Simulação de uma Cadeia Logística de Transporte de Mercadorias

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1 A problemática das emissões de carbono André Manuel Formiga Carôco Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil Júri Presidente: Professor Doutor João Torres de Quinhones Levy Orientador: Professor Doutor Amílcar José Martins Arantes Vogal: Professor Doutor Filipe Manuel Mercier Vilaça e Moura Dezembro de 2013

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4 Abstract Simulating a Supply Chain of Goods The issue of carbon emissions Given the current state of development of society and the growing threat and unavoidable pollutant emissions, largely from the system for road goods transport is vital to quantify the gains that may be obtained by replacing the road mode by the rail. In this context, this dissertation aims to create a simulation model to evaluate a supply chain of goods in terms of cost, time and carbon footprint based on the resources needed throughout the logistics process. To achieve that objective, first a literature review was carried out on transports modes, on carbon footprint and Discrete Event-Based Simulation. After the characterization of the problem, the software Simul8 was used to developed a simulation model of a supply chain of goods between the cities Lisbon and Porto, involving road and rail transportation and considering three parameters: cost, service level and carbon footprint. The simulation model confirmed, for several configurations of the supply chain, that the rail mode when compared with the road mode is more competitive in terms of cost and carbon footprint and less competitive in terms of service level, even for small distances such as the distance between Lisbon and Porto (300km). Further tests suggested that, in order to increase the service level of the rail mode, there should be possible to provide transportation services by train more often, during daytime and at higher speeds. Key words: carbon footprint, discrete event-based simulation, logistics, supply chain, transportation mode. ii

5 Resumo Dado o estado atual de desenvolvimento da sociedade e da crescente ameaça das inevitáveis emissões de poluentes, principalmente a partir do sistema de transporte rodoviário de mercadorias é vital quantificar os ganhos que podem ser obtidos através da substituição do modo rodoviário pelo ferroviário. Neste contexto, esta dissertação tem como objetivo criar um modelo de simulação que permita avaliar uma cadeia de logística de mercadorias em termos de custo, tempo e pegada de carbono com base nos recursos necessários em todo o processo logístico. Para conseguir este objetivo, em primeiro lugar foi realizada uma revisão da literatura sobre os modos de transportes, a pegada de carbono e Simulação Baseada em Eventos Discretos. Após a caracterização do problema, o software Simul8 foi usado para desenvolver um modelo de simulação de uma cadeia logística de mercadorias entre as cidades de Lisboa e Porto, envolvendo transporte rodoviário e ferroviário, considerando três critérios: custo, nível de serviço e pegada de carbono. O modelo de simulação confirma, para diversas configurações da cadeia logística de mercadorias, que o modo ferroviário, quando comparado com o modo rodoviário é mais competitivo em termos de custo e pegada de carbono e menos competitivo em termos de nível de serviço, mesmo para curtas distâncias, como a distância entre Lisboa e Porto (300 km). Testes adicionais sugeriram que, a fim de aumentar o nível de serviço do modo ferroviário, não deve ser possível fornecer serviços de transporte de comboio mais frequentemente, durante o dia e a alta velocidade. Palavras-chave: logística, cadeia de distribuição, modo de transporte, simulação baseada em eventos discretos, pegada de carbono. iii

6 Agradecimentos É um prazer agradecer às diferentes pessoas que fizeram esta dissertação possível. Gostaria de começar por mostrar o meu apreço ao Orientador, Professor Amílcar Arantes. Desde o início, por aceitar este projeto e de ter disponibilidade em me ajudar. As nossas reuniões foram esclarecedoras por constantemente ter uma resposta capaz de acrescentar algo de novo ao meu conhecimento e a esta dissertação. Aos meus pais e irmão por serem compreensivos e solidários quando eu não podia estar lá. Um agradecimento especial, também, a todos os meus amigos próximos, familiares, colaboradores e Professores do Instituto Superior Técnico. iv

