grande – UFCG, Campina Grande/PB, Brasil,[email protected]; 2 Docente da Universidade Federal de Campina Grande- UFCG,Campina Grande/PB, Brasil, [email protected]; 3 Docente da Universidade Federal de CampinaGrande – UFCG, Campina Grande/PB, Brasil, [email protected]; 4 Docente da UniversidadeEstadual da Paraíba – UEPB, Campina Grande/PB, Brasil, [email protected]

RESUMO: O processo de obtenção de novas metodologias agrícolas, com o intuito de acelerar aprodução de alimento para atender o crescimento populacional, segue no sentido, dentre outros, damaximização da produtividade, do lucro e da conservação do meio ambiente. Daí a importância daspesquisas em mecanismos que resultem em um equilíbrio sustentável entre aspectos financeiros, sociaise ambientais. Dentro deste contexto os modelos de otimização podem vir a proporcionar uma melhorsolução para os processos que ocorrem neste setor produtivo. O objetivo do trabalho foi a comparaçãoatravés de simulações de cenários com diferentes funções objetivo entre a agricultura convencional e aecológica, de uma área irrigada no município de Boqueirão, PB, tendo como base de comparaçãobenefícios econômicos (receita líquida), sociais (geração de mão-de-obra) e ambientais (uso de produtosquímicos). As comparações foram efetuadas usando-se a ferramenta matemática e computacionalCISDERGO. Os resultados mostraram que o manejo ecológico gera uma maior rentabilidade que oconvencional.PALAVRAS-CHAVE: Agricultura convencional e ecológica; otimização; simulação.

ABSTRACT: With the objective of accelerating food production to assist the population growth, theprocess of obtaining new agricultural methodologies proceeds in the sense, among others, of maximizingthe productivity, the profit and the conservation of the environment. That’s the importance of researches inmechanisms that result in a sustainable balance among financial, social and environmental aspects.In thiscontext, the optimization models can provide a better solution to the processes that happen in theagricultural productive sector. The goal of the work was a comparison through simulations of scenarioswith different objective functions between the conventional and ecological farming of an irrigated area inthe municipality of Boqueirão, PB, taking as a basis for comparison the benefits: economical (liquidrevenue), social (labor generation) and environmental (use of chemical products). Comparisons weremade using the mathematical and computational tool CISDERGO. The results showed that the ecologicalfarming generates higher economic benefit than conventional farming.KEY WORDS: Conventional and ecologic agriculture, optimization, simulation.

Revista Brasileira de AgroecologiaRev. Bras. de Agroecologia. 6(2) : 30-39 (2011)ISSN: 1980-9735

Correspondências para: [email protected] para publicação em 30/04/2011

IntroduçãoO crescimento populacional no mundo,

concomitante ao advento da industrialização eurbanização, teve, como conseqüência maisimediata, a necessidade de investimentos emnovas técnicas de produção para o atendimento deuma demanda cada vez maior por bens e serviços.Uma das mais fortes demandas aconteceu nosetor de alimentos, uma vez que o aumentopopulacional atrelado ao crescimento da renda devários países impuseram a necessidade deproduzir-se alimento em escalas cada vez maiores.O processo de obtenção de novas metodologiasagrícolas, com o intuito de aumentar aprodutividade, ocorreu sem a devida preocupaçãona preservação do meio ambiente.

Na agricultura convencional, devido ànecessidade de produzir mais em menos tempo,faz-se uso de produtos inorgânicos, tais comoadubos químicos e agrotóxicos, que por um ladofavoreciam a produção em larga escala, mas amédio e longo prazos danificavam o meioambiente e traziam sérios problemas de saúdetanto para as pessoas envolvidas na produçãocomo para os consumidores dos alimentosproduzidos. Para Bonilla (1992), a RevoluçãoVerde teve como objetivo a maximização daprodutividade e do lucro. As práticas utilizadaspara atingir esse fim são: cultivo intensivo do solo,monocultura, irrigação, aplicação de fertilizantessintéticos altamente solúveis, uso de agrotóxicospara controle de doenças e plantas espontâneas,controle químico de pragas, doenças agrícolas emanipulação genética de plantas cultivadas.

