Coleta de resíduos recicláveis : um estudo via técnicas de pesquisa operacional

Abstract

Resumo : A geração de resíduos sólidos a nível nacional é crescente, e tornam-se cada vez mais necessária melhoria na gestão das cadeias de coleta. A integração dos conhecimentos de Pesquisa Operacional e Logística apresentam boas estruturas para aprimoramentos em sistemas que envolvem coleta ou distribuição, além disso com os métodos computacionais existentes, é possível a resolução com resultados próximos ao ótimo. A coleta dos resíduos sólidos pode ser modelada conforme um Problema de Roteamento de Veículos. Este problema possui várias aplicações e métodos para resolução, podendo ser classificados entre exatos e heurísticos. Para a solução e obtenção dos dados, a linguagem de programação Python, associada com a linguagem de programação Julia permite um bom desenvolvimento, devido aos pacotes livres de otimização, de obtenção, e tratamento de dados. No presente trabalho, estudou-se a otimização das rotas de coleta de recicláveis na cidade de Mandaguari, localizada no estado do Paraná. Foram estudadas duas abordagens para modelagem do problema: no primeiro modelo, foram utilizadas as zonas atuais de coleta empregadas pelo município, já no segundo modelo, foram desenvolvidas novas zonas a fim de otimizar o custo total. Os resultados obtidos pelas duas abordagens foram comparados com o praticado atualmente e foram promissores, mostrando grande aplicabilidade, resultando em melhorias de 18,13% para o primeiro modelo e 20,60% para o segundo. Demonstra-se alta aplicabilidade para os problemas de Pesquisa Operacional na gestão da coleta de resíduos recicláveis com os métodos utilizados

Abstract : National solid waste generation is increasing, and improvements in the management of the entire collection chain are becoming increasingly necessary. The integration of Operational Research and Logistics knowledge presents good structures for improvement in systems involving collection or distribution, and with existing computational methods, resolution with near-optimal results is possible. Solid waste collection can be modeled according to a Vehicle Routing Problem, which has several applications and methods for resolution, and can be classified between exact and heuristic. For data solution and retrieval, the Python programming language associated with the Julia programming language allows for good development due to the free optimization, retrieval, and data handling packages. In the present work, we studied the optimization of recyclable collection routes in the city of Mandaguari, located in the state of Paraná. In the present work two approaches for problem modeling were studied, in the first model the current collection zones used by the municipality were used, while in the second model new zones were developed in order to optimize the total cost. The results obtained by the two approaches were compared with the current one and were promising, showing great applicability, resulting in improvements of 18.13% for the first model and 20.60% for the second one. High applicability to Operational Research problems in the management of recyclable waste collection with the methods used is demonstrated