Probabilidade de ocorrência de dias trabalháveis com máquinas agrícolas em alguns municípios do Brasil

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1 Probabilidade de ocorrência de dias trabalháveis com máquinas agrícolas em alguns municípios do Brasil Leonardo Amaral Monteiro 1, Paulo César Sentelhas 2, Sônia Maria de Stefano Piedade 3 1 Eng. Agrônomo, Mestrando em Física do Ambiente Agrícola Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz ESALQ/USP, Brasil. leomonteiro@usp.br 2 Prof. Assistente Departamento de Engenharia de Biossistemas, ESALQ/USP, Brasil 3 Prof. Dr. Departamento de Ciências Exatas, ESALQ/USP, Brasil. ABSTRACT: The aim of this study was to estimate the limiting factors for agricultural machinery use during the period of 1979 to 2008 in Piracicaba - SP, Londrina - PR, Dourados MS and Passo Fundo - RS. Limiting factors to favorable machinery use considered in this study were soil water amount (determined by daily sequential water balance), daily rainfall and weather conditions. Besides these factors we also considered CAD values between 40 and 90%, and precipitation less than 5 mm as limiting factors. Rainfall occurrence was inversely correlated to workable days for each studied city. The method of Markov Chain was used for the calculation of simple and conditional probabilities. Key words: sequential water balance, workable days, Markov Chain. 1 - INTRODUÇÃO A expansão das fronteiras agrícolas, aliadas ao desenfreado uso de maquinário agrícola desde o preparo do solo até a colheita, sem critérios para a utilização desses equipamentos na lavoura, contribui para o processo de compactação e desestruturação dos solos (Figueiredo et al., 2000). Visto que o teor de água do solo influencia as condições de operação com tratores agrícolas, têm sido desenvolvidos vários trabalhos com a finalidade de determinar a probabilidade de ocorrência de dias trabalháveis com tratores agrícolas (Assis et al., 1989). A quantidade de água armazenada no solo e a precipitação diária mostram-se como as variáveis climatológicas mais utilizadas para uma análise da possibilidade de dias trabalháveis no campo com o uso de máquinas. Segundo Souza et al. (1992), os trabalhos de pesquisa desenvolvidos no sentido de melhorar a eficiência das atividades com maquinário no campo são de extrema importância, visto que em um solo com quantidade excessiva de umidade, o trator trafega com dificuldade e, além disso, essa umidade excessiva concorre para a compactação do solo, para a aderência ao mesmo aos pneus, não se conseguindo um trabalho satisfatório. Uma ferramenta que pode ser aplicada para a previsão de dias trabalháveis é a utilização do modelo da Cadeia de Markov. A aplicação desse modelo (de primeira ordem) se baseia na probabilidade de um dado evento ocorrer, dado o evento que ocorreu no dia anterior. Back et al. (2006) utilizaram este método para previsões de ocorrência de dias secos e chuvosos em Araranguá - SC. Azevedo e Leitão (1990) utilizaram a Cadeia de Markov para se prever a ocorrência desses veranicos e melhor estabelecer a estação de cultivo e época de plantio, assim como determinar eventuais necessidades de irrigação, o que torna essencial o conhecimento da distribuição de frequências de dias secos/chuvosos ao longo das estações seca/chuvosa. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi aplicar o modelo da Cadeia de Markov para a estimativa da probabilidade de dias trabalháveis e suas probabilidades condicionais, com

2 tratores agrícolas durante 30 anos ( ) para os municípios de Piracicaba-SP, Dourados-MS, Londrina-PR e Passo Fundo - RS. 2 MATERIAL E MÉTODOS Foram utilizados dados meteorológicos diários de chuva e precipitação, cedidos pela EMBRAPA/CNPT, EMBRAPA/Agropecuária Oeste, ESALQ/USP e IAPAR e agrupados em decêndios. Foi calculado, com o auxílio de planilhas eletrônicas, o balanço hídrico sequencial diário para o período de 30 anos ( ), considerando-se uma capacidade de água disponível (CAD) no solo de 100 mm. Por meio da variação diária do armazenamento de água no solo, foi proposta a seguinte condição para julgar se o dia seria favorável (F) ou não favorável (NF) ao tráfego de máquinas no campo, conforme Erthal et al. (1995): - Armazenamento de água no solo entre 40 e 90% da CAD; - Precipitação diária menor que 5 mm. Os dias que não satisfizeram essas condições não foram considerados aptos ao tráfego de máquinas, já que o solo contera muita água e por isso diminuiria o rendimento do trator, aumentando a ocorrência de compactação do solo. Dias com o solo muito seco, acarretariam em maior desgaste dos discos ou ponteiras dos implementos agrícolas e ocorrência de desestruturação do solo. Portanto, utilizando-se a cadeia de Markov e a teoria das probabilidades condicionais foi possível estimar: NF P(NF) = Total _ NF F P(F) = Total _ F (1) (2) - Para as probabilidades condicionais: P(NF/NF) = n º _ dias( NF / NF) nº _ dias _ NF (3) P(F/F) = n º _ dias( F / F) nº _ dias _ F (4) P(F/NF) = 1 P( NF / NF) (5) P(NF/F) = 1 P( F / F) (6) em que: P(F) é a probabilidade de um dia ser favorável no decêndio considerado, em 30 anos; P(NF) a probabilidade de um dia não favorável no decêndio considerado, em 30 anos; P(F/F) a probabilidade de um dia ser favorável, dado que o anterior foi favorável ao trafego de máquinas; P(NF/NF) a probabilidade de um dia não ser favorável, dado que o anterior também não foi favorável; P(F/NF) a probabilidade de um dia ser favorável, dado que o anterior foi não favorável; P(NF/F) a probabilidade de um dia não ser favorável, dado que o anterior foi favorável. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO As Tabelas 1, 2, 3 e 4 apresentam os valores das probabilidades de ocorrência, no período de 30 anos, de dias favoráveis (F), não favoráveis (NF), e suas respectivas