A partir da década de 70, em resposta aosgraves problemas ambientais que a agriculturaconvencional tinha produzido, iniciou-se aomovimento de mudança de paradigma na maneirade se fazer agricultura. A essa nova forma de sefazer agricultura denominou-se de agriculturaecológica.

A agricultura ecológica introduziu a idéia deque a mudança do modo de produção deveria aliar

as necessidades ecológicas com as sócio-econômicas (DE ASSIS, 2005). De acordo comLutzenberger (1983), a agricultura ecológica partede uma visão unitária e sistêmica, isto é, umavisão de conjunto, na qual a propriedade agrícolaé encarada como uma “Unidade Funcional” de umsistema maior – a natureza.

A unidade de produção agrícola, comoorganismo independente, trata, por exemplo, afertilidade do solo e a saúde das plantas comofatores inseparáveis. A preocupação fundamentaldo agricultor ecológico é a melhoria e manutençãoda fertilidade natural do solo, sabendo que estafertilidade está muito relacionada com a microvidado solo, possibilitando a obtenção de plantassaudáveis e, portanto, em condições desuportarem e reagirem a pragas e agentespatogênicos. Dessa forma, a agricultura ecológicaprocura um maior equilíbrio com o ambiente,buscando desenhos agrícolas mais integrados e omanejo dos solos mais racional. Além disso édirigida à propriedades médias e grandes e nãosomente às pequenas (JESUS, 1996).

Gliessman (1990) já afirmava que, sob o pontode vista agroecológico, existe relativo consenso deque a agricultura sustentável é aquela que, a partirde uma compreensão holística dosagroecossistemas, seja capaz de atender, demaneira integrada, aos seguintes critérios: a)baixa dependência de input comerciais; b) uso derecursos renováveis localmente acessíveis; c)utilização dos impactos benéficos ou benignos domeio ambiente local; d) aceitação e/ou tolerânciadas condições locais, não optando peladependência de agroquímicos; e) manutenção alongo prazo da capacidade produtiva; f)preservação da diversidade biológica e cultural; g)utilização do conhecimento e da cultura dapopulação local e h) produção de mercadoriaspara o consumo interno e para a exportação. ParaAltieri (2002), a expressão agricultura sustentável

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se refere à “busca de rendimentos duráveis, alongo prazo, através do uso de tecnologias demanejo ecologicamente adequadas”, o que requera “otimização do sistema como um todo e nãoapenas o rendimento máximo de qualquer produtoespecífico”.

Características bastante significantesdiferenciam os dois manejos: ecológico econvencional. Uma das razões pelas quais muitosagricultores ainda não optaram por um manejoagroecológico é a percepção de que a agriculturaecológica seja menos lucrativa que aconvencional. É comum a assertiva de que“orgânicos não geram renda” e de que “emgrandes áreas é impossível produzir semagrotóxicos e sem adubos químicos”.

Portanto, se faz necessário estudos quepossam dar subsídios aos agricultores sobre aspossibilidades de lucro com a agriculturaecológica. Estudos que simulem os retornosfinanceiros e geração de empregos com base emdados de campo para manejos convencionais eecológicos forneceriam indicadores quepermitiriam uma melhor tomada de decisão dosagricultores. Neste contexto, simulações dediversos cenários agrícolas efetuadas com baseem modelos de otimização com diferentes funçõesobjetivo permitiriam uma maior visão do problemadecisório.

