Post on 11-Nov-2018
Aluno: Alessandra Gregio Fonseca
Matrícula: 15712
Curso: Engenharia de Produção Mecânica
Orientador: Prof. Dr. Renato da Silva Lima
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RESUMO
A crescente preocupação ambiental tem feito com que as organizações se preocupem cada vez mais com os impactos causados pelo descarte de seus produtos no meio ambiente. Muito do que é descartado ainda pode ser reaproveitado se houver uma destinação correta para o resíduo, podendo gerar novos produtos e agregar valor à cadeia produtiva. O óleo de residual de fritura, abordado neste estudo, é uma importante matéria prima para a produção de biodiesel e causa grandes impactos se descartado de maneira incorreta. O insumo encontra-se espalhado nas malhas urbanas e sua coleta é bastante extensa e difícil. Por isso, este projeto propõe a utilização de Sistemas de Informações Geográficas (SIG) como ferramenta para a roteirização do sistema coleta de óleo residual de fritura. Quanto mais eficiente for o processo de roteirização, mais eficiente será o processo de Logística Reversa desse óleo residual, para que seja viável sua utilização na produção de biodiesel. A metodologia de pesquisa adotada é classificada como modelagem e simulação. Após o levantamento de informações sobre como se realiza a coleta deste resíduo na cidade de Itajubá (MG), foram utilizados dados de uma empresa de coleta para gerar cenários de roteirização no SIG TransCAD, permitindo a realização de analises sobre o processo e identificando pontos que precisam ser melhorados . Os cenários foram gerados partir da atualização e adequação da base de dados geográficos digital do sistema viário da cidade, já disponível de projetos anteriores a esse, seguida da inserção de dados referentes aos principais pontos de coleta da cidade. Com os resultados obtidos pôde-se constatar que a roteirização é uma ferramenta extremamente importante no processo de coleta, pois é capaz de simular cenários com diversas restrições, melhorando o planejamento e a tomada de decisão.
Palavras-chave: Sistemas de Informações Geográficas (SIG), Logística Reversa, óleo residual de fritura, biodiesel, Planejamento de Transportes.
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AGRADECIMENTOS
À FAPEMIG (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais) pelo apoio financeiro concedido durante o desenvolvimento deste trabalho e de outros projetos anteriores a este.
À empresa Minas Bioenergia, pelas informações fornecidas e pelo envolvimento com o trabalho.
Ao Professor e orientador Renato da Silva Lima, pelas instruções dadas durante a confecção do projeto e pelo conhecimento transmitido.
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Equipamento para processar o óleo residual.................................................. 12 Figura 2 - Rota GPS x Rota TransCAD (cenário 4) ....................................................... 16 Figura 3 - Rota GPS x Rota TransCAD (cenário 6) ....................................................... 17 Figura 4 - Principais pontos de coleta da empresa Minas Bioenergia ............................ 19 Figura 5 - Restrição de capacidade do veículo ............................................................... 21 Figura 6 - Aumento do volume de coleta em 100% ....................................................... 24 Figura 7 - Aumento do volume de coleta e da capacidade do veículo ........................... 25 Figura 8 - Clusters .......................................................................................................... 26
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Cenários de comparação ................................................................................ 15 Tabela 2 - Melhorias obtidas com o uso do SIG ............................................................ 15 Tabela 3 - Principais fornecedores da Minas Bioenergia ............................................... 17 Tabela 4 - Resultados cenário 1 - TransCAD ................................................................ 20 Tabela 5 - Resultados cenário 2 - TransCAD ................................................................. 21 Tabela 6 - Resultados cenário 3 - TrasCAD ................................................................... 22 Tabela 7 - Resultados cenário 4 - TransCAD ................................................................. 23 Tabela 8 - Resultados cenário 5 - TransCAD ................................................................. 24 Tabela 9 - Resultado Cenário 5 com aumento da capacidade do veículo ...................... 25 Tabela 10 - Programação de coleta................................................................................. 27
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NOMENCLATURAS E SIGLAS
ACIMAR – Associação de Catadores Itajubenses de Materiais Recicláveis GPS – Global Positioning System LR – Logística Reversa PEV – Ponto de Entrega Voluntária PO – Pesquisa Operacional RSU – Resíduos Sólidos Urbanos SADE – Sistema de Apoio à Decisão Espacial SIG – Sistema de Informação Geográfica SIG-T – Sistema de Informação Geográfica para Transporte UNIFEI – Universidade Federal de Itajubá
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SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 1
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................................ 2
2.1. LOGÍSTICA REVERSA E ROTEIRIZAÇÃO DE VEÍCULOS .................................. 2
2.2. SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA (SIG) ............................................. 4
2.3. O ÓLEO RESIDUAL DE FRITURA E O BIODIESEL .............................................. 6
2.4. A COLETA DO ÓLEO RESIDUAL DE FRITURA .................................................... 9
3. ROTEIRIZAÇÃO DA COLETA DE ÓLEO ATRAVÉS DO SIG .................................... 11
3.1. METODOLOGIA DE PESQUISA ............................................................................. 11
3.2. CARACTERIZAÇÃO DO OBJETO DE ESTUDO ................................................... 11
3.3. LEVANTAMENTO DE DADOS ............................................................................... 14
4. GERAÇÃO DE CENÁRIOS UTILIZANDO O SIG TRANSCAD ................................... 14
4.1. CENÁRIOS COMPARÁVEIS ................................................................................... 14
4.2. 4.2. CENÁRIOS NÃO COMPARÁVEIS ................................................................... 17
5. CONCLUSÕES ................................................................................................................... 29
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................ 31
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 1
1. INTRODUÇÃO Espera-se que as empresas e a sociedade em geral busquem alcançar cada
vez mais o desenvolvimento sustentável, com o objetivo de produzir sem agredir o meio
ambiente e sem comprometer a capacidade de as gerações futuras satisfazerem suas
próprias necessidades. Um dos principais motivos para essa preocupação com o
equilíbrio ecológico é o aumento da velocidade com que os produtos são descartados,
sendo que grande parte destes não possuem um destino ecologicamente correto e
causam grandes impactos ambientais e sociais.
A fim de minimizar tais impactos, os produtos que já foram utilizados
podem ser enviados para processos de reciclagem e reaproveitamento, onde são
devidamente tratados para que, em seguida, sejam reintegrados ao mercado. Se por um
lado a sociedade se beneficia através do cumprimento das legislações ambientais e da
diminuição dos danos ao meio ambiente, as organizações podem se beneficiar obtendo
diversas oportunidades econômicas. (LEITE, 2003).
Um fator condicionante para que os processos de reciclagem e
reaproveitamento ocorram é a coleta dos resíduos e seu encaminhamento para as
unidades de reprocessamento, onde se transformarão em novos produtos. A este
processo de retorno do produto ao ciclo de negócios dá-se o nome de Logística Reversa,
o qual visa gerenciar o fluxo dos produtos de seu ponto de consumo até seu ponto de
origem, reaproveitamento ou descarte final.
Dentro do processo de Logística Reversa, o transporte possui um papel
fundamental, uma vez que é o responsável pela movimentação dos recursos e do
produto final. Além disso, o transporte influencia significativamente os custos finais de
um item de consumo. De acordo com BODIN et al. (1983), os custos de distribuição
física de um produto correspondem a cerca de 16% do valor final do mesmo. Por isso, é
de extrema importância o planejamento do transporte de um produto ou resíduo e sua
otimização.
Visto que a demanda por fontes de energia renováveis cresce cada vez mais, o
objetivo desse projeto é utilizar um Sistema de Informações Geográficas (SIG) como
ferramenta para a roteirização do sistema coleta de óleo residual de fritura na cidade de
Itajubá - MG. Pretende-se tratar de toda a Logística Reversa desse óleo, desde a sua
coleta de até o posterior encaminhamento para a produção de biodiesel, tendo como
enfoque principal os aspectos relacionados à roteirização da coleta/distribuição.
