10 de noviembre de 2026
Previsão da Demanda do Transporte Aéreo Brasileiro com Modelos de Séries Temporais
Camila da Silva Lisboa; Renato Máximo Sátiro
DOI: 10.22167/2675-6528-202604397
Artigo derivado de Trabalho de Conclusão de Curso (TCC), com conteúdo baseado no trabalho original do aluno e adaptado ao formato editorial da Revista E&S com apoio da ferramenta ResumeAI, solução de inteligência artificial desenvolvida pelo Instituto Pecege para síntese e organização textual.
Resumo
A previsão da demanda no transporte aéreo é crucial para o planejamento operacional e regulatório de um setor com sazonalidade, sensibilidade a choques e mudanças de trajetória. Objetivou-se modelar e prever o comportamento mensal do volume de passageiros pagos no transporte aéreo brasileiro, utilizando dados históricos da Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC) de 2016 a 2025. Adotou-se uma abordagem quantitativa, aplicada e documental. A série mensal foi consolidada e tratada em Python, passando por análise exploratória, teste de Dickey-Fuller aumentado, decomposição sazonal e inspeção de autocorrelação. Compararam-se os modelos Naive sazonal, Holt-Winters e SARIMA, avaliando o desempenho preditivo por MAE, RMSE e MAPE, com validação temporal nos 12 meses de 2025. Os resultados revelaram tendência, sazonalidade recorrente e uma ruptura estrutural em 2020, seguida por recuperação gradual da demanda. O modelo SARIMA demonstrou o melhor desempenho preditivo, com menor erro e maior aderência aos valores observados no período de teste. Concluiu-se que a modelagem clássica de séries temporais foi adequada para representar a dinâmica da demanda aérea brasileira, e o SARIMA mostrou-se a alternativa mais consistente para previsão no contexto analisado.
Palavras-chave: Modelagem SARIMA; Previsão estatística; Sazonalidade; Séries temporais; Transporte aéreo.
1. Introdução
O transporte aéreo desempenha uma função estratégica na integração territorial, no turismo, na mobilidade corporativa e na dinâmica econômica, especialmente em países de grande extensão. A análise da demanda por passageiros é de interesse fundamental para companhias aéreas, aeroportos e órgãos reguladores, pois subsidia o planejamento de capacidade e infraestrutura. Estudos sobre demanda aérea ressaltam as implicações operacionais, econômicas e gerenciais relevantes desse campo, o que sustenta sua importância acadêmica e aplicada (Wang e Gao, 2021; Abdelghany e Guzhva, 2010).
No plano metodológico, a previsão por séries temporais é central quando o fenômeno observado exibe dependência serial, tendência e sazonalidade. A tradição Box-Jenkins, com os modelos ARIMA e SARIMA, é amplamente utilizada por sua capacidade de representar componentes autorregressivos, médias móveis, diferenciação e ciclos sazonais de forma estruturada. Paralelamente, métodos de suavização exponencial, como Holt-Winters, mantêm relevância devido à sua simplicidade operacional e boa capacidade de ajuste em séries com nível, tendência e sazonalidade relativamente estáveis (Box et al., 2015; Hyndman e Athanasopoulos, 2021; Enders, 2014).
No setor aéreo, a previsão da demanda é ainda mais crucial, visto que ela responde a fatores como férias, calendários sazonais, atividade econômica e choques exógenos. A pertinência do tema foi acentuada pela ruptura estrutural causada pela pandemia de covid-19. No Brasil, o transporte aéreo registrou uma queda abrupta em 2020, seguida de uma recuperação progressiva nos anos subsequentes. Em 2024, o setor movimentou 118,3 milhões de passageiros, o segundo melhor resultado da série histórica do país, aproximando-se do recorde de 2019. Esse cenário reforça a necessidade de estudos que considerem, simultaneamente, a sazonalidade, as mudanças de nível e a recuperação da trajetória da demanda (ANAC, 2025; Wu e Blake, 2023; Javanmard et al., 2024).