Técnicas de otimização são largamente usadaspara o planejamento em todos os setoresprodutivos. Os principais métodos aplicados nosmodelos de otimização são a programação linear,programação não linear e a programaçãodinâmica. Tem-se observado na literatura váriasaplicações de programação linear em diversossetores, inclusive em sistemas de produçãoagrícola, considerando cultivo único ou múltiplos,submetidos ou não a programas de irrigaçãoespecíficos (NEVES et al., 1984; TSAI et al., 1987;BERNARDO et al., 1988; MANNOCCHI e

MECARELLI, 1994; DANTAS NETO, 1994;OLIVEIRA e LANNA, 1997; CURI e CURI, 1998;CARVALHO et al., 2000 e RODRIGUES et al.,2000).

Dentre os modelos matemáticos voltados paraanálises no meio agrícola citados na literaturadestacamos o CISDERGO - Cropping andIrrigation System Design with Reservoir andGroundwater Optimal Operation, que é umprograma de otimização baseado emprogramação linear recursiva, desenvolvido noambiente MATLAB, destinado a maximizarmúltiplos benefícios ou objetivos relativos ao usoda água resultante da operação de umreservatório, poços e rios em conjunção com oplanejamento ou gerenciamento de perímetrosirrigados (CURI e CURI, 2001).

Para o sucesso na geração de diferentescenários possibilitando a análise dos mesmos, énecessária a obtenção realista de algunsparâmetros que influenciam as relações do meioem estudo, como a origem e a disponibilidade daágua a ser captada, demandas por água, sistemasde irrigação, conjunto motor-bomba, uso deagrotóxicos, insumos, tipos de cultura, cotastopográficas e dos níveis de água no reservatório,enfim, um conjunto de dados físicos, sócio-econômicos, ambientais e técnico-operacionaisque, normalmente, o projetista deve dispor paraanalisar e projetar o sistema. Dentro destecontexto, os modelos de otimização podem vir aproporcionar uma melhor solução para osprocessos que ocorrem em diversos setoresprodutivos, possibilitando, de maneira rápida eprecisa, tomar decisões acerca das melhoresimplicações relativas a encaminhamentos naprodução, que sejam importantes no sentido depromover o equilíbrio do sistema, prevenção dedanos ambientais, obtenção de sucesso sócio-econômico e na busca da sustentabilidade eautonomia dos produtores.

Cabral, Curi, Curi & Alencar

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Nos últimos anos muitas pesquisas têm sidodesenvolvidas com o uso de modelos matemáticoscomputacionais, porém, pouco são os trabalhosque apresentam resultados completos, rápidos ereais acerca dos benefícios ou objetivos relativos àimplantação ou melhoramento da operação de umou mais perímetros irrigados em função daspráticas agrícolas adotadas. Menos numerosos sãoos trabalhos que envolvem comparações entre aagricultura convencional e a ecológica, tendo comobase de comparação os benefícios econômicos(receita líquida) e os benefícios sociais (geraçãode emprego).

Material e métodosO estudo realizado acerca da otimização dos

recursos para os manejos em análise abrangeunidades agrícolas no município de Boqueirão noestado da Paraíba, localizado na microrregião docariri oriental e com uma área territorial de 425 km²(Figura 1), com coordenadas geográficas de 7o48’latitude sul, 36o11’ de longitude oeste doGreenwich e altitude média de 420 m (DNOCS,2007).

A área em estudo, situada a cerca de 45 km dacidade de Campina Grande, possui 186 irrigantescadastrados com um volume demandado para

irrigação de aproximadamente 0,28 m³/s (AIAB,2008; VIEIRA, 2008; DNOCS, 2008). As culturasselecionadas para a pesquisa, com base no que jáé cultivado na área, foram: tomate, alface,pimentão, feijão, repolho e cebola (estes na safra eentressafra), além da banana, goiaba, mamão elimão.

Os dados utilizados no estudo foram extraídosde Alencar (2009). O levantamento dos dadosnecessário para as devidas apreciações foirealizado através de visita ao local em estudo, aprodutores orgânicos e ecológicos e mercadosconsumidores, além da obtenção através deaquisição de dados disponíveis de outros estudos,como informações hidro-climáticas, agronômicas esócio-econômicas.