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2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1. LOGÍSTICA REVERSA E ROTEIRIZAÇÃO DE VEÍCULOS
O conceito de Logística Reversa (LR), embora definido e discutido por
muitos autores, ainda é um conceito em evolução, dadas as novas oportunidades de
negócios proporcionadas por pesquisas realizadas nessa área nos últimos anos.
Podemos defini-la como a área da logística responsável pelo gerenciamento do
retorno dos bens de pós-venda e pós-consumo ao ciclo produtivo ou de negócios,
agregando-lhes valores econômicos, ecológicos, logísticos e de imagem corporativa,
entre outros. (LEITE, 2003).
Uma vez que a Logística Reversa envolve os mesmos elementos da Logística
Direta, como fluxo de materiais, transportes, estoque, sistemas de informação, etc.,
um planejamento correto e bem estruturado deve ser realizado de modo que custos
indesejados não sejam adicionados à cadeia de suprimentos. (CAMPOS, 2006).
O cenário atual nos mostra que as empresas e a sociedade estão cada vez mais
preocupadas com o fator ecológico, visando produzir e consumir produtos que
causem menores impactos ao meio ambiente. Além disso, as novas leis ambientais
procuram responsabilizar as empresas pelo descarte dos materiais que produzem,
fazendo com que estas busquem cada vez mais um sistema eficiente de coleta de seus
resíduos e visando obter ganhos não somente econômicos, mas também frente aos
consumidores.
Outro fator relevante na decisão da empresa em investir na Logística Reversa
é o avanço tecnológico, que faz com que os produtos se tornem obsoletos de forma
cada vez mais rápida, aumentando a necessidade de recolhimento e destinação
adequada destes produtos. Atualmente, os canais de distribuição reversos não são
devidamente estruturados e organizados, o que provoca um aumento no descarte
incorreto dos resíduos e conseqüentemente do lixo urbano, causando diversos
impactos negativos na sociedade. (LEITE, 2003).
Betim et al. (2005) afirmam que muitas organizações ainda vêem a geração
de resíduos como um grande problema. Por isso, a organização que procura soluções
para o descarte ou para a reintegração destes à cadeia produtiva ou de valor
certamente irá obter vantagens competitivas frente aos concorrentes. Além disso, há
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uma forte tendência do consumidor em atribuir à empresa fabricante os impactos
gerados pelo produto durante seu ciclo de vida e também após o seu uso, aumentando
ainda mais as responsabilidades da empresa com o meio ambiente. (RODRIGUES et.
al., 2009)
De acordo com Lima (2003), a Logística Reversa tem se mostrado
extremamente importante na gestão dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU), uma vez
que aliar a coleta seletiva à reciclagem proporciona ganhos ambientais, econômicos e
sociais. No que se refere à coleta do RSU, deve-se dar especial atenção à roteirização
dos transportes envolvidos, visto que o transporte representa uma considerável parte
dos custos da reciclagem. Um sistema de coleta eficiente torna viável e até mesmo
lucrativo a reciclagem ou o reaproveitamento do resíduo, assim como um sistema de
coleta ineficiente pode torna o processo inviável, fazendo com que estes resíduos
tenham outros destinos, podendo causar diversos impactos ambientais.
Embora não seja encontrado nos dicionários de língua portuguesa, o termo
roteirização (do inglês “routing”) é utilizado para caracterizar o processo de
determinação de um ou mais roteiros ou seqüências de paradas a serem cumpridos
por veículos de uma determinada frota, com o objetivo de passar por um conjunto de
pontos geograficamente dispersos, em locais que necessitam de atendimento e que
foram determinados previamente. Além disso, os roteiros devem ser definidos de
modo a minimizar o custo total dos atendimentos, assegurando que cada ponto de
coleta seja visitado exatamente uma vez. (CUNHA, 2000).
Segundo Novaes (2007), os problemas de roteirização mais comuns são:
• Entrega, em domicílio, de produtos comprados nas lojas de varejo ou pela internet;
• Distribuição de bebidas em bares e restaurantes;
• Distribuição de dinheiro para caixas eletrônicos de bancos;
• Distribuição de combustíveis para postos de gasolina;
• Entrega domiciliar de correspondência;
• Distribuição de produtos dos Centros de Distribuição (CD) de atacadistas para lojas do varejo;
• Sistemas de rotas de ônibus dos serviços de transporte público urbano;
• Coleta de resíduos sólidos domiciliares (lixo urbano).
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Ao longo das últimas décadas, muitos softwares foram desenvolvidos para
resolverem os problemas de roteirização. Porém, em geral, tais softwares não
abordam a localização geográfica exata dos pontos a serem atendidos (clientes),
fazendo-se necessário o uso integrado dos Sistemas de Informações Geográficas
(SIG).
2.2. SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA (SIG)
Segundo Church (2002) e Fleury et al. (2000), os Sistemas de Informações
Geográficas (SIG) podem ser definidos como uma coleção organizada de hardware,
software, pessoal qualificado e dados geográficos, com o objetivo de gerenciar banco
de dados, efetuando operações de inserção, armazenagem, manipulação, remoção,
atualização, análise e visualização de dados, tanto espaciais como não-espaciais
(dados de atributos), funcionando como uma valiosa ferramenta em estudos de
planejamento e gerenciamento. Entretanto, o SIG não deve ser entendido como
somente um software, visto o papel crucial que ele pode desempenhar em um
processo amplo de tomada de decisão. De acordo com Lima (2003), desde a década
de 1990 tem havido um vasto e crescente interesse em SIG no mundo acadêmico, nas
empresas de software e entre profissionais liberais, como conseqüência do aumento
da capacidade de processamento, da redução dos custos dos microcomputadores e do
aumento da disponibilidade de bases de dados cartográficos digitais. Os SIG são
utilizados com freqüência em diversas áreas como análise e monitoramento do meio
ambiente, planejamento urbano e regional, estudo de recursos naturais, controle de
redes de transporte e na distribuição de energia, entre outros. (GALVÃO ET. AL.,
1997)
Devido aos requisitos específicos para aplicações em transportes e à adoção
de tecnologia de informação nessa área, pesquisadores aumentaram seus esforços
para aprimorar a abordagem existente de SIG, de forma a capacitá-lo à aplicação em
estudos de transportes, dando origem aos chamados SIG-T (Sistemas de Informações
Geográficas para Transportes).
De acordo com Church (2002), seis fatores inter-relacionados se destacam no
crescimento da utilização do SIG: (1) existe uma gama de softwares SIG
disponibilizados a partir de vendedores comerciais e universidades; (2) aumento da
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capacidade dos computadores em armazenar e recuperar grandes quantidades de
dados, em tempos e custos razoáveis; (3) impressoras estão mais sofisticadas e
rápidas, produzindo saídas de alta resolução e qualidade; (4) uma maior
disponibilidade de dados geográficos a partir de empresas privadas e agências
governamentais, a custos acessíveis; (5) a expansão do uso do sensoriamento remoto,
o que requer sistemas capazes de lidar com largas quantidades de dados; (6) o
surgimento do GPS (Global Positioning System), que facilitou a coleta de dados
espaciais, a custos relativamente baixos e alta precisão.
A popularização dos computadores via redução do seu custo, juntamente com
o aumento de seu desempenho e desenvolvimento de sistemas computacionais
gráficos, a partir dos anos 80 fez com que os modelos computacionais da Pesquisa
Operacional passassem por uma fase de reavaliação: o papel dos modelos de
otimização da PO face os avanços da microcomputação e das novas tecnologias
relacionadas à computação gráfica passou a ser bastante discutido. Ficou evidente
que esses modelos teriam cada vez mais que ser embutidos em sistemas
computacionais gráficos, de forma transparente ao usuário não-especialista. Em
particular, com o surgimento dos SIG, abriram-se amplas perspectivas para a
inserção de modelos computacionais da PO nestes sistemas de informação (LIMA,
2003).