7 Acrónimos ARTEMIS: Assessment and Reliability of Transport Emission Modelling and Inventory Systems; CD: Centro de distribuição; CEFIC: European Chemical Industry Council; CO 2 : Dióxido de carbono; CO 2e : Dióxido de carbono equivalente; CR: Centro de recolha; DCA: Diagrama de ciclo de atividades; DCV: Diagramas do ciclo de vida; EcoTransIT World: Ecological Transport Information Tool Worldwide; EIA: Energy Information Administration (USA); GCD: Gestão da cadeia de distribuição; GEE: Gases com efeito de estufa; GGP: Green GasHouse Protocol; GPL: Gás de petróleo liquefeito; HBEFA: Handbook Emission Factors for Road Transport; IEA: International Energy Agency (OCDE); IO: Investigação Operacional; IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change; LHVs: Longer and Heavier Goods Vehicles; NTM: Network for Transport and Environment; OCDE: Organização para a cooperação e desenvolvimento económico; ONGs: Organizações não-governamentais; PC: Pegada de carbono; PQ: Protocolo de Quioto; SIG: Sistema de informação geográfica; SIT: Sistemas inteligentes de transportes; STREAM: Study on the Transport Emissions of All Modes; v

8 UE: União Europeia; UNFCC: United Nations Framework Convention on Climate Change; l: litro; pkm: passageiro x quilómetro; tkm: tonelada x quilómetro; vkm: veículo x quilómetro; vi

9 Índice Abstract... ii Resumo... iii Agradecimentos... iv Acrónimos...v Índice... vii Figuras... ix Tabelas... xi I. Introdução... 1 I.1 A problemática do transporte de mercadorias... 1 I.2 Objetivos... 4 I.3 Metodologia... 5 I.4 Organização... 6 II. Estado da arte... 7 II.1 Introdução... 7 II.2 Transporte de mercadoria... 7 II.2.1 Modos de transporte... 8 II Modo rodoviário... 9 II Modo ferroviário... 9 II.2.2 Logística II.3 Pegada de Carbono II.3.1 Origem II.3.2 Influência dos Transportes II.3.3 Metodologias de medição da PC II.3.5 Medidas propostas para diminuição II.3.6 Cenários para emissão de gases no setor dos transportes II.3.7 Boas práticas II.4 Simulação II.4.1 Definição vii

10 II.4.2 Origem II.4.3 Vantagens II.4.4 Utilizadores II.4.5 Categorias II.4.6 Metodologia III Caso de estudo III.1 Cadeia Logística de Transporte de Mercadorias III.1.1 Entidades do sistema modelado III.1.2 Diagrama do ciclo de vida das entidades III.2 Modelo desenvolvido em Simul III.2.1 Esquema III.2.2 Descrição IV Validação do Modelo IV.1 Estabilização do sistema IV.2 Warm-up IV.3 Tempo de Simulação IV.4 Número de Corridas IV.5 Condições impostas ao sistema IV.6 Confirmação do não congestionamento do sistema V Resultados V.1 Plano de experiências V.2 Simulação da cadeia logística de transporte rodoviária direta V.3 Simulação da cadeia logística de transporte rodoviária via CR/CD V.4 Simulação da cadeia logística de transporte rodoferroviária via CR/CD V.5 Comparação entre três configurações da cadeia logística de transporte VI Conclusões e trabalhos futuros Bibliografia Anexos Anexo 1 Instrumentos de trabalho no SIMUL viii

