1

A aplicação da tecnologia da informação para o aumento da eficiência da coleta seletiva no campus da Universidade Federal de Viçosa

Renato Luiz de Souza Bastos (UFV) renatosouzaufv@yahoo.com.br

Roger Campos Guimarães (UFV) rogercamposguimaraes@yahoo.com.br Leonardo Brangioni Cardoso (UFV) leo_epr@yahoo.com.br

Resumo: Nos últimos anos a Universidade Federal de Viçosa tem sofrido mudanças como o aumento contínuo do número de alunos. Isso acarreta o aumento da produção de lixo, dificultando a coleta e aumentando o seu custo e também o impacto ambiental causado pelo lançamento de lixo no ambiente. Portanto, as perguntas que motivaram a elaboração deste trabalho foram: o atual sistema de coleta de lixo do Projeto Reciclar da UFV é eficiente? É possível utilizar a Tecnologia de Informação para garantir menores custos no sistema de coleta da Universidade Federal de Viçosa? No trabalho é mostrada a aplicação da tecnologia da informação e também como a utilização de ferramentas computacionais pode reduzir custos, melhorar os serviços prestados, reduzir tempo e distância, aumentando assim o valor agregado ao material recolhido. Essa redução de custos pode vir a contribuir para a viabilidade da reciclagem do lixo e do Projeto Reciclar. A coleta seletiva de lixo realizada na UFV é a melhor forma de reaproveitamento e tratamento do lixo, para que ele tenha um destino satisfatório e que possa beneficiar tanto a população quanto o meio ambiente, gerar novos empregos com a reciclagem e diminuir os impactos ambientais. Sendo assim a Tecnologia da Informação está permeando a cadeia de valor, em cada um de seus pontos, transformando a maneira como as atividades são executadas e a natureza das interligações entre elas. Palavras-chave: Projeto Reciclar; Tecnologia da Informação;Coleta Seletiva.

1. Introdução

O sistema de coleta seletiva de lixo na UFV tem seu começo marcado na década de 70, porém a concretização da sua implantação só ocorreu definitivamente em 1995. Desde então o lixo começou a ser recolhido por um caminhão basculante duas vezes por semana, sendo que a partir de 1996 através da iniciativa do departamento de parques e jardins da universidade, houve grande divulgação do projeto pela TV-Viçosa.

Os resultados foram satisfatórios, pois em 1995 a coleta alcançou uma marca de 45 toneladas de materiais recicláveis e em 1996 a marca foi de 47 toneladas, mas após a construção do Galpão do Projeto Reciclar, a coleta seletiva foi expandida atingindo 70 toneladas em 1998 e 84 toneladas 1999, respectivamente. Visto que tinha crescido a quantidade de lixo reciclável em 1999, a coleta deixou de ser duas vezes por semana e foi expandida para coleta diária.

Verifica-se que nos últimos 10 anos a instituição representada por funcionários e alunos está se mobilizando de maneira que o processo está cada vez mais eficiente, apesar de que as estatísticas registram que mais de 50% do lixo reciclável está sendo desperdiçado e sendo jogado fora junto a materiais não recicláveis.

2

A instituição tem criado programas de conscientização, afim de que a Comunidade universitária esteja ciente de que todos são responsáveis pela geração de lixo, e que por conseqüência todos têm a missão de participar desse processo de reciclagem, procurando um bom final para os dejetos, o que beneficiará a todos e ao meio ambiente.

2. O Problema

A UFV, nos últimos anos, tem sofrido mudanças como o aumento contínuo do número de alunos. Isso acarreta o aumento da produção de lixo, dificultando a coleta e aumentando o seu custo e também o impacto ambiental causado pelo lançamento de lixo no ambiente. Portanto, as perguntas que motivam a elaboração deste trabalho são: o atual sistema de coleta de lixo do Projeto Reciclar da UFV é eficiente? É possível utilizar a Tecnologia de Informação para garantir menores custos no sistema de coleta da Universidade Federal de Viçosa?

3. Justificativa

Para acompanhar o crescimento contínuo da UFV, é importante o desenvolver um sistema de coleta flexível. Além disso, a utilização de ferramentas computacionais pode reduzir custos, melhorar os serviços prestados, reduzir tempo e distância aumentando assim o valor agregado ao material recolhido. Essa redução de custos contribuirá para a viabilidade da reciclagem do lixo e do Projeto Reciclar.

4. Revisão de Literatura

4.1. Tecnologia da Informação

O principal benefício que a tecnologia da informação traz para a organização é a sua capacidade de melhorar a qualidade e a disponibilidade de informações e conhecimentos importantes para a empresa, seus clientes e fornecedores. Os sistemas de informação mais modernos oferecem às empresas oportunidades sem precedentes para a melhoria dos processos internos e dos serviços prestados ao consumidor final.