LIMA (2003) afirma que a partir da década de 80 ocorreram mudanças
significativas nos rumos da aplicação do SIG, onde se busca um melhor
aproveitamento do potencial de análise do SIG. Em fases anteriores o SIG foi
utilizado para manipular/visualizar banco de dados e posteriormente para realizar
operações analíticas com dados numéricos, sempre partindo de dados estatísticos
obtidos através de pesquisas. Na fase atual a capacidade de realização da análise
espacial, tem sido apontada como fundamental para distinção entre outros sistemas
de informação e o SIG, caracterizando-os cada vez mais como Sistemas de Apoio à
Decisão Espacial (SADE).
O TransCAD (CALIPER, 1996) é um Sistema de Informação Geográfica,
aplicado à área de transportes, que incorpora, além das funções básicas de um SIG,
rotinas específicas para soluções de problemas de logística, de pesquisa operacional e
transportes em geral. Entre essas rotinas, o software possui um módulo específico
que resolve diversos tipos de problemas de roteirização de veículos, atuando na fase
preliminar de preparação dos dados, na resolução do problema em si de roteirização
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e programação de veículos e na elaboração das rotas, tanto na forma de relatórios
quanto na forma gráfica.
2.3. O ÓLEO RESIDUAL DE FRITURA E O BIODIESEL
Sabemos que o meio ambiente é um tema essencialmente importante na
sociedade atual, e muitas empresas o consideram como parte do seu planejamento
estratégico. Respeitar o meio ambiente e produzir e consumir de forma sustentável já
não é mais uma questão de respeito às leis apenas, visto que este comportamento tem
trazido ganhos às organizações. Por este motivo, a destinação correta dos resíduos
ganha cada vez mais espaço e muitas indústrias e Prefeituras Municipais estão se
mobilizando e aderindo a programas de coleta seletiva. Neste estudo será abordado o
óleo residual de fritura, resíduo que, se descartado de maneira incorreta, causa sérios
danos ao meio ambiente e à sociedade.
O óleo de fritura é obtido a partir de grandes geradores (bares, restaurantes,
hotéis e lanchonetes) e de pequenos geradores (residências). Segundo Guabiroba e
D’agosto (2009), os grandes geradores de óleo residual de fritura vendem o resíduo
para clientes pré-estabelecidos, que processam esse óleo e o transformam em outros
produtos. Mesmo assim, parte do óleo gerado é descartada de maneira inadequada no
ambiente. Já entre os pequenos geradores a incidência do descarte incorreto é maior.
Em grande parte das residências esse descarte é feito diretamente no ralo,
prejudicando os rios locais e a rede de esgoto da cidade. Quando jogado no ralo da
pia, o óleo vai formando crostas de gordura na tubulação, aumentando em 100% os
custos do tratamento de esgoto. Além disso, um litro de óleo é capaz de contaminar
um milhão de litros de água, quantidade suficiente para a sobrevivência de uma
pessoa por 40 anos. A presença do óleo nos rios cria uma camada que impede a
entrada de luz e a oxigenação, comprometendo a base da cadeia alimentar aquática.
(BIODIESELBR, 2011).
Quando coletado e enviado para unidades de tratamento, o óleo pode ser
reutilizado como matéria prima de diversos produtos como sabão, biodiesel, tintas,
vernizes e até mesmo ração animal. Trataremos neste trabalho o biodiesel, um
“biocombustível derivado de biomassa renovável para uso em motores a combustão
interna com ignição por compressão ou, conforme regulamento, para geração de
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outro tipo de energia, que possa substituir parcial ou totalmente combustíveis de
origem fóssil.” (BIODIESELBR, 2011). Na busca de se desenvolver novas fontes
alternativas de energia e minimizar a dependência do petróleo e seus derivados, o
biodiesel se mostra uma ótima opção, dado o potencial que o Brasil apresenta em
produzir esse biocombustível. O motivo se encontra na localização do país em uma
região tropical, onde o clima e a disponibilidade hídrica são favoráveis ao cultivo de
diversas culturas. No ano passado, o Brasil foi o segundo maior produtor de
biodiesel, ficando atrás apenas da Alemanha, que é o país que mais produz o
combustível alternativo. (BIODIESELBR, 2011).
O biodiesel é obtido a partir de sementes como soja, mamona, dendê,
amendoim e girassol, entre outras oleaginosas facilmente encontradas no país, e
também a partir de óleo residual de fritura e gorduras animais. Ao óleo adiciona-se
álcool comum (etanol) e essa mistura passa por um processo de transesterificação,
cujo principal objetivo é separar a glicerina do óleo vegetal, tornando-o menos denso
e viscoso. A glicerina obtida pode ser utilizada para a produção de sabões.
De acordo com Coelho (2007), o biodiesel é capaz de fazer funcionar
motores a diesel com alta eficiência e sem que haja necessidade de nenhuma
alteração ou regulagem no motor. É um combustível biodegradável, não corrosivo e
não polui, além de não gerar fuligem no meio ambiente. Outra qualidade a ser
destacada é a excelente lubricidade que o biodiesel apresenta, indispensável para
uma maior durabilidade dos componentes de um motor. (FERNANDES et. al.,
2008).
Diante da importância e do potencial produtivo de biodiesel no Brasil, o
governo criou o Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB) e em
janeiro de 2005 criou a Lei 11.097, que introduz o biodiesel na matriz energética do
país e estabelece que um percentual mínimo de 5% seja adicionado ao diesel que é
vendido ao consumidor final. A lei reforça a importância de se desenvolver novas
tecnologias para otimizar a produção do biocombustível. (BIODIESEL, 2011).
De acordo com dados da MME (2010), no ano de 2009 verificou-se um
aumento de 37,8% no biodiesel disponibilizado no mercado interno com relação ao
ano anterior. Esse crescimento pode ser explicado pela busca à menor dependência
dos combustíveis fósseis devido ao aumento dos preços dos mesmos e ao impacto
negativo que estes geram ao meio ambiente.
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Para produzir um biodiesel de boa qualidade a partir do óleo residual de
fritura é importante garantir também a qualidade do óleo coletado, pois esta afeta
diretamente a qualidade do combustível. No óleo que é várias vezes reutilizado
ocorrem alterações como escurecimento, aumento da viscosidade e aumento da
acidez. Por isso, quanto mais vezes o óleo for reutilizado, menor é a sua taxa de
conversão em biodiesel e pior é a sua qualidade. Além disso, a reutilização do óleo
de fritura por diversas vezes pode trazer sérios problemas à saúde. (MURTA e
RIBEIRO, 2007).
Segundo Guabiroba e D’Agosto (2008), o óleo residual de fritura utilizado
como matéria-prima para a produção do biodiesel pode reduzir consideravelmente os
custos de produção desse biocombustível, uma vez que cerca de 68% desses custos
são provenientes da aquisição de matéria-prima cultivável (óleo virgem). Quando a
matéria prima é o óleo de fritura, esses custos de aquisição caem para 24%. Essa
redução de custos torna o biodiesel competitivo no mercado não só no que se refere
aos aspectos ambientais, mas também aos econômicos. Dado que a coleta do óleo
usado na malha urbana é uma atividade complexa e cara, devido à condição dispersa
que este resíduo se encontra, se a logística de coleta não for bem estruturada, custos
indesejados serão adicionados ao combustível, diminuindo sua atratividade quando
comparado ao diesel.
Por este motivo, a utilização de uma ferramenta computacional na
otimização da coleta do óleo residual de fritura é indispensável para a determinação e
resolução dos problemas que envolvem essa coleta. Além disso, campanhas de
incentivo a coleta de óleo e o estabelecimento de parcerias com empresas,
restaurantes e outros produtores do resíduo são essenciais para o sucesso do
programa. O volume de óleo coletado não depende da quantidade de pontos de coleta
disponíveis na cidade, mas sim do envolvimento da população. Muitas cidades no
país possuem bons programas de coleta de óleo que podem servir de modelo para
outras cidades. No entanto, um estudo detalhado deve ser realizado na cidade para
melhor caracterizar o problema de coleta. Por este motivo, nesta primeira etapa do
trabalho buscou-se fazer um levantamento acerca da situação atual da coleta de óleo
na cidade de Itajubá, foco deste estudo, que será detalhado no tópico a seguir.