Os dados meteorológicos, que serviram paracalcular a precipitação mensal efetiva disponívelpara as culturas, foram obtidos através da AESA(2008), para o período de 1981 a 1990. A fontehídrica que suplementa as necessidades hídricasdas culturas agrícolas é o açude Epitácio Pessoa,que tem uma demanda de abastecimento urbanode 1m³/s, além de uma demanda de irrigaçãovariável. Além disso, sua bacia de contribuiçãocobre uma área de 12.410 km², sendo atualmentea sua capacidade de acumulação de


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Figura 1 – Localização do município de Boqueirão. Fonte:WIKIMIDIA (2009)

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aproximadamente 411.686.287 m³ na cota 361(SEMARH, 2004; DNOCS, 2008). Deste açudesaem os sistemas adutores de Campina Grande,do Cariri e Canudos, este último atualmentedesativado. A população beneficiada é deaproximadamente 506.534 habitantes (SEMARH,2006), em regiões apenas localizadas no territórioparaibano. O abastecimento urbano se apresentacomo principal fonte de utilização das águas doaçude. Segundo Alencar et al. (2009), no tocante àirrigação não existe um planejamento bemdefinido, embora exista uma área deaproximadamente 1.020 ha de terras plantadasonde se usa de práticas de irrigação.

Como características hidrológicas, a baciahidrográfica onde está inserido o açude apresentauma pluviometria média de 661 mm, o açude temuma vazão regularizável bruta de 4,2 m³/s comgarantia de 90%. Além disto, a vazão regularizada

líquida é em torno de 2,24m³/s para 90% depermanência, além de uma lâmina d'água queabrange uma superfície em torno de 2.700 ha(DNOCS, 2007).

Informações referentes às culturas utilizadasnas várias áreas de produção, necessárias para acaracterização das mesmas, como: tipo deirrigação, tipo de cultura, coeficiente de cultivo,produtividade, custo médio de produção, níveis deadubação química, além dos valores da mão-de-obra por hectare foram obtidos através do Manualde Orçamento Agropecuários, planilhasdisponibilizadas pelo Banco do Nordeste (Tabelas1 e 3). As áreas máximas de cada cultivo foramobtidas através da associação dos irrigantes domunicípio de Boqueirão e da EMATER daquelalocalidade. A área total de produção, incluindotodos os produtores, é em torno de 1020 ha, daqual 517 ha são usadas para o cultivo de verduras



Tabela 1 – Dados relativos aos cultivares selecionados.

(1)- Preço de venda do produto convenc. obtido da CEASA-PE (08/08/2008) com aplicação de redutor de 30%;

(2)- Coeficiente de cultivo, adaptado para o modelo.

(3)- Fonte: Gomes (1999).

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e legumes no período de safra e entressafra, e 503ha são usados para o cultivo de frutíferas. Osvalores de venda dos produtos foram obtidos pormeio de consulta a CEASA do estado dePernambuco, em razão da farta disponibilidade “online” de preços de produtos agrícolas e aplicadoum redutor de 30% que corresponderia aopercentual do atravessador. Os valores assimobtidos são correspondentes aos produtosadvindos do manejo convencional. Com base empesquisas na literatura e em algunsestabelecimentos comerciais, adotou-se um fatorde conversão de 1,5 para as frutas e 1,25 para asculturas sazonais, isto é, acréscimo de 50% e 25%nos valores de venda dos produtos convencionaisdas frutas e culturas sazonais, respectivamente,para representar os preços de venda dos mesmosprodutos cultivados ecologicamente. Estamajoração representa um valor médio, uma vezque a variabilidade deste percentual entrediferentes regiões e locais de venda é muitoelevada De acordo com Santos e Santos (2008),há um decréscimo de 30% na produtividade domanejo ecológico em relação ao manejoconvencional, tendendo a zero com o tempo, isto é,na medida em que os agricultores e o solo seadaptem completamente ao sistema orgânico.