Na coleta seletiva de lixo a TI tem grande importância desde a comunicação dos clientes com a empresa contendo informações da quantidade de lixo a ser recolhido, do tipo do lixo como: papel, plástico, metal, produtos químicos etc., passando pelos métodos de trabalho com o auxílio de softwares computacionais contribuindo para a melhoria da roteirização, conseqüentemente obtendo redução nos custos e melhoria no serviço prestado, até o cadastramento de novos clientes, contendo dados dos mesmos para maior facilidade no manuseio das informações.

Portanto, a Tecnologia da Informação está permeando a cadeia de valor, em cada um de seus pontos, transformando a maneira como as atividades são executadas e a natureza das interligações entre elas.

3

4.2. Grid Estratégico

FIGURA 1- Grid Estratégico

O Grid Estratégico separa os casos de impactos da Tecnologia da Informação em quatro quadrantes: Estratégico, Transição, Suporte e Fábrica.

Estratégico - as aplicações de TI existentes (presente) e planejadas (futuro) apresentam alto impacto estratégico; a TI é considerada como operacionalmente crítica; o planejamento das aplicações de TI é muito importante para o futuro sucesso organizacional.

Transição - a operação não é muito dependente dos sistemas de informação, mas necessita de inovações em novos métodos de TI para atingir os objetivos de vital importância organizacional, passando a TI de uma posição de suporte para uma situação estratégica para a empresa.

Fábrica - a empresa pode ser considerada dependente de TI para o dia-a-dia operacional, porém não está focando as vantagens futuras; as aplicações de TI presentes contribuem para o sucesso da empresa, mas não existem aplicações de TI planejadas para o futuro que tragam impactos para as estratégias futuras de negócios.

Suporte - a estrutura de TI tem função de apoio à operação. Os sistemas trabalham dentro do especificado, dando sustentação às operações, entretanto essa empresa não é dependente de TI, nem no presente, nem no que está em planos para o futuro.

Transição - A coleta seletiva se encaixa no quadrante transição do grid estratégico por possuir um baixo impacto presente e alto impacto futuro, sendo que o projeto não possui grandes retornos instantâneos de lucratividade financeira, pois é uma iniciativa a longo prazo e possui grande importância na separação de materiais que são tóxicos e por isso danificam o meio ambiente . A TI passa de uma posição mais discreta para uma de maior destaque na estratégia da empresa. Para que a TI tenha maior destaque na hierarquia da empresa é necessário enfatizar a eficácia, e no caso do Projeto Reciclar o cadastramento de novos clientes e a roteirização são modificações que beneficiam o posicionamento comparativamente à sua situação anterior.

4

5. Fatores Críticos de Sucesso

São as variáveis e áreas da empresa que possuem maiores relevâncias no atingimento dos resultados desejados.

5.1. Coleta de lixo

Coleta seletiva é o processo em que os dejetos de materiais recicláveis são separados de acordo com a sua estrutura química e conseqüentemente pelo seu tempo de degradação como plástico, papel, vidro e metal.

É um sistema de recolhimento de materiais recicláveis previamente separados na fonte geradora. A separação na fonte evita a contaminação dos materiais reaproveitáveis, aumentando o valor agregado destes e diminuindo os custos de reciclagem.

Esses materiais após serem selecionados, separados, beneficiados e acumulados são comercializados com as empresas de reciclagem, as quais trabalham o material, afim de que eles tornem novos produtos e prontos para serem colocados no mercado.

5.2. Roteirização

Segundo Bodin et al. (1983), os problemas de roteirização podem ser classificados em três grupos principais: problemas de roteirização pura de veículos (PRV), problemas de programação de veículos e tripulações (PRVT); e problemas combinados de roteirização e programação de veículos. O sistema de coleta de lixo urbano, abordado nesta pesquisa, é classificado como um problema de roteirização pura de veículos.

O problema de roteirização pura de veículos é primariamente um problema espacial, onde as condicionantes temporais não são consideradas na geração dos roteiros para coleta e/ou entrega. Em alguns casos, a restrição de comprimento máximo da rota pode ser considerada. Nesse tipo de problema, existe um conjunto de nós e/ou arcos que devem ser atendidos por uma frota de veículos. O objetivo é definir uma seqüência de locais (a rota) que cada veículo deve seguir a fim de se atingir a minimização do custo de transporte.