11 Figuras Figura I. 1 - Estrutura da dissertação Figura II.1 - Níveis de escolha empresariais Figura II.2 - Modos de transporte e custos totais Figura II.3 - Logística urbana com uma plataforma logística Figura II.4 - Estratégias de redes aplicadas às Cadeias de Distribuição Figura II.5 - Histórico de emissões de CO 2 no setor dos transportes Figura II.6 - Relação entre as variáveis logísticas, determinantes e impactos ambientais Figura II.7 - Emissão de seis gases para diferentes grupos (GGP) Figura II.8 - Relação entre os GEE com o fator de capacidade (payload) Figura II.9 - Cenários do transporte rodoviário mundial para a) a procura de combustíveis e b) as emissões de CO 2e Figura II.10 - Visualização gráfica do Simul8: Exemplo de um modelo de simulação Figura II.11 - Processo iterativo para definir o modelo de simulação Figura III.1 - Esquema da divisão logística em três blocos para o modelo rodoviário Figura III.2 - Esquema da divisão logística em três blocos para o modelo rodoferroviário Figura III.3 - Caraterísticas do transporte de recolha/distribuição Figura III.4 - Caraterísticas do "Trunking" Figura III.5 - Caraterísticas da consolidação/desconsolidação Figura III.6 - DCV: Encomendas Figura III.7 - DCV: Veículos utilizados no Trunking (camião ou comboio) Figura III.8 - DCV: Veículos utilizados na recolha/distribuição Figura III.9 - DCA do sistema Figura III.10 - Resultados das emissões fornecido pelo Simul Figura III.11 - Duplicação do percurso nas encomendas Figura III.12 - Modelo rodoviário direto Figura III.13 - Modelo rodoviário via CR/CD Figura III.14 - Modelo rodoferroviário ix

12 Figura III.15 - Cadeia logística genérica Figura III.16 - Propriedades da atividade transp-recolha_lx Figura III.17 - Propriedades das atividades recebimento_lx e despacho_lx Figura III Propriedades da atividade Trunking Figura III.19 - Informação da atividade Trunking Figura III.20 - Propriedades das atividades recebimento_px e despacho_px no Porto Figura III.21 - Propriedades da atividade distribuição_px Figura III.22 - Horários de funcionamento dos turnos (atributo temporal) Figura IV.1 - Tempo médio de permanência de uma encomenda Figura IV.2 - Tempo médio de permanência de uma encomenda Figura IV.3 - Visualização gráfica do S8: Determinar o número de runs Figura IV.4 - Percentagem média de utilidade de uma encomenda Figura V.1 - Nível de serviço médio das encomendas no modelo rodoviário direto Figura V.3 - Nível de serviço médio das encomendas no modelo rodoferroviário via CR/CD Figura V.2 - Nível de serviço médio das encomendas no modelo rodoviário direto Figura V.4 - PC de uma encomenda por modelo Figura V.5 - Custo unitário de uma encomenda por modelo x

13 Tabelas Tabela I.1 - Custos internos, externos e integrados em Portugal (.vkm -1 )... 3 Tabela I.2 - Custos internos, externos e integrados em Portugal (.tkm -1 )... 3 Tabela II.1 - Vantagens e desvantagens relativas entre modos de transporte de mercadorias Tabela II.2 - Fatores de emissão para o transporte ferroviário de mercadorias Tabela II.3 - Descrição de sistemas de modelação Tabela III.1 - Parâmetros dos centros de trabalho do ramo superior Tabela III.2 - Parâmetros dos centros de trabalho do ramo inferior Tabela IV.1 - Condições impostas Tabela IV.2 - Não congestionamento do sistema Tabela V.1 - Coleta de resultados xi

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15 I. Introdução Face ao estado atual de desenvolvimento da sociedade e à ameaça crescente e incontornável das emissões poluentes, em grande parte provenientes dos sistemas de transporte de mercadoria rodoviária poderá ser vital quantificar os ganhos que se poderão obter da substituição pelo transporte ferroviário. Tal transição não é simples, as diferenças entre os dois modos de transporte, no momento, são vantajosas ao modo rodoviário, pelo menos aparentemente. Poderá ainda ser relevante avaliar os ganhos e as perdas passíveis da substituição do modo rodoviário pelo modo ferroviário no transporte de mercadorias, nomeadamente