DUALIDADE NA OTIMIZAÇÃO AGRÍCOLA
otimização agrícola, dualidade, produção, receita líquida, programação linear, programação quadrática, método barreira logarítmica
Na otimização das decisões agrícolas temos que escolher entre as diferentes políticas de produção a mais eficiente, em relação às metas e condições de viabilidade. As decisões baseadas no julgamento e na intuição podem ser satisfatórias quando o número de fatores do problema é limitado e suas relações são claras. Mas em situações onde esse número cresce é necessária a utilização de modelos matemáticos que representem ou simulem condições reais. Um dos principais problemas que ocorrem na agricultura é a baixa eficiência com que são utilizados os recursos disponíveis. A distribuição irregular de recursos e a escassez de capital justificam a utilização de técnicas da programação matemática que permitem aumentar os lucros. Em perímetros onde várias culturas com diferentes sistemas de manejo entram em competição por existir limitação de água, terra e fertilizantes, uma maneira de escolher a área de cultivo, lâmina de água e/ou dose de nitrogênio ótima no conjunto de soluções viáveis, é o uso de técnicas que auxiliem as tomadas de decisões, e a programação linear (PL) e a programação quadrática (PQ), tem-se mostrados como bons instrumentos para a alocação ótima desses recursos. A PL e a PQ são, sem dúvida, apropriadas para a solução de problemas complexos que não podem ser resolvidos satisfatoriamente com técnicas analíticas convencionais (Carvalho et al., 2000; Baio et al., 2004; Frizzone et al., 2005; Ojima et al., 2006; Carvalho et al., 2009; Delgado et al., 2010). Nos últimos anos a PL e a PQ tem sido utilizadas em diversas áreas da ciência. Em função dos avanços computacionais, cada vez mais se tem buscado utilizar ferramentas que procuram maximizar lucros e minimizar custos, tornando a otimização agrícola uma área de pesquisa bastante atraente. Como a maior parte dos problemas gerados é cada vez maior e de resolução complexa, então devem ser procurados procedimentos eficientes para resolvê-los, e a “dualidade” se apresenta como uma ferramenta efetiva para tal finalidade. Dualidade é a propriedade ou caráter do que é duplo, do que é dual, ou que contém em si duas naturezas, duas substâncias ou dois princípios. A teoria de dualidade se baseia em associar ao problema original (primal) um outro problema, chamado dual, que sob certas condições (e num certo sentido) é equivalente ao primal e que, às vezes, é mais fácil de resolver. Na programação matemática, as relações de dualidade mais fortes são obtidas quando o problema primal é de maximização côncava. Mas mesmo em casos bem gerais (até de otimização combinatória), a dualidade pode ser muito útil, tanto para as questões teóricas quanto para as técnicas computacionais.
Nesta dissertação se tratam três problemas importantes na otimização agrícola. No primeiro, interessa a seleção de culturas agrícolas e meses de plantio que proporcionem a maximização da produção e a maximização da receita líquida do agricultor (problema primal), como também a determinação dos preços dos insumos (água e terra irrigável), de modo a fornecer a oferta mínima para que se aceite um acréscimo deles (problema dual). No segundo problema, utilizando condições duais de otimalidade, procura-se estimar a receita líquida agrícola ótima com recursos limitados da atualidade, em relação a registros de receitas líquidas ótimas do passado. Finalmente no terceiro problema, tratamos a dualidade de problemas de programação quadrática com recursos (lâmina de água e dose de nitrogênio) limitados e associados à maximização da produção e a maximização da receita líquida respectivamente.