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2.4. A COLETA DO ÓLEO RESIDUAL DE FRITURA
Diante da preocupação das empresas e da sociedade em produzir e consumir
produtos que causem um menor impacto ao ambiente, as prefeituras das cidades têm
se preocupado cada vez mais com a gestão dos Resíduos Sólidos Urbanos, criando e
incentivando projetos de reciclagem e coleta seletiva que visam reintegrar estes
resíduos na cadeia produtiva e aumentar a vida útil dos aterros sanitários. Em muitos
municípios, é a própria prefeitura que põe à disposição da comunidade caminhões
para a coleta seletiva de lixo, como é o caso de São José dos Campos, no interior do
estado de São Paulo, onde a coleta é realizada porta-a-porta e conta com grande
apoio da população.
No entanto, quando o assunto é coleta de óleo residual de fritura o cenário é
bastante diferente. Muitas cidades não possuem nenhum projeto específico para
coletar este tipo de resíduo, que acaba sendo descartado de maneira inadequada no
ambiente. Apesar disso, algumas iniciativas têm se destacado e merecem servir de
exemplo para outras cidades. No município de Resende – RJ, por exemplo, o projeto
Viva Óleo promove a conscientização da população acerca da importância da coleta
seletiva de óleo e é responsável por coletar o óleo usado nos Eco-Pontos (escolas
credenciadas para onde a comunidade leva o óleo de fritura) e dar um destino
adequado a este resíduo. Em troca, as escolas cadastradas acumulam pontos que
podem ser trocados por prêmios que variam de telas de pintura até computadores
(VIVA ÓLEO, 2007).
Já na cidade de Curitiba – PR, considerada a pioneira em coleta seletiva, o
Projeto Câmbio Verde estimula a coleta de óleo e outros recicláveis fornecendo 1kg
de alimentos de hortifruti a cada 2 litros de óleo entregues. Este processo de oferecer
produtos à população em troca do óleo de fritura é, certamente, um dos principais
motivos de sucesso destes projetos, uma vez que as pessoas se sentem estimuladas a
separar o lixo e trocá-los por alimentos, produtos de limpeza e materiais escolares,
além de estarem colaborando com o meio ambiente. (REBELATO et. al., 2006)
Porto Alegre no Rio grande do Sul também pode ser considerada uma
cidade modelo no que diz respeito à coleta de óleo. No ano de 2011 a prefeitura
municipal inaugurou o 151º Ponto de Entrega Voluntária de óleo usado na cidade.
A cidade de Itajubá, foco deste estudo, localiza-se no sul do Estado de
Minas Gerais e, de acordo com o IBGE 2006 conta com uma população de 90.812
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habitantes, com um crescimento anual médio de 1,26%. (PREFEITURA
MUNICIPAL DE ITAJUBÁ, 2011). No entanto, com a expansão das universidades
federais em todo o país estima-se que esse crescimento seja maior nos próximos
anos. Por isso, é importante que a cidade conte com uma infra-estrutura adequada
para acompanhar este crescimento, principalmente no que diz respeito à coleta de
Resíduos Sólidos Urbanos. Atualmente, a cidade não apresenta nenhuma iniciativa
por parte da Prefeitura Municipal para a coleta de óleo residual de fritura. Os
responsáveis por realizar esta coleta no município são a Associação de Catadores
Itajubenses de Materiais Recicláveis (ACIMAR) e a empresa Minas Bioenergia. Na
ACIMAR, o óleo é coletado juntamente com o lixo reciclável e em apenas alguns
pontos. Os interessados em fazer a doação do óleo devem ligar para a associação,
que conforme a disponibilidade irá buscar este óleo, apenas em grandes quantidades.
Cunha (2000) afirma que em grande parte das vezes é o fornecedor do resíduo que
aciona o processo de coleta, ligando para a empresa responsável quando os
recipientes estão cheios. Este acionamento por parte do fornecedor caracteriza a
coleta do óleo como um sistema Milk Run, onde a coleta da matéria-prima é
realizada de forma programada, normalmente utilizando apenas um veículo. O termo
em inglês significa “corrida do leite”, e tem como origem o abastecimento das
primeiras usinas pasteurizadoras de leite. Tradicionalmente utilizado por indústrias
automotivas, o objetivo principal deste sistema de abastecimento é reduzir os custos
da coleta através da economia de escala e da racionalização das rotas,
proporcionando um menor custo da matéria-prima e, conseqüentemente, do produto
final. (RÖHM et al., 2010).
Um dos problemas enfrentados pela associação é o descarte dos resíduos
que vêm juntamente com o óleo. Sem lugar adequado para serem despejados, tais
resíduos vão para o aterro sanitário da cidade. Já a empresa Minas Bioenergia
desenvolve na cidade o Projeto Água Limpa que, de maneira semelhante ao projeto
Viva Óleo, estimula a população a levar o resíduo aos Eco-Pontos (escolas e igrejas
da cidade). Cada quatro litros de óleo coletados equivalem a um ponto e os prêmios
variam entre bolas para a prática de esportes, livros e computadores. Além disso, a
empresa tem parcerias com bares e restaurantes da cidade, que contribuem com
volumes significativos de óleo residual. O óleo coletado é tratado e em seguida
repassado a empresas produtoras de biodiesel.
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O Projeto tem atraído a atenção de comerciantes locais e até mesmo de
cidades vizinhas, que procuram a empresa para dar um destino correto ao óleo
residual de fritura. Tendo em vista esta crescente demanda, é fundamental que a
Minas Bioenergia conte com uma logística eficiente, capaz de atender todos os
pontos de coleta com o menor custo possível. Diante desta oportunidade, foi
proposto fazer um estudo envolvendo a empresa e a malha urbana de Itajubá, de
modo que rotas ótimas sejam elaboradas para uma coleta mais eficiente do resíduo.
3. ROTEIRIZAÇÃO DA COLETA DE ÓLEO ATRAVÉS DO SIG
3.1. METODOLOGIA DE PESQUISA
Depois de realizada a etapa de revisão bibliográfica, deu-se início à
concepção do modelo, através da caracterização da coleta de óleo na cidade de
Itajubá e de como esta coleta é realizada em outras cidades. Entendida a situação
atual da coleta do resíduo na cidade, etapa importante para a simulação no SIG,
iniciou-se o processo de coleta de dados, com o auxílio de um GPS portátil. O
procedimento realizado para a coleta de dados pode ser visto com mais detalhes no
item 3.3 deste relatório.
Os dados coletados pelo GPS foram inseridos no computador e convertidos
para o formato do TransCAD, utilizando para isso os softwares Mapsource e
TrackMaker. Enquanto o primeiro recebe as informações diretamente do GPS, o
segundo salva essas informações em um formato compatível com o TransCAD. Com
os dados inseridos no SIG, deu-se início à simulação, primeiro através de
comparações com a operação real da empresa em análise, depois por meio da
realização de experimentos, simulando possíveis situações futuras.
3.2. CARACTERIZAÇÃO DO OBJETO DE ESTUDO
Criada em 2007, a empresa Minas Bioenergia atua na cidade de Itajubá
realizando a coleta de óleo residual de fritura e processando este óleo, para vender o
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resíduo às usinas produtoras de biodiesel. O galpão de processamento tem
capacidade para 5000 litros do resíduo e está localizado na região central da cidade.