3 probabilidades condicionais ao trabalho com máquinas agrícolas nas cidades de Piracicaba, Londrina, Dourados e Passo Fundo, respectivamente. Tabela 1 Probabilidade de ocorrência de dias favoráveis (F), Tabela 2 Probabilidade de ocorrência de dias favoráveis (F) e não favoráveis (NF) e suas respectivas probabilidades concondicionais em Piracicaba ( ). dicionais em Londrina ( ). Jan_ Jan_ Jan_ Fev_ Fev_ Fev_ Mar_ Mar_ Mar_ Abr_ Abr_ Abr_ Mai_ Mai_ Mai_ Jun_ Jun_ Jun_ Jul_ Jul_ Jul_ Ago_ Ago_ Ago_ Set_ Set_ Set_ Out_ Out_ Out_ Nov_ Nov_ Nov_ Dez_ Dez_ Dez_ Jan_ Jan_ Jan_ Fev_ Fev_ Fev_ Mar_ Mar_ Mar_ Abr_ Abr_ Abr_ Mai_ Mai_ Mai_ Jun_ Jun_ Jun_ Jul_ Jul_ Jul_ Ago_ Ago_ Ago_ Set_ Set_ Set_ Out_ Out_ Out_ Nov_ Nov_ Nov_ Dez_ Dez_ Dez_ Tabela 3 Probabilidade de ocorrência de dias favoráveis (F), Tabela 4 Probabilidade de ocorrência de dias favoráveis (F), condicionais em Dourados ( ). condicionais em Passo Fundo ( ). Jan_ Jan_ Jan_ Fev_ Fev_ Fev_ Mar_ Mar_ Mar_ Abr_ Abr_ Abr_ Mai_ Mai_ Mai_ Jun_ Jun_ Jun_ Jul_ Jul_ Jul_ Ago_ Ago_ Ago_ Set_ Set_ Set_ Out_ Out_ Out_ Nov_ Nov_ Nov_ Dez_ Dez_ Dez_ Jan_ Jan_ Jan_ Fev_ Fev_ Fev_ Mar_ Mar_ Mar_ Abr_ Abr_ Abr_ Mai_ Mai_ Mai_ Jun_ Jun_ Jun_ Jul_ Jul_ Jul_ Ago_ Ago_ Ago_ Set_ Set_ Set_ Out_ Out_ Out_ Nov_ Nov_ Nov_ Dez_ Dez_ Dez_