A justificativa deste trabalho reside em três aspectos principais: a relevância prática da previsão de demanda para um setor intensivo em planejamento de capacidade e fortemente influenciado por sazonalidade; a necessidade de avaliar, em contexto aplicado brasileiro, como diferentes modelos clássicos de previsão se comportam diante de uma série marcada por mudanças estruturais recentes; e a contribuição metodológica de comparar abordagens com diferentes níveis de complexidade, permitindo verificar se modelos mais estruturados, como o SARIMA, oferecem ganhos preditivos em relação a benchmarks mais simples, como o Naive sazonal, e a modelos de suavização exponencial, como Holt-Winters. Essa comparação é importante, pois a literatura não recomenda assumir superioridade prévia de um método sem avaliação empírica, especialmente em séries com sazonalidade e perturbações relevantes (Hyndman e Athanasopoulos, 2021; Gu et al., 2024; Dantas et al., 2017). Diante desse contexto, este trabalho teve como objetivo modelar e prever o comportamento mensal do volume de passageiros pagos no transporte aéreo brasileiro, com base em dados históricos da ANAC, identificando tendência, sazonalidade e oscilações ao longo da série temporal. Para isso, o estudo comparou os modelos Naive sazonal, Holt-Winters e SARIMA, buscando verificar qual deles apresentou melhor desempenho preditivo no período de 2016 a 2025.
2. Material e Métodos
A pesquisa foi de natureza aplicada, com abordagem quantitativa e caráter descritivo (Gil, 2019; Vergara, 2016). O estudo buscou gerar conhecimento prático para a compreensão e previsão da demanda no setor aéreo. A investigação foi conduzida como pesquisa documental, baseada em dados secundários, extraídos de registros oficiais da Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC), sem coleta direta de novos dados. Essa escolha garantiu a confiabilidade e abrangência dos dados, alinhando-se ao objetivo do estudo.
A unidade de análise consistiu no volume de passageiros pagos no transporte aéreo brasileiro. O recorte temporal da série abrangeu o período de janeiro de 2016 a dezembro de 2025, totalizando 120 observações mensais. Essa extensão permitiu a análise da série em diferentes contextos de mercado, incluindo fases de estabilidade e períodos de alteração na trajetória da demanda.
A preparação e consolidação da série temporal foram realizadas em ambiente Python. Procedeu-se à leitura e padronização dos dados, conversão de valores para formato numérico e correção de inconsistências. A variável temporal foi construída a partir de ano e mês, organizando os dados em ordem cronológica e agregando-os para obter o total mensal de passageiros pagos. Lacunas foram preenchidas por interpolação linear (Hyndman e Athanasopoulos, 2021).
A análise exploratória da série temporal foi realizada para compreender o comportamento inicial dos dados e identificar padrões relevantes. Essa etapa incluiu a inspeção visual da evolução mensal do volume de passageiros, a análise da distribuição dos valores e a identificação de possíveis variações sazonais, tendências e pontos atípicos (Hyndman e Athanasopoulos, 2021).
A verificação da estacionariedade da série foi conduzida por meio do teste de Dickey-Fuller aumentado, avaliando se o comportamento da variável apresentava média e variância relativamente constantes. Esse teste orientou a escolha e a parametrização dos modelos, especialmente o SARIMA (Box et al., 2015; Enders, 2014).
A decomposição da série temporal foi realizada para separar e analisar individualmente seus principais componentes estruturais: tendência, sazonalidade e resíduo. Esse procedimento permitiu compreender como cada elemento contribuiu para o comportamento global da série, auxiliando na escolha de modelos capazes de lidar com as características observadas (Box et al., 2015; Hyndman e Athanasopoulos, 2021).
A etapa de modelagem comparou três abordagens de previsão: o modelo Naive sazonal, o modelo de suavização exponencial Holt-Winters e o modelo SARIMA. A seleção desses modelos foi baseada em sua fundamentação teórica e aplicabilidade prática, permitindo avaliar diferentes níveis de complexidade e desempenho preditivo (Hyndman e Athanasopoulos, 2021).
O modelo Naive sazonal foi empregado como referência inicial, assumindo que o valor previsto para um período seria igual ao valor observado no mesmo período do ciclo anterior. O modelo Holt-Winters foi aplicado como alternativa intermediária, adequado para séries com nível, tendência e sazonalidade anual, utilizando suavização exponencial.