Na forma de cenários (Tabela 2) e sob umasituação de análise (30% de acréscimo na mão-de-obra e o decréscimo da produtividade no

manejo ecológico com relação ao convencional),foram realizados testes visando estudar ascondições de operação ótima e conjunta dosistema composto pelo Açude Epitácio Pessoa,áreas irrigadas no município de Boqueirão e asdiferentes formas de produção agrícola, sistemaconvencional e ecológico, sob os aspectos decomportamento do sistema, estimativas dageração de renda, geração de mão-de-obra e a dautilização de agrotóxicos e adubos químicos. Ointervalo de tempo usado no modelo de otimizaçãofoi dez anos.

Os cenários 1 (C1) e 2 (C2) têm comofinalidade a maximização da receita líquida e damão-de-obra, respectivamente. O cenário C3 dápesos iguais para os três fatores em análise, quesão as maximizações da receita líquida, geraçãode mão de obra e saúde ambiental, tanto para omanejo convencional quanto para o orgânico.

Para os devidos testes, foi utilizado o modelode otimização CISDERGO, que considerou aanálise integrada e permitiu a maximização dosbenefícios econômicos da seleção apropriada deculturas agrícolas por unidade de produção. Estemodelo possui como método de análise técnicasde pesquisa operacional (PO) e de sistemas deapoio à decisão (SAD). Baseia-se emprogramação linear seqüencial, isto é, leva emconsideração a natureza não linear do problemade forma seqüencial, desenvolvido no ambiente



Tabela 2: Cenários da agricultura convencional e orgânica

MAX – Maximizar; MIN – Minimizar.

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MATLAB.A otimização foi efetuada para uma função

objetivo individualmente, a maximização da receitalíquida (RL), que está sujeita às restrições dedisponibilidade de água, área a ser irrigada,capacidade de bombeamento. É uma dasprincipais funções objetivo do modelo e foi obtidaatravés da diferença entre a renda bruta totalauferida com a venda dos produtos cultivados e osrespectivos custos de produção envolvidos, queenvolvem custos de energia para bombeamento,água para irrigação, sementes, herbicidas, trabalhomecânico, mão-de-obra, impostos, adubos, etc..Portanto, leva-se em consideração: a renda bruta,obtida com a venda da produção agrícola, oscustos de produção anual, o custo da água parairrigação e o custo de bombeamento da água.

Resultados e discussão

Manejo convencionalPara a agricultura convencional, para a área

irrigada em estudo e com os devidos dadosrelacionados as culturas agrícolas, hidrológicos edo açude, o modelo matemático computacionalCISDERGO apresentou uma receita líquida maiorno cenário 1 (C1), com aproximadamente R$20.443.889,42 por ano para o produtor que optarpor este manejo. Numa área disponibilizada pelomodelo de 1.537,42 ha, este cultivo renderá cercade R$ 13.297,45 /ha. A cultura do pimentãoentressafra se destaca com uma renda deaproximadamente R$ 24.300,00 /ha devendo serestimulada para o plantio.

Com relação à mão-de-obra, os resultadosobtidos mostram que o cenário C2 (maximizaçãoda mão-de-obra) possibilitará cerca de 311.095homens/dia (H/D) em toda a área de cultivo, naqual, a cultura do tomate (safra e entressafra) com367 H/D e a banana com 213 H/D apresentaramos maiores valores para a variável mão de obra.

No que diz respeito ao uso de defensivos na

forma de agrotóxicos e adubação química, oscenários C1 e C2 apresentaram resultados bempróximos, 1550,21 e 1550,28 toneladas,respectivamente. Já para o cenário C3, o uso deadubação química e agrotóxicos foi de 471,18toneladas. Observa-se que as culturas com maiorreceita líquida por hectare, tais como tomate epimentão, são as que mais usam de adubaçãoquímica e agrotóxicos. A Tabela 3 apresenta osresultados de todas as culturas com relação aouso de agrotóxicos e adubos químicos portonelada/ano para o cenário C2.