Neste local, o óleo usado passa por duas etapas de processamento: filtragem e
decantação. Na primeira etapa são retirados os resíduos sólidos presentes no óleo,
enquanto na segunda etapa o óleo é aquecido por um período de aproximadamente 2
horas, ficando em repouso em seguida por no mínimo 3 horas, para que a água possa
ser separada e retirada do óleo através de um compartimento na parte inferior do
equipamento. Após a decantação, o óleo limpo é bombeado para os tambores de
armazenamento e está pronto para ser vendido.
Figura 1 - Equipamento para processar o óleo residual
Os principais fornecedores de matéria-prima para a empresa são os bares e
restaurantes, onde coleta-se óleo com maior frequência, algumas indústrias da cidade
e também em escolas e igrejas do município. Conforme descrito anteriormente, nas
escolas e nas igrejas o óleo usado vale pontos, que podem ser trocados pela
comunidade por diversos produtos como livros, bolas, jogos de tênis de mesa e
equipamentos para a escola. Recentemente a empresa passou a trocar pontos também
por produtos de limpeza, prática já adotada em outras cidades. Estas iniciativas são
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 13
bastante importantes para fornecedores como as escolas e as igrejas, onde a
participação da comunidade na coleta do óleo é fundamental.
O veículo utilizado para a coleta é uma Saveiro, cuja capacidade é de 10
galões de óleo, que equivalem a 500 litros da matéria-prima. Estes galões são
disponibilizados aos fornecedores e no ato da coleta de um galão cheio outro galão
vazio é deixado no estabelecimento para que o processo continue. Nas escolas e
igrejas coleta-se o óleo em garrafas pet, pois são recipientes mais acessíveis à
comunidade. Nestes locais a frequência de coleta é menor, pois a empresa espera
acumular um volume que justifique a ida até o local.
A coleta tem início através do contato telefônico do fornecedor, avisando que
o recipiente disponibilizado pela empresa já está cheio e precisa ser coletado.
Normalmente os fornecedores solicitam que a coleta seja feita no mesmo dia, o que
dificulta o planejamento da rota a ser percorrida pelo veículo. Além disso, alguns
fornecedores afirmam que se o óleo não for coletado na data requerida, o mesmo será
jogado fora, prejudicando a empresa e também o meio ambiente. Isso impõe certa
urgência de coleta em alguns pontos, o que faz com que o veículo tenha que mudar
sua programação para atender um ponto. Além disso, os pontos de coleta são muito
variados e o veículo não tem uma rota pré-estabelecida. Os pontos atendidos em um
determinado dia da semana não são os mesmos que serão atendidos no mesmo dia da
semana seguinte, pois a frequência de coleta é bastante diferente para cada um deles,
uma vez que está intimamente relacionada ao consumo do óleo, que é bastante
variável.
Sem que haja uma rota a ser percorrida no dia, o desgaste da empresa na
coleta do óleo se torna muito grande, visto que o veículo volta para o depósito muitas
vezes sem estar com sua capacidade completamente preenchida, o que representa um
desperdício de recursos.
Desta forma, o objetivo deste trabalho é localizar os pontos de coleta do óleo
residual de fritura no mapa da cidade e propor rotas que possam otimizar essa coleta
para a Minas Bioenergia, de forma que a empresa possa ter uma melhor visualização
do seu processo e um maior controle do mesmo. Para isso, serão gerados no SIG
TransCAD dois grupos distintos de cenários. O primeiro grupo se refere aos
cenários de comparação, pois serão gerados a partir de dados reais coletados pela
empresa com o uso de um GPS. Já o segundo grupo de cenários será gerado
utilizando os principais fornecedores da empresa, aqueles que fornecem maior
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 14
volume de matéria-prima e/ou com maior frequência, visando simular as melhores
rotas de acordo com a capacidade do veículo, o atendimento dos pontos considerando
as restrições de horário e o impacto do aumento do volume a ser coletado, entre
outros.
3.3. LEVANTAMENTO DE DADOS
Para representar as coletas realizadas pela empresa no dia a dia, foram
coletados dados referentes a duas semanas típicas de operação, com o auxílio de um
representante da empresa e de um GPS Garmin modelo Oregon 300. A cada saída do
veículo para realizar a coleta, o motorista foi responsável por ligar o equipamento e
registrar os instantes de chegada a um determinado ponto e de saída deste mesmo
ponto, realizando o mesmo procedimento em todos os pontos de parada, até desligar o
equipamento ao chegar ao galpão. Durante o trajeto o GPS gravou todo o percurso
realizado e gerou saídas como a velocidade média do trajeto, o tempo parado em cada
ponto de coleta, o tempo total do percurso e a distância total percorrida. Estes dados
foram inseridos no SIG e gerou-se o primeiro grupo de cenários (cenários de
comparação). Como nem todos os principais fornecedores estavam inclusos nas
semanas em que os dados foram coletados, optou-se por gerar um segundo grupo de
cenários, baseando-se em informações fornecidas pela empresa. Neste segundo grupo,
foram gerados cinco cenários para representar a necessidade da empresa em termos de
capacidade de veículos, número de rotas necessárias para atender todos os pontos,
restrições de horários dos fornecedores, entre outros.
4. GERAÇÃO DE CENÁRIOS UTILIZANDO O SIG TRANSCAD
4.1.CENÁRIOS COMPARÁVEIS
A partir dos dados gravados pelo GPS foram gerados sete cenários de
comparação no TransCAD, utilizando o módulo de roteirização do software, que
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 15
gera três saídas principais: um relatório indicando os pontos por onde o veículo
passou, o tempo parado em cada um deles, o tempo total do trajeto e a distância total
percorrida; a roteirização propriamente dita, indicando a sequência dos pontos que
minimiza a distância percorrida e, por fim, um mapa para a visualização do trajeto. A
Tabela 1 a seguir mostra resumidamente os dados obtidos no GPS e os resultados da
simulação com o TransCAD.
Tabela 1 - Cenários de comparação
GPS GARMIN TRANSCAD
Cenário Data da
coleta
Nº de
pontos
atendidos
Tempo
total da
rota
(hh:mm:ss)
Distância
percorrida
(km)
Velocidade
Média
(km/h)
Tempo
total da
rota
(hh:mm:ss)
Distância
percorrida
(km)
1 06/02/12 2 0:42:47 11,4 16 0:22:00 3,8
2 07/02/12 4 1:48:00 19,2 16 0:54:00 5,6
3 08/02/12 2 0:58:54 15,9 23 0:38:00 8,5
4 09/02/12 4 1:21:00 9,0 23 1:08:00 3,3
5 10/02/12 6 3:05:18 14,7 23 2:56:00 10,1
6 14/02/12 6 2:34:59 20,4 23 2:08:00 10,0
7 15/02/12 3 1:08:14 8,1 23 1:05:00 2,1
Os ganhos obtidos com o uso do SIG estão representados na Tabela 2 abaixo:
Tabela 2 - Melhorias obtidas com o uso do SIG
Cenário Redução de tempo Redução de distância
1 47,6% 66,7%
2 50,0% 70,3%
3 34,5% 46,5%
4 16,0% 63,3%
5 5,0% 31,3%
6 17,5% 51,0%
7 4,4% 74,1%
Ao analisar os cenários individualmente, podemos notar que a sequência de
parada nos pontos influencia significativamente as distâncias e os tempos totais
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 16
percorridos. Tomemos como exemplo os cenários 4 e 6. No cenário 4, o primeiro
ponto de coleta visitado foi o Açougue São Judas, seguidos da Pastelaria do Kawai,
Restaurante Tererê e Supermercado Rosa Garcia, respectivamente. Após passar
nestes pontos, o carro de coleta ainda seguiu para o escritório da empresa, localizado
na Universidade Federal de Itajubá, para depois ir para o galpão.
Ao roteirizar estes mesmos pontos no TransCAD, a sequência dos pontos de
parada obtida mudou, sendo desta vez a Pastelaria do Kawai o primeiro ponto,
seguido do Restaurante Tererê, Supermercado Rosa Garcia e Açougue São Judas.