5.3. Cadastramento dos novos clientes

A importância do cadastramento de novos clientes para a organização significa a expansão da mesma, de maneira a aumentar a quantidade de lixo a ser reciclado, conseqüentemente, possibilitando a implantação de serviços sociais visando beneficiar os participantes que estão ligados direta ou indiretamente com o projeto reciclar.

6. Desenvolvimento

6.1. Módulo de Cadastramento

O módulo de cadastramento do software servirá para identificar os pontos onde serão realizadas as coletas de lixo dentro da universidade. Por meio de uma base de dados de entrada será permitido identificar o exato local da coleta, através das coordenadas geográficas, bem como o seu nome e o tipo de dejetos depositados pelo departamento. Isso contribuirá para uma futura coleta seletiva dentro da Universidade Federal de Viçosa.

A fim de desenvolver o sistema de coleta de lixo dentro da universidade, somente terão seus lixos recolhidos os locais que estiverem devidamente cadastrados. Isso garantirá um maior controle do sistema.

O usuário do software terá as seguintes opções:

5

- Inserir novo cliente;

- Renomear;

- Excluir.

Ao clicar em inserir novo cliente uma série de dados deverá ser preenchida. Abaixo podemos visualizar a ficha com as informações exigidas.

FIGURA 2: Informações importantes para o cadastramento dos pontos de coleta.

Neste módulo será importante o preenchimento adequado de todas as informações para que o sistema de coleta de lixo funcione adequadamente.

Abaixo temos as instruções de preenchimento da tabela acima.

- Tipo de solicitação

a) Incluir - marcar o campo quando um cliente solicitar o registro pela primeira vez;

b) Alterar - marcar o campo quando o cliente proceder à alteração no registro, de tipo de lixo produzido, ou de qualquer outro tipo de informação importante;

c) Excluir- marcar o campo quando o cliente deixar de existir (derrubada do local) ou que não necessite da continuação da coleta de lixo.

- Identificação da Empresa

a) Inserir o nome do departamento ou do ponto de coleta.

- Coordenadas Geográficas

a) Preencher com as coordenadas geográficas exatas do local em que esta sendo feito o cadastramento. É importante frisar que deve ser adotado um ponto de referência para que coordenadas tenham validade.

-N° Cadastro do Cliente

a) Esse campo deverá ser preenchido com a ordem em que o cliente foi cadastrado no software.

6

- Tipo de Lixo

a) Esse campo deverá ser preenchido de acordo com o lixo produzido no local. Caso necessite de algum cuidado especial este deverá ser informando no local atividades autorizadas, os métodos de manipulação que deverão ser utilizados.

- Nome do representante legal

a) No ato de cadastramento o responsável por relatar as informações deverá fornecer o número do seu CPF bem como o seu nome completo.

Caso o usuário clique em renomear, a tabela mostrada acima reaparecerá e ele poderá modificar qualquer informação que ele deseje, possibilitando dessa forma, que os dados sejam constantemente atualizados. No menu excluir o usuário poderá excluir qualquer ponto de coleta.

6.2. Módulo de Controle Diário da Quantidade de lixo Produzida

O módulo de Controle de quantidade de lixo produzida será importante para verificar os meses, dias e horários em que ocorre uma maior produção de lixo dentro da universidade. Através deste controle modificações no sistema poderão ser realizadas em datas realmente adequadas, melhorando assim o funcionamento do sistema de coleta de lixo. Também poderão ser gerados gráficos de controle que auxiliarão em qualquer tomada de decisão.

O usuário no módulo de controle terá as seguintes opções:

-Dia da coleta;

-Rota;

-Relatório.

Ao clicar em rota o usuário conseguirá visualizar informações sobre os pontos em que o caminhão de coleta estará passando, quantidade de lixo produzida em cada rota, dentre outras informações. Abaixo podemos visualizar as informações encontradas ao clicarmos no menu rota.

FIGURA 3: Identificação das rotas.

Neste módulo também necessitará do seu preenchimento correto. Para isso devem ser

7

observadas as informações que a tabela exige. Abaixo tem-se as instruções de preenchimento da tabela.

-Tipo de solicitação

a) Incluir - marcar o campo quando desejar incluir uma rota;

b) Alterar - marcar o campo quando desejar alterar uma rota;

c) Excluir- marcar o campo quando a rota deixar de existir.

- Identificação da Rota: Será necessário preencher o número de identificação da rota. Atualmente existem apenas duas rotas de coleta. Os pontos de coleta bem como o número das rotas podem ser vistas em anexo.

- Data: O usuário deverá preencher a data em que foi realizada a coleta de lixo

- Quantidade de paradas: Quantidade de pontos de coletas em cada rota.