Manejo orgânicoA receita líquida neste manejo, com os devidos

acréscimos nos custos com mão-de-obra (30%) ecom a introdução de um redutor de 30% naprodutividade, apresentou valores superiores aosobtidos no manejo convencional. Os resultadosmostraram que o cenário C3 gera a maior rendacom R$ 21.195.346,59 por ano, cerca de R$751.457,17 superior ao melhor resultado domanejo convencional. A banana, o limão e opimentão na entressafra foram os destaques.Sob o aspecto social, o cenário C2 apresentou omaior benefício com 368.267 H/D. Este valor é57.171 H/D superior que o cenário C2convencional. Portanto, este resultado demonstraque tanto o beneficio social na forma de geraçãode empregos quanto o econômico dos cultivosecológicos é superior àqueles gerados peloscultivos convencionais.

Ambientalmente não há como realizar umaanálise comparativa entre os manejos, visto que aagricultura ecológica não se utiliza de insumoscomo adubos químicos e agrotóxicos nos cultivosdas culturas. Deste modo, o impacto ambientalcausado pelo manejo ecológico é consideradoinsignificante proporcionando um equilíbrioecológico sustentável ao ambiente onde este tipode cultivo se insere.



Conclusões

Os resultados obtidos e apresentados naexecução do presente trabalho permitem que oprodutor possa ter as ferramentas necessárias paraa tomada de decisão com relação às práticasoperacionais em seu empreendimento. Destaforma, torna-se possível, um planejamento agrícolamais adequado na busca dos melhores benefíciospossíveis, sob os aspectos econômico, social eambiental.

Comparando os três cenários do manejoconvencional, C1, C2 e C3 com os cenários domanejo ecológico pode-se concluir que:

1) considerando apenas o cenário C1, demaximização da receita líquida, o produtor obteráum benefício econômico 43,7% maior se optarpelo manejo ecológico.

2) Considerando apenas o cenário C2, demaximização de geração de emprego, o produtor

obterá um benefício econômico de 43,3% maior seoptar pelo manejo ecológico

3) A comparação do cultivo orgânico com oconvencional do ponto de vista do impactoambiental torna-se desnecessária, já que nautilização deste sistema adotou-se como base queo sistema ecológico teria impacto zero

Importante ressaltar que estes resultados foramobtidos através de um modelo de otimização quebusca otimizar todos os recursos disponíveis comvistas a obtenção da máxima receita líquida e que,embora se tenha colocado a condição de 30% deredução de produtividade para o manejoecológico, os preços de venda foram majoradosem 50% para as frutas e 25% para as demaisculturas agrícolas, de acordo com o praticado nospostos de venda consultados na época da coletade dados. Portanto os resultados aqui obtidospoderão sofrer significantes alterações a dependerdas flutuações dos preços de produtos agrícolas



Tabela 3 – Dados (anuais) das culturas do cenário 2. Manejo convencional.

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ecológicos e convencionais.O trabalho apresentado, por tratar-se de

simulação de diversos cenários envolvendomanejos agrícolas convencional e ecológico, podeservir de instrumento para políticas públicas ruraisvoltadas para a conversão ao manejo ecológico.

Importante também ressaltar os benefíciosambientais nos recursos hídricos quando se optapor uma produção ecológica. Sabe-se que aagricultura irrigada é um dos maioresconsumidores de água doce do mundo, bem comoa modalidade agrícola convencional tem umenorme potencial de contaminação dos recursoshídricos, tanto superficiais como subterrâneos,através de um tipo de contaminação difícil decontrolar e quantificar, que é a contaminaçãodifusa. Grande benefício se traria à saúde dapopulação e ao meio ambiente a substituição domanejo agrícola convencional pelo ecológico ouorgânico.

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