Isso acontece porque o software foi programado para trabalhar com distâncias
mínimas, o que resultou em uma redução de 63,3% na distância total percorrida. Essa
redução além de influenciar diretamente no tempo total da rota, que apresentou uma
redução de 16%, também implica em uma redução de custos para a empresa, uma
vez que a quantidade necessária de combustível para atender os fornecedores será
menor. A Figura 2 abaixo mostra o resultado obtido através da roteirização com o
software, sendo a rota da cor azul feita pelo TransCAD e a rota de cor verde feita
pelo GPS.
Figura 2 - Rota GPS x Rota TransCAD (cenário 4)
Já no cenário 6, a sequência percorrida foi a mesma. Ainda assim foi possível
obter uma redução de 51% na distância percorrida e de 17,5% no tempo total do
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 17
percurso. Essa significativa redução da distância percorrida pode ser explicada ao
observarmos a rota real feita pelo veículo de coleta e a rota gerada pelo TransCAD.
Figura 3 - Rota GPS x Rota TransCAD (cenário 6)
4.2. CENÁRIOS NÃO COMPARÁVEIS
O segundo grupo de cenários foi executado utilizando informações fornecidas
pela empresa, como os principais fornecedores por exemplo, mas sem o registro de
dados pelo GPS.
Tabela 3 - Principais fornecedores da Minas Bioenergia
Classificação Fornecedor Volume médio
coletado (litros)
Frequência de
coleta (mês)
Restrição de
horário
Açougues
Boa Vista 35 1 8hs – 17hs
São Judas 137 4 8hs – 17hs
São Vicente 50 1 8hs – 17hs
Assados do Sul 150 4 8hs – 17hs
Indústrias e
Cooperativa
Acimar 1000 2 8hs – 17hs
Helibrás 48 1 8hs – 16hs
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 18
Imbel 400 4 8hs – 16hs
Classificação Fornecedor Volume médio
coletado (litros)
Frequência de
coleta (mês)
Restrição de
horário
Bares,
restaurantes e
pastelarias
170 Bistrô 60 1 16hs – 18hs
Bar do Pedro 30 1 8hs – 17hs
Bar do Rogério 70 2 8hs – 17hs
Carvão e lenha 50 1 8hs – 17hs
Dom Cesário 55 2 8hs – 17hs
Mister Food 30 1 8hs – 15hs
Mistura Brasileira 49 2 8hs – 16hs
Pastelaria do Jair 50 1 8hs – 17hs
Pastelaria do
Kawai 58 1 8hs – 17hs
Pastelaria Real 50 1 8hs – 17hs
Pizza & Cia 67 2 16hs – 18hs
Ranchinho do
Pastel de Milho 53 1 15hs – 17hs
Red Bar & Chopp 144 2 15hs – 17hs
Restaurante
Quente e Frio 50 1 8hs – 17hs
Restaurante Sem
Nome 130 2 8hs – 14hs
Restaurante
Shitake 83 2 8hs – 17hs
Restaurante
Telhado 37 1 8hs – 15hs
Restaurante
Tererê 40 1 8hs – 15hs
Xodó 50 1 8hs – 15hs
Supermercados
Piu Sapore 40 1 8hs – 17hs
Supermercado
Campista 73 1 8hs – 17hs
Supermercado
Popular 30 1 8hs – 17hs
Supermercado
Rosa Garcia 59 2 8hs – 17hs
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 19
Os dados dos clientes listados acima foram inseridos no SIG TransCAD
através de suas coordenadas geográficas (latitude e longitude), gerando a camada
denominada paradas. Nesta camada também foram inseridas outras informações
como o volume a ser coletado em cada ponto, as restrições de horário de cada um e o
tempo necessário para a coleta em cada fornecedor. De acordo com a Minas
Bioenergia, o tempo médio necessário para a coleta é de 15 minutos nos
estabelecimentos comerciais (bares, restaurantes, açougues e supermercados) e 60
minutos nas indústrias e na Acimar, devido ao volume de coleta. Por fim, os dados
referentes ao galpão onde o óleo é armazenado e processado também foram inseridos
nesta camada de pontos. Após a inserção dos pontos, associou-se a eles a camada
das ruas da cidade, já disponível no formato do SIG devido a trabalhos publicados
anteriormente.
Figura 4 - Principais pontos de coleta da empresa Minas Bioenergia
Depois de inseridas as camadas de pontos e das ruas da cidade, deu-se início a
geração dos cenários, que serão detalhados a seguir.
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 20
Cenário 1
O primeiro cenário foi gerado sem restrição de horários de coleta nos
estabelecimentos e sem restrição de capacidade do veículo, com o objetivo de
determinar o tempo total de coleta se o carro pudesse passar em todos os pontos em
um mesmo dia e tivesse capacidade para coletar toda a matéria-prima. O tempo total
obtido no percurso para este caso seria 10hs19min e a distância total percorrida foi
14,3 km.
Tabela 4 - Resultados cenário 1 - TransCAD
Nº de veículos Capacidade Tempo total
da rota
Distância
total Volume coletado
1 10.000 L 10hs19min 14,3 km 3.178 L
Pela tabela acima podemos observar que o volume total coletado foi 3.178
litros, que corresponde ao total coletado no mês. Se a empresa optasse por realizar
toda a coleta do óleo em apenas um dia, o processo duraria em torno de 10 horas e
um veículo com capacidade maior seria necessário. Os veículos de carga Sprinter e
Ford F4000 são boas alternativas neste caso, pois possuem capacidade para 3800 e
3910 litros, respectivamente. (NOVAES, 2007)
Cenário 2
O segundo cenário gerado manteve a ausência de restrição de horário nos
pontos de coleta, mudando no entanto a capacidade do veículo, que passou a ser de
500 litros (a mesma capacidade do veículo utilizado pela Minas Bioenergia) e o
número de veículos disponíveis para a coleta. Neste caso o programa gerou sete
rotas, como mostrado a seguir.
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 21
Tabela 5 - Resultados cenário 2 - TransCAD
Rota Nº de pontos
atendidos
Tempo total
da rota Distância total Volume coletado
1 9 3h16min 7,6 km 416 L
2 2 1h25min 4,5 km 460 L
3 1 0h39min 4,1 km 500 L
4 1 0h39min 4,1 km 500 L
5 6 1h37min 3,2 km 411 L
6 5 1h18min 1,5 km 444 L
7 7 1h51min 2,9 km 447 L
Neste caso o SIG interpretou através dos dados de entrada que todas as sete
rotas seriam realizadas ao mesmo tempo, gerando uma necessidade de sete veículos
caso esta condição fosse atendida. Como as rotas não precisam ser realizadas todas
ao mesmo tempo na operação real da empresa analisada, podemos observar pela
tabela que apenas dois veículos seriam suficientes para visitar todos os fornecedores
em um único dia, obedecendo ainda o intervalo do horário comercial dos
estabelecimentos (das 8hs às 17hs). Enquanto o primeiro veículo percorre as rotas 1,
2 e 3, somando um tempo de percurso de 5h20min, o segundo percorre as rotas 4, 5,
6 e 7, totalizando 5h25min.
Figura 5 - Restrição de capacidade do veículo
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 22
Cenário 3
No terceiro cenário, foram inseridas no SIG as restrições de horários dos
estabelecimentos. Como podemos observar na Tabela 6, a maioria dos pontos atende
dentro do horário comercial (das 8hs às 17hs), mas alguns estabelecem uma janela de
atendimento mais curta, como nos casos dos restaurantes 170 Bistrô e Pizza & Cia
por exemplo (atendimento das 16hs às 18hs).
O resultado obtido foi semelhante ao cenário anterior, mudando apenas a
combinação dos pontos atendidos em cada uma das sete rotas geradas.