O modelo SARIMA foi a principal abordagem analítica, selecionado por sua capacidade de representar estruturas complexas de dependência temporal. Ele incorporou componentes autorregressivos, diferenciação e médias móveis, tanto na parte não sazonal quanto na sazonal. A diferenciação foi utilizada para tratar a não estacionariedade, e os termos sazonais para capturar a periodicidade anual (Box et al., 2015; Hyndman e Athanasopoulos, 2021).
A avaliação dos modelos de previsão foi realizada por validação temporal, dividindo a série em conjunto de treino (janeiro de 2016 a dezembro de 2024) e conjunto de teste (12 meses de 2025). Essa abordagem preservou a ordem cronológica e permitiu avaliar o desempenho preditivo em um horizonte anual completo (Hyndman e Athanasopoulos, 2021).
O desempenho preditivo dos modelos foi avaliado por meio de métricas amplamente utilizadas na literatura de séries temporais: o Erro Absoluto Médio (MAE), a Raiz do Erro Quadrático Médio (RMSE) e o Erro Percentual Absoluto Médio (MAPE). A utilização conjunta dessas métricas permitiu uma avaliação consistente da capacidade preditiva de cada abordagem (Hyndman e Athanasopoulos, 2021).
Após a avaliação, procedeu-se à análise dos resíduos do modelo com melhor desempenho para verificar a adequação do ajuste. Em seguida, o modelo considerado mais adequado foi reajustado utilizando toda a base histórica disponível. A partir desse ajuste final, foram geradas previsões fora da amostra para períodos subsequentes (Hyndman e Athanasopoulos, 2021; Box et al., 2015).
3. Resultados e Discussão
A série mensal de passageiros pagos no transporte aéreo brasileiro, construída a partir de registros oficiais da Agência Nacional de Aviação Civil para o período de janeiro de 2016 a dezembro de 2025, revelou um comportamento complexo. Esse recorte temporal abrangeu anos de relativa estabilidade, a ruptura abrupta observada em 2020 e o subsequente processo de recuperação. A base de dados mostrou-se particularmente adequada para avaliar a capacidade de modelos clássicos em representar uma série com sazonalidade, dependência temporal e mudanças estruturais recentes, elementos cruciais para o planejamento do setor.
A análise visual da série histórica mensal evidenciou um comportamento não linear, caracterizado por flutuações recorrentes ao longo dos anos. Observou-se uma queda abrupta na demanda em 2020, seguida por uma recuperação progressiva que levou os volumes de passageiros a níveis próximos aos registrados no período pré-choque. Essa inspeção inicial também revelou a repetição de ciclos intra-anuais, o que sublinhou a importância de utilizar modelos capazes de capturar e representar a sazonalidade anual inerente ao transporte aéreo.
A interpretação dos padrões da série destacou dois pontos centrais para a modelagem. Primeiramente, a persistência de uma sazonalidade clara, com meses que sistematicamente apresentavam volumes de passageiros mais elevados e outros com níveis mais baixos ao longo dos anos. Em segundo lugar, a presença de uma ruptura estrutural significativa em 2020, que foi seguida por uma recomposição gradual da demanda. Essa combinação de características indicou que a série não poderia ser tratada como estável em nível, justificando a comparação entre diferentes abordagens de modelagem com capacidades distintas de ajuste temporal (Wang e Gao, 2021; Hyndman e Athanasopoulos, 2021).
A decomposição da série em seus componentes estruturais — observados, tendência, sazonalidade e resíduos — aprofundou a compreensão do fenômeno. Esse procedimento metodológico permitiu verificar, de forma separada, a contribuição de cada elemento para o comportamento total da série. A análise revelou quanto do comportamento geral estava associado a movimentos de longo prazo, a variações sazonais recorrentes e a flutuações não explicadas pela estrutura principal, oferecendo uma visão detalhada da dinâmica da demanda.
A decomposição confirmou a existência de uma tendência de médio prazo, um componente sazonal persistente e resíduos que refletiam variações irregulares. Esse resultado reforçou que a série não seguia uma trajetória linear simples, mas era formada pela superposição de movimentos recorrentes e choques específicos. O componente de tendência evidenciou a profundidade da retração de 2020 e o ritmo de recuperação subsequente, enquanto o componente sazonal reforçou a pertinência da comparação entre os modelos Naive sazonal, Holt-Winters e SARIMA, que exploram a recorrência temporal de maneiras distintas (Box et al., 2015; Enders, 2014).