4 Em Piracicaba, SP (Tabela 1), os valores de P(F) variaram entre 37% (primeiro decêndio de janeiro) e 84% (primeiro decêndio de julho), sendo que o valor mé dio para o período foi equivalente a 56%, com desvio padrão de 11%. Quando se considerou as probabilidades condicionais, a P(F/F) esteve entre os valores de 29% (primeiro e terceiro decêndios de janeiro) e 81% (primeiro decêndio de julho). Já para as P(F/N F), os valores variaram entre 47% (primeiro decêndio de janeiro e segundo decêndio de setembro) e 87% (primeiro decêndio de julho). Na Tabela 2, referente à Londrina, PR, a variação de P(F) esteve entre 36% no segundo decêndio de setembro e 74% no primeiro decêndio de abril e agosto. O valor médio foi 53,7%, com um desvio padrão de 10%. As probabilidades condicionais P(F/F) oscilaram entre 29% (segundos decêndios de fevereiro e dezembro) e 71% (terceiro decêndio de setembro). Quando se analisou as P(F/NF), obtivemos variação entre 43% (segundo decêndio de setembro) e 83% (primeiro decêndio de abril). Na Tabela 3, referente ao município de Dourados, MS, os valores de P(F) oscilaram entre 13 e 70% para os terceiros decêndios de fevereiro e julho, respectivamente. A média observada no período foi aproximadamente 35%, com desvio padrão de 16,5%. Considerando-se as probabilidades condicionais favoráveis ao trabalho no terreno, P(F/F), obtivemos os valores no intervalo de 10% (terceiro decêndio de janeiro e prim eiro decêndio de fevereiro) e 64% (terceiro decêndio de julho). Da mesma forma, quando considerado as probabilidades P(F/NF), os resultados foram de 19% (primeiro e terceiro decêndios de fevereiro) e 76% (primeiro decêndio de julho). Por fim, na Tabela 4, para Passo Fundo, RS, a variação de P(F) esteve entre 14% no primeiro decêndio de julho e 62% no segundo decêndio de março, podendo-se considerar uma probabilidade média no período de 38%, com um desvio padrão de 13,5%. As probabilidades condicionais em Passo Fundo variaram, para P(F/F) entre 11% (primeiro decêndio de julho) e 53% (segundo decêndio de março). Quando se observou os valores de P(F/NF), a variação foi entre 36% (primeiro decêndio de agosto) e 86% (segundo decêndio de novembro). Erthal et al. (1995) estimaram as probabilidades de ocorrência de dias favoráveis ao tráfego de máquinas no solo. Encontraram, para o município de Campinas, SP, durante os meses de outubro até março, valores inferiores às probabilidades obtidas neste trabalho, através de uma mesma metodologia, para a cidade de Piracicaba, a qual apresentou valor médio de probabilidade no período de 48% de dias favoráveis com desvio padrão de 5%. Enquanto isso, esses autores obtiveram um valor médio de probabilidade no período de 36%, com desvio padrão de 10%. Além dos resultados obtidos neste trabalho, é importante salientar que os decêndios com maiores probabilidades de tráfego das máquinas agrícolas no campo acompanham o regime de chuvas dos municípios considerados. Em Piracicaba, ocorre o período de maiores probabilidades de tráfego com máquinas no campo entre os meses de abril e setembro, época da seca, caracterizando-se o período de colheita da cultura da cana de açúcar. Em Londrina, o período mais apropriado para o tráfego de máquinas no campo, segundo este estudo, foi nos meses de março e agosto. Em Dourados, ocorreram as maiores probabilidades de dias trabalháveis nos meses de julho e agosto. E no município de Passo Fundo, como as chuvas são bem distribuídas durante o ano, diferentemente dos outros municípios, chovendo cerca de 150 mm por mês, a ocorrência de probabilidades favoráveis a mecanização foi durante os meses de março e novembro. A informação sobre esses períodos propícios é importante para a determinação das épocas de semeadura e operações de colheita de grãos na região. Através das probabilidades condicionais, será possível, em um estudo posterior, a determinação da ocorrência do número de dias trabalháveis, pois assim obteremos parâmetros

5 para programação das atividades agrícolas que necessitam considerável grau de confiança, como a semeadura, colheita e aplicação racional de agrotóxicos. 4 - CONCLUSÕES O modelo aplicado para a estimativa das probabilidades de dias trabalháveis representou bom desempenho, visto que mostrou fielmente as épocas mais apropriadas e que mais necessitam de operações com máquinas no campo dos municípios em estudo A Cadeia de Markov pode ser utilizada como ferramenta não só para meteorológicos, mas também nas áreas de Agronomia, Engenharia, Economia e Administração, já que permite, através da combinação de cenários atuais com cenários passados, fazer inferências para suporte técnico operacional através das estatísticas simples e condicionais. Com a pesquisa realizada, concluiu-se que é necessária a realização de mais estudos na área, já que este assunto é de extrema importância no que tange ao planejamento agrícola e em sistemas de tomada de decisão. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSIS, S. V.; SEDIYAMA, G. C.; VIANELLO, R. L.; MARTYN, P. J. Probabilidade de ocorrência de dias trabalháveis com tratores agrícolas em Uberaba, Minas Gerais. Revista Ceres, Brasil, v. 36(206), p , jul-ago, AZEVEDO, P. V.; LEITÃO, M. M. V. B. R. Aplicação de processos de Cadeia de Markov às precipitações diárias no estado da Paraíba. Revista Brasileira de Meteorologia, Brasil, v. 5(1), p , BACK, A. J.; UGGIONI, A.B. Modelagem estocástica da precipitação diária. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 16., 2006, Florianópolis, SC. Anais eletrônicos... Florianópolis, Disponível em: < usca=1006&cgid=14&imagefield2.x=42&imagefield2.y=6>. Acesso em: 25 mai ERTHAL, L. C.; SENTELHAS, P. C. Probabilidade da sequência de dias secos em Campinas (SP) como subsídio ao planejamento do uso de máquinas agrícolas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE AGROMETEOROLOGIA, 9., 1995, Campina Grande, PB. Anais... Campina Grande: Sociedade Brasileira de Agrometeorologia, p FIGUEIREDO, L. H. A.; DIAS JUNIOR, M. S.; FERREIRA, M. M. Umidade crítica de compactação e densidade do solo máxima em resposta em sistemas de manejo num latossolo roxo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Brasil, v. 24, p , SOUZA, A.; OLIVEIRA, C. R.; LAURETTO, M. Modelo para estimar o número de dias trabalháveis com tratores agrícolas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 7., 1992, São Paulo, SP. Anais eletrônicos... São Paulo, Disponível em: sca=168&cgid=19&imagefield2.x=42&imagefield2.y=6>. Acesso em: 25 mai