Tabela 6 - Resultados cenário 3 - TrasCAD
Rota Nº de pontos
atendidos
Tempo total
da rota Distância total Volume coletado
1 10 3h34min 7,8 km 483 L
2 2 1h26min 4,5 km 460 L
3 1 0h40min 4,1 km 500 L
4 1 0h40min 4,1 km 500 L
5 8 2h11min 4,6 km 491 L
6 4 1h05min 2,3 km 407 L
7 5 1h18min 3,1 km 337 L
Ao simular este mesmo cenário utilizando apenas um veículo, o número de
rotas aumentou para oito.
Tanto no cenário 2 quanto no cenário 3, dois veículos de coleta com
capacidade de 500 litros seriam suficientes para atender todos os pontos em um
mesmo dia.
Cenário 4
O quarto cenário teve como objetivo simular o que aconteceria na empresa se
os pontos de coleta aumentassem moderadamente o volume fornecido. Para isso,
foram acrescentados 20% no volume atual de coleta e a capacidade do veículo foi
mantida.
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 23
Tabela 7 - Resultados cenário 4 - TransCAD
Rota Nº de pontos
atendidos
Tempo total
da rota
Distância
total Volume coletado
1 9 3h18min 7,6 km 500 L
2 1 1h11min 4,4 km 480 L
3 5 1h21min 2,6 km 321 L
4 7 1h49min 1,7 km 429 L
5 1 0h16min 1,6 km 180 L
6 2 0h32min 1,0 km 216 L
7 4 1h06min 2,3 km 489 L
Respeitando as condições impostas, o programa gerou sete rotas diferentes,
não considerando a Acimar devido ao alto volume fornecido (1200 litros). Como as
coletas das rotas 3, 5 e 6 não utilizaram a capacidade total do veículo, a Acimar
poderia ser incluída nestas três rotas, fornecendo 180, 320 e 280 litros em cada uma.
Desta forma sobrariam ainda 420 litros para serem coletados, necessitando de uma
viagem exclusiva para atender este fornecedor. Dois veículos seriam suficientes para
atender a demanda em apenas um dia.
Cenário 5
Após a simulação de um crescimento moderado no volume coletado pela
empresa, foi gerado um quinto cenário representando um aumento de 100% no
volume fornecido pelos pontos de coleta. A capacidade do veículo foi mantida
novamente e o resultado obtido pode ser analisado na tabela abaixo.
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 24
Tabela 8 - Resultados cenário 5 - TransCAD
Rota Nº de pontos
atendidos
Tempo total
da rota
Distância
total
Volume
coletado
1 6 2h33min 7,4 km 486L
2 4 1h05min 2,2 km 436L
3 4 1h06min 2,4 km 446L
4 3 0h49min 1,8 km 492L
5 3 0h48min 1,3 km 460L
6 4 1h03min 1,2 km 490L
7 3 0h48min 1,1 km 486L
8 1 0h16min 0,6 km 300L
Figura 6 - Aumento do volume de coleta em 100%
Além das oito rotas geradas, o veículo ainda teria que realizar outras três
viagens para atender os pontos que ficaram órfãos no mapa (Acimar e Imbel), devido
ao grande volume gerado. Todas as três viagens teriam duração aproximada de
1h10min. Desta forma, podemos concluir que para atender todos os pontos em um só
dia a empresa necessitaria de dois veículos de capacidade 500 litros, trabalhando
6h22min (rotas 1,2,3,4 e 5) e 6h47min (rotas 6,7,8 e as três rotas adicionais) cada
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 25
um.
Ao simular o mesmo cenário aumentando a capacidade do veículo para 5000
litros, o programa gerou apenas 3 rotas, que ainda assim teriam que ser atendidas por
dois veículos, considerando o horário comercial de funcionamento dos
estabelecimentos.
Tabela 9 - Resultado Cenário 5 com aumento da capacidade do veículo
Rota Nº de pontos
atendidos
Tempo total
da rota Distância total Volume coletado
1 21 7h39min 16,2 km 4.874L
2 6 1h33min 1,1 km 814L
3 3 0h47min 1,0 km 708L
Figura 7 - Aumento do volume de coleta e da capacidade do veículo
Como as operações de coleta da Minas Bioenergia não se concentram em
apenas um único dia do mês, é importante que seja elaborada uma programação
semanal de coleta, de forma que todos os pontos sejam atendidos da melhor maneira
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 26
possível, ou seja, otimizando os trajetos e minimizando as distâncias. Para realizar
essa programação, utilizou-se a ferramenta clustering do TransCAD, que agrupa os
pontos de acordo com as proximidades respeitando as restrições inseridas. Neste
caso, os fatores limitantes foram os horários de atendimento dos estabelecimentos
(vide Tabela X) e o volume do veículo de coleta (500 litros). Como saída, o
programa apresentou 6 grupos distintos, que podem ser vistos no mapa a seguir:
Figura 8 - Clusters
Os pontos amarelo e rosa do mapa representam a empresa Imbel e a
Associação de Catadores de Itajubá (Acimar), respectivamente, e não formaram um
grupo junto com os demais pontos por apresentarem volumes de coleta bastante
altos, que demandam um trajeto exclusivo (Acimar) ou então com poucos pontos
(Imbel).
A partir deste cenário propõe-se a seguinte programação:
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 27
Tabela 10 - Programação de coleta
Na programação proposta dois dias da semana (terça e quinta) ficariam
destinados somente ao processamento do óleo, sendo os demais dias (segunda, quarta
e sexta) destinados à coleta. A primeira semana possui um volume maior de pontos
porque muitos deles só fornecem a matéria-prima uma vez ao mês. Já a terceira
semana possui um volume maior de coleta que a segunda e a quarta semanas devido
Segunda Terça Quarta Quinta Sexta Segunda Terça Quarta Quinta Sexta
Bar do Rogério
São Vicente
Pastel do Jair
Mister Food
Campista
Telhado
Piu Sapore
Quente e Frio
Carvão e Lenha
Sem Nome
ALMOÇO ALMOÇO
Imbel Tererê Acimar Imbel Assados do Sul
Ranchinho Pastel do Kawai Bar do Pedro Aç. São Judas
Helibrás Pastelaria Real Shitake
Sup. Popular Dom Cesário Pizza & Cia
Aç. Boa Vista Xodó
Mistura Brasileira
Assados do Sul
Aç. São Judas
Red Bar & Chopp
170 Bistrô
Rosa Garcia
Segunda Terça Quarta Quinta Sexta Segunda Terça Quarta Quinta Sexta
ALMOÇO ALMOÇO
Sem Nome Mistura Brasileira Imbel Assados do Sul
Imbel Dom Cesário Aç. São Judas
Bar do Rogério Assados do Sul
Aç. São Judas Acimar
Rosa Garcia Shitake
Red Bar & Chopp Pizza & Cia
Ta
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SEMANA 1
PROGRAMAÇÃO SEMANAL DE COLETA
Pro
ce
ssa
me
nto
do
óle
o
Pro
ce
ssa
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nto
do
óle
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do
óle
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ce
ssa
me
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do
óle
o
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ce
ssa
me
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do
óle
o
SEMANA 2
SEMANA 3 SEMANA 4
Ma
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o ó
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Pro
ce
ssa
me
nto
do
óle
o
Pro
ce
ssa
me
nto
do
óle
o
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 28
ao fato de alguns pontos serem quinzenais. Apenas três pontos demandam coleta
semanal na operação atual da Minas Bioenergia: Imbel, Açougue São Judas e
Açougue Assados do Sul.
Outro ponto a ser considerado é o fato de existirem muitas janelas de coleta
vazias nos dias destinados a esta operação. Isso se deve ao fato de alguns pontos
atenderem exclusivamente no período da tarde, deixando a parte da manhã ociosa.
Entretanto, estes espaços podem ser utilizados pela empresa para realizar a coleta nas
escolas e igrejas do município, que não foram consideradas neste estudo por não
serem pontos muito frequentes. Desta forma, além de realizar a coleta nestes pontos,
a empresa também pode aproveitar para divulgar seus projetos e motivar a adesão de
mais pontos comerciais e da própria população.