As funções de autocorrelação e autocorrelação parcial foram examinadas para avaliar a dependência temporal entre as observações e auxiliar na escolha do modelo autorregressivo sazonal. Os correlogramas indicaram uma persistência temporal relevante, com autocorrelações positivas em diferentes defasagens, sugerindo um comportamento compatível com a existência de uma estrutura serial não aleatória. Esse achado foi consistente com o teste de Dickey-Fuller aumentado, que já havia apontado para a não estacionariedade da série.
O teste de Dickey-Fuller aumentado resultou em um p-valor de 0,4820, superior ao nível de significância de 5%, o que levou à não rejeição da hipótese nula de raiz unitária. Isso confirmou que a série de passageiros pagos não era estacionária em nível, um resultado coerente com a presença de tendência, sazonalidade e a ruptura estrutural de 2020, observadas na análise exploratória. A convergência entre a inspeção visual, a decomposição, os correlogramas e o teste formal fortaleceu a consistência metodológica do estudo, indicando que a necessidade de diferenciação no modelo SARIMA não foi uma escolha arbitrária, mas decorreu de evidências empíricas convergentes (Enders, 2014; Box et al., 2015).
Após a caracterização estatística da série, procedeu-se à comparação do desempenho preditivo dos modelos no conjunto de teste, que correspondeu aos 12 meses de 2025. Os resultados das métricas de erro absoluto médio (MAE), raiz do erro quadrático médio (RMSE) e erro percentual absoluto médio (MAPE) foram analisados para cada um dos três modelos. Essa avaliação permitiu identificar qual abordagem apresentou a melhor aderência aos valores observados no período de validação.
Os resultados da comparação evidenciaram uma superioridade clara do modelo SARIMA em todas as métricas avaliadas. O SARIMA apresentou um MAE de 2.483.316, um RMSE de 2.860.764 e um MAPE de 2,30%. Esse erro percentual relativamente baixo no horizonte anual de teste indicou uma elevada aderência às observações de 2025, demonstrando a capacidade do modelo em capturar a dinâmica da demanda aérea brasileira de forma precisa.
O modelo Naive sazonal, embora tenha funcionado como um benchmark plausível, registrou um MAE de 9.581.370, um RMSE de 9.660.686 e um MAPE de 8,83%. A simples repetição do padrão do ano anterior mostrou-se insuficiente para representar a dinâmica recente de recuperação da demanda, que foi marcada por uma trajetória mais complexa do que uma mera replicação cíclica. Sua performance, portanto, foi significativamente inferior à do SARIMA.
O modelo Holt-Winters, apesar de ser teoricamente compatível com séries sazonais, apresentou os maiores erros entre os modelos analisados, com um MAE de 12.544.393, um RMSE de 14.157.401 e um MAPE de 11,58%. Esse desempenho sugere uma limitação do Holt-Winters diante da combinação de ruptura estrutural e recomposição posterior da demanda. Em termos analíticos, a série exigiu uma representação mais rica da dependência temporal, da integração e da sazonalidade, o que explica a vantagem do SARIMA no contexto estudado (Dantas et al., 2017; Gu et al., 2024).
A comparação visual dos valores reais do período de teste com as previsões geradas pelos três modelos complementou a análise quantitativa das métricas de erro. Observou-se que as previsões do SARIMA acompanharam com maior proximidade a trajetória efetivamente observada em 2025, especialmente nos meses de maior elevação da série. Essa aderência visual reforçou a robustez do SARIMA em capturar tanto a tendência quanto a sazonalidade da demanda.
Em contraste, o modelo Naive sazonal preservou a lógica de repetição do ciclo anterior, mas não conseguiu absorver integralmente a intensidade da retomada recente da demanda. O Holt-Winters, por sua vez, apresentou desvios mais visíveis ao longo do período de teste. Essa evidência visual reforçou a conclusão de que a recuperação do setor não constituiu uma mera reprodução do padrão histórico, mas um processo em que a memória temporal e a estrutura serial desempenharam um papel decisivo para a qualidade da previsão.