- Nome dos pontos: Identificação de cada ponto de coleta.

- Quantidade de lixo e Horário da coleta: Deverá ser preenchida com a quantidade em toneladas de lixo que o caminhão coletou em cada rota efetuada. Também deverá ser colocado o horário da coleta.

- Tipo de caminhão: Informar o modelo do caminhão de coleta, bem como a sua capacidade de armazenagem.

- Quantidade de Voltas: Número de vezes que o caminhão realizou a rota.

No menu dia de coleta, o usuário deve ficar atendo ao dia em que está querendo observar os dados. Nesse menu ele terá a opção de escolher apenas um dia, um período de dias,meses ou anos. Somente após a escolha do intervalo de tempo que o usuário poderá gerar o relatório.

No menu relatório o usuário ira gerar gráficos para interpretar os dados. Os gráficos gerados no menu relatórios são exclusivamente do tipo (Quantidade(dias) X Quantidade (toneladas de lixo)), que serão importantes para auxiliar em futuras modificações que poderão ocorrer no sistema de coleta de lixo dentro da UFV.

6.3. Módulo de Roteamento

O módulo de roteamento do software seguirá o princípio enunciado a seguir. Para resolver o problema, o programa seguirá a heurística de economias de escalas segundo Clark e Wright.

Após o cadastramento dos pontos de coleta, o usuário poderá selecionar os seguintes tipos de roteirização:

- Pontos

a) Todos;

b) Específicos.

- Tipo de Lixo

a) Papel;

8

b) Plástico;

c) Metal;

d) Vidro;

e) Outros;

f) Todos.

- Quantidade

a) Qualquer quantidade;

b) Acima de xx Kg;

c) Abaixo de xx Kg.

O usuário poderá escolher qual veículo previamente cadastrado realizará a coleta. Caso a quantidade de lixo exceda a capacidade do veículo escolhido, o software irá informar ao usuário que não será possível roteirizar ou que ele deverá escolher outro veículo.

Abaixo segue um esboço da interface deste módulo.

Ao clicar no botão roteirizar, a saída será a seguinte:

9

O Problema de Roteamento de Veículos consiste em determinar o conjunto de rotas que deverão ser feitas pelos veículos minimizando os custos de transporte, dado pela distância e respeitando as seguintes restrições:

a) Cada rota começa e termina no depósito;

b) Todo departamento, com exceção do depósito, é visitada somente uma vez por somente um veículo;

c) A demanda total de qualquer rota não deve superar a capacidade Q de um veículo.

Métodos Heurísticos

Heurísticas são técnicas que procuram boas soluções (próximas da otimalidade) a um custo computacional razoável, sem, no entanto, estar obrigada a garantir a solução ótima, bem como garantir quão próxima uma determinada solução está da solução ótima. As heurísticas foram desenvolvidas com a finalidade de resolver problemas de elevado nível de complexidade em tempo computacional razoável. Ao se pensar em um problema altamente combinatório, uma opção seria analisar todas as combinações possíveis para conhecer a melhor. Se o problema possui um universo de dados pequeno, realmente esta é a maneira correta de se buscar a melhor solução, mas os problemas reais, normalmente, possuem um número de combinações muito grande, o que torna inviável a análise de todas as combinações, uma vez que o tempo computacional exigido fica impraticável. Embora os métodos heurísticos não garantam que uma solução ótima seja encontrada, os benefícios de tempos de processamento de computador e necessidades de memória razoável, as boas representações da realidade e a qualidade de solução satisfatória são razões para considerar esta abordagem para o roteamento (BALLOU, 2001).

Os métodos heurísticos construtivos encontram a solução passo a passo, onde em cada passo se adiciona componentes individuais: nós, arcos, variáveis, etc. As rotas começam vazias, e a cada iteração elas vão sendo expandidas (construídas). A cada iteração, além da geração de novos elementos, é feita a eliminação dos elementos que não satisfaçam a um critério determinado para a permanência na lista, guardando-se o melhor conjunto de seqüências (melhor rota) encontrado. A principal heurística construtiva é o procedimento de economia de Clark e Wright.

Clark e Wright

A heurística das economias de Clark e Wright é um método bastante utilizado na resolução de problemas de roteamento. Baseia-se na noção de economias, que pode ser definido como o custo da combinação, ou união, de duas sub-rotas existentes. Trata-se de uma heurística iterativa de construção baseada numa função “gulosa” de inserção.