Além de a empresa obter um maior controle sobre suas operações com a
programação da coleta, há também uma maior fidelização dos fornecedores, pois
estes se tornam habituados a fornecer em um determinado dia da semana, em um
determinado período (manhã ou tarde). No entanto, para que esta programação
proposta seja colocada em prática, é necessário que a empresa esteja disposta a
mudar a forma de acionamento do processo. Em vez de os fornecedores ligarem
fazendo a requisição da coleta quando os recipientes estiverem cheios, a coleta
passaria a ser baseada no modelo Milk Run, visitando diversos fornecedores e
coletando o óleo mesmo quando os recipientes não estiverem totalmente cheios. Se
por um lado perde-se em volume de coleta utilizando este sistema, devido ao
recipiente não estar totalmente cheio no ato da entrega, ganha-se em planejamento,
pois as coletas agendadas permitem programar melhor todo o processo produtivo.
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 29
5. CONCLUSÕES
O objetivo deste trabalho foi apresentar o processo de roteirização de veículos da
coleta do óleo residual de fritura na cidade de Itajubá, tendo como referência a empresa
responsável pela coleta na cidade, Minas Bioenergia, e utilizando um Sistema de
Informações Geográficas para Transportes como ferramenta. A partir de dados
coletados com o GPS e de outros fornecidos pela empresa, foi possível gerar diferentes
cenários de roteirização, variando parâmetros como o número de veículos utilizados na
coleta, a capacidade dos mesmos e as restrições de horário impostas pelos
estabelecimentos.
O software TransCAD se mostrou ser uma ferramenta muito importante para a
execução das rotas e dos cenários em geral, devido a facilidade com que se pode inserir
informações e restrições referentes ao processo estudado. Além disso, o TransCAD foi
o responsável pelo tratamento dos dados geográficos e pela geração das rotas para
posteriores análises, sempre visando obter percursos que otimizem a operação, tanto por
distâncias mínimas quanto por tempos mínimos. A roteirização de veículos também
permite definir o número ideal de veículos e a capacidade que estes devem ter para
atender a demanda dos fornecedores/clientes.
Analisando os resultados obtidos nos cenários comparáveis, nota-se uma
significativa influência da sequência dos pontos de coleta a ser percorrida. Uma
sequência que aloca o veículo para o ponto mais próximo evita que sejam percorridas
distâncias desnecessárias e reduzem o tempo total gasto na coleta. Outro fator
importante a ser considerado com a redução das distâncias percorridas é a diminuição
da quantidade necessária de combustível para realizar o trajeto. Isso impacta não só na
emissão de menos poluentes no meio ambiente como também reduz os custos da coleta,
tornando o produto final (óleo residual processado) mais competitivo no mercado. Sem
o auxílio do SIG-T esta atividade de estabelecer uma sequência de pontos para a coleta
se tornaria bem mais demorada e trabalhosa.
Já para os cenários não comparáveis, podemos concluir que para a empresa
Minas Bioenergia, o veículo atual (com capacidade para 500 litros de óleo) é suficiente
para a realização da coleta nos principais pontos fornecedores da matéria prima, uma
vez que esta coleta não precisa ser realizada em um único dia do mês. Ao propor uma
programação para a coleta, pôde-se identificar a existência de janelas durante a semana,
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 30
em que o veículo não passa por nenhum ponto. Devido a este fato, concluímos que
mesmo se o volume fornecido pelos pontos de coleta aumentasse 100%, o único veículo
da empresa ainda seria suficiente para atender a demanda. Por fim, o estabelecimento de
uma programação de coleta permitiria à empresa um maior controle sobre os processos
e um melhor planejamento da coleta, trazendo ganhos como a fidelização de
fornecedores, a redução de custos com o transporte utilizando o sistema Milk Run e
também melhorias nas tomadas de decisão.
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 31
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BETIM, L.; GUARNIERI, P.; RESENDE, L. M. M.; HATAKEYAMA, K. (2005). A
logística reversa agregando valor aos resíduos de madeira através de uma visão
empreendedora. Disponível em: <www.clrb.com.br/publicacoes> acesso em: 19 de julho de 2011 BIODIESEL (2011); Disponível em: <www.biodiesel.gov.br> acesso em: 2 de agosto de 2011. BIODIESELBR (2011); Disponível em: <www.biodieselbr.com> acesso em: 2 de agosto de 2011. CALIPER (1996). Routing and logistics with TransCAD 3.0. Newton, Massachusetts, Caliper Corporation. CÂMARA, G. (1994). Anatomia de um SIG. Fator Gis, Curitiba, n.4, p.11-15, jan./mar. COELHO, J.C. (2007) Quantificação da Economia na Mudança do Combustível de
Diesel por Outros Combustíveis mais Acessíveis e Menos Poluentes. 16º Congresso
Brasileiro de Transporte e Trânsito. Disponível em:<http://www.cptu.gov.br>. Acesso em 24 de agosto de 2011. CUNHA, C. B (2000). Aspectos Práticos da Aplicação de Modelos de Roteirização de
Veículos a Problemas Reais. Transportes, v.8, n.2, p.51-74. FARKUH, A.N.; LIMA, R.S. (2005). Roteirização de veículos de uma rede atacadista
com o auxílio de sistemas de informações geográficas. Pesquisa & Desenvolvimento Engenharia de Produção (aceito para publicação). FERNANDES, R. K. M.; PINTO, J.M.B.; MEDEIROS, O. M.; PEREIRA, C. A. (2008); Biodiesel a partir de óleo residual de fritura: alternativa energética e
desenvolvimento sócio-ambiental. Rio de Janeiro – RJ. XVIII ENEGEP. GUABIROBA, R. C. S.; D’AGOSTO, M. A. (2008). O custo de coleta como
determinante na viabilidade econômica do biodiesel produzido a partir de óleos
residuais em área urbana. ANPET. GUABIROBA, R. C. S.; D’AGOSTO, M. A. (2009) Uma contribuição à modelagem
conceitual da coleta de óleo residual de fritura em áreas urbanas para a produção de
biodiesel. ANPET. LEITE, P.R (2003). Logística Reversa: meio ambiente e competitividade, São Paulo, Editora Pearson Prentice Hall, p 15-40. LIMA, R. S. (2003). Bases para uma metodologia de apoio à decisão para serviços de
educação e saúde sob a ótica dos transportes. 200p. Tese (Doutorado) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2003.
Relatório Final de Iniciação Científica – Alessandra Gregio Fonseca - 32
MME (2010) Balanço Energética Nacional. Ministério de Minas e Energia, disponível em: <http://www.mme.gov.br – Balanço Energético> acesso em: 20 de outubro de 2010. MURTA, A. L. S.; RIBEIRO, S. K. (2007); Uso do biodiesel no Brasil: resultados de
testes de B5 em frotas de caminhões. ANPET. NOVAES, A. G. (2007). Logística e Gerenciamento da Cadeia de Distribuição, Editora Campus, Terceira Edição. REBELATO, M. G.; RODRIGUES, I. C.; RODRIGUES, A. M.; FAGOTTE, A. (2006); A gestão municipal de resíduos sólidos no contexto da Logística Reversa: o
caso do município de Curitiba/PR. XXVI ENEGEP, Fortaleza - CE. RODRIGUES, A. M.; RODRIGUES, I. C.; REBELATO, M. G.; SANTOS, M. M. (2009); Logística Reversa de Resíduos Industriais: estudo de caso em uma empresa
processadora de alimentos. XXIX ENEGEP, Salvador - BA. RÖHM, D. G.; SILVA, E. C. C.; HERMOSILLA, J. L. G.; PIRATELLI, C. L. (2010); A utilização do Milk Run em um sistema de abastecimento: um estudo de caso. XXX ENEGEP, São Carlos – SP. VIVA ÓLEO (2011), Projeto; Disponível em: <www.vivaoleo.com.br> Acesso em: 21 de junho de 2011. Resende – RJ.