Com base na escolha do SARIMA como modelo de melhor desempenho, procedeu-se ao reajuste utilizando toda a série histórica disponível, incorporando todas as observações do período analisado. Esse procedimento teve como objetivo maximizar o aproveitamento das informações da série para a geração de previsões futuras, aumentando a robustez das estimativas. A projeção resultante desse ajuste final permitiu examinar o comportamento esperado da demanda em um horizonte subsequente.
A projeção futura indicou a manutenção do comportamento sazonal historicamente observado e uma expectativa de volume elevado de passageiros ao longo do horizonte previsto. A curva estimada sugeriu a continuidade da recuperação consolidada nos anos recentes, com alternância entre meses de maior e menor intensidade. Essa leitura, contudo, deve ser interpretada com cautela, pois previsões fora da amostra expressam a continuidade dos padrões históricos identificados e não antecipam choques exógenos imprevisíveis. Sua principal utilidade reside em oferecer uma trajetória esperada para apoio ao planejamento, condicionada à relativa manutenção das condições estruturais do período recente (Hyndman e Athanasopoulos, 2021).
De modo integrado, os resultados demonstraram que a série mensal de passageiros pagos no transporte aéreo brasileiro apresentou tendência, sazonalidade e oscilações relevantes, características que puderam ser modeladas com diferentes graus de sucesso. O desempenho superior do SARIMA indicou que a combinação entre diferenciação, estrutura autorregressiva e componente sazonal foi a mais adequada para lidar com a dinâmica observada entre 2016 e 2025. O estudo confirmou que técnicas clássicas de séries temporais, quando apoiadas em diagnóstico estatístico e validação temporal, permanecem úteis para a compreensão e previsão da demanda aérea brasileira.
Os achados dialogam com a literatura recente ao mostrar que a demanda aérea combina sazonalidade recorrente, sensibilidade a choques e a necessidade de validação empírica rigorosa. Trabalhos aplicados ao setor apontam que modelos clássicos permanecem competitivos quando a série apresenta forte periodicidade e dependência temporal, embora a escolha do método deva sempre considerar o comportamento específico dos dados e o desempenho fora da amostra (Wang e Gao, 2021; Xu et al., 2019; Gu et al., 2024). A superioridade do SARIMA neste estudo foi coerente com a presença simultânea de sazonalidade anual, não estacionariedade e ruptura estrutural recente, enquanto o desempenho mais fraco do Holt-Winters reforçou a dificuldade de métodos mais parsimoniosos em contextos de recomposição pós-choque (Wu e Blake, 2023; Javanmard et al., 2024).
4. Conclusão
O presente estudo buscou modelar e prever o comportamento mensal do volume de passageiros pagos no transporte aéreo brasileiro, utilizando dados da ANAC de 2016 a 2025. Verificou-se que a série temporal exibiu uma tendência clara, sazonalidade recorrente e uma ruptura estrutural significativa em 2020, seguida por uma recuperação gradual da demanda. A análise comparativa entre os modelos Naive sazonal, Holt-Winters e SARIMA demonstrou que o SARIMA apresentou o melhor desempenho preditivo, com menor erro e maior aderência aos valores observados no período de teste. Esse resultado indicou que a combinação de diferenciação, componentes autorregressivos e estrutura sazonal foi a mais adequada para representar a complexidade da demanda aérea brasileira. A pesquisa contribui ao oferecer uma ferramenta preditiva robusta para o planejamento operacional e regulatório do setor, validando a utilidade de técnicas clássicas de séries temporais em um contexto de mercado dinâmico e sujeito a choques.
Como limitação, o estudo adotou uma modelagem univariada, que considerou apenas o histórico da própria série de passageiros, sem incorporar variáveis exógenas potencialmente relevantes. Para estudos futuros, recomenda-se avançar para modelos multivariados, como o SARIMAX, e empregar janelas móveis e validações temporais adicionais. Tais abordagens poderiam ampliar a robustez analítica e aprofundar a compreensão dos determinantes da demanda aérea no Brasil. Em síntese, a pesquisa reforça a importância do diagnóstico estatístico e da validação temporal para a seleção de modelos preditivos, fornecendo uma base sólida para o monitoramento e o planejamento da capacidade no transporte aéreo nacional.
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Artigo oriundo de Trabalho de Conclusão de Curso da Especialização em Data Science e Analytics do MBA USP/Esalq
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