Inicialmente, cada cliente é servido por um veículo, constituindo rotas entre o depósito e cada cliente. Seja cij o custo de viagem partindo de um cliente i a um cliente j, podendo ser dado em distância percorrida ou tempo de deslocamento. Segundo definição de Liu & Shen (1999), duas rotas contendo os clientes i e j podem ser combinadas, desde que i e j estejam ou na primeira ou na última posição de suas respectivas rotas e que a demanda total das rotas combinadas não ultrapasse a capacidade do veículo.

Em cada iteração, todas as combinações de rotas possíveis são analisadas através da fórmula sij = ci0 + c0j - cij, onde 0 representa o depósito. As duas rotas que renderem a maior economia de combinação são unidas. Por ser sempre escolhida a maior economia dentre as

10

possíveis, a função de escolha é dita “gulosa”. Como a cada nova combinação de sub-rotas as economias são novamente calculadas e atualizadas para a próxima combinação de sub-rotas, o método é dito iterativo, (LIU & SHEN, 1999).

6.4. Módulo de Relatórios

O módulo de relatórios será responsável por passar as informações aos usuários. Nesse módulo será possível o usuário obter informações detalhadas ou agrupadas, em forma de tabelas ou gráficos.

Basicamente ele poderá ver os seguintes relatórios:

- Pontos de coletas cadastrados

a) Nome do Ponto;

b) Coordenadas;

c) Tipo de Lixo;

d) Quantidade de Lixo.

Abaixo temos um exemplo do Relatório dos Pontos de Coletas Detalhados. Podemos ver que é possível identificar a quantidade de cada tipo de lixo por ponto de coleta. Esse relatório contará com filtros que permitirão ao usuário determinar quais tipos de lixo e valores máximos e/ou mínimos da Quantidade de Lixo serão exibidos.

Neste outro exemplo de relatório, temos a quantidade de lixo agrupada para cada ponto de coleta. Essa informação é importante, pois vai permitir ao usuário verificar quais são os principais pontos onde deve ser coletado o lixo. O usuário também poderá filtrar os valores máximos e/ou mínimos que serão exibidos.

11

Ainda dentro dos Relatórios de Pontos de Coleta, o usuário poderá definir se quer excluir alguma coluna ou se quer exibir gráficos. Esse tipo de interatividade é importante, pois permite ao usuário obter somente as informações que ele está interessado. Por exemplo, ele pode desejar saber somente quais são os pontos cadastrados. Para isso, informações como quantidade de lixo, tipo de lixo e coordenadas não são necessárias. Ele vai poder selecionar somente a exibição da coluna “Nome do Ponto” e pedir o relatório.

- Tipos de Lixo

a) Tipo do Lixo;

b) Quantidade de Lixo;

c) Principais pontos.

Esse tipo de relatório exibe ao usuário as informações agrupadas por tipo de lixo. Essas informações são muito importantes para empresas de reciclagem. Cada tipo de lixo demanda um tipo de processo, tem determinados clientes e gera custos e lucros diferentes.

7. Conclusão

A tecnologia da informação possui a capacidade de melhorar a qualidade e a disponibilidade de informações e conhecimentos importantes para a empresa, seus clientes e fornecedores. Os sistemas de informação mais modernos oferecem às empresas oportunidades sem precedentes para a melhoria dos processos internos e dos serviços prestados ao consumidor final.

Na coleta seletiva de lixo a TI possui grande importância desde a comunicação dos clientes com a empresa, que passam informações relativas à quantidade de lixo a ser recolhido, tipo do lixo: papel, plástico, metal, produtos químicos etc., passando pelos métodos de trabalho com o auxílio de softwares computacionais contribuindo para a melhoria da roteirização, em conseqüência obtendo redução nos custos e melhoria no serviço prestado, até o cadastramento de novos clientes, contendo dados dos mesmos para maior facilidade no manuseio das informações. A coleta seletiva de lixo realizada na UFV é a melhor forma de reaproveitamento e tratamento do lixo, para que ele tenha um destino satisfatório e que possa beneficiar tanto a população quanto o meio ambiente, gerar novos empregos com a

12

reciclagem e diminuir os impactos ambientais

Sendo assim a Tecnologia da Informação está permeando a cadeia de valor, em cada um de seus pontos, transformando a maneira como as atividades são executadas e a natureza das interligações entre elas.

Referências

BALLOU, R. H. Gerenciamento da Cadeia de Suprimentos (Planejamento, Organização e Logística Empresarial), 4ª edição. Ed. Bookilometroan.

BODIN, L.D. Twenty years of routing and scheduling. Operations Research, v.12, 1990.

CLARKE, G.e J.W. WRIGHT Scheduling of vehicles from a central depot to a number of delivery points. Operations Research, v. 12, p. 568-581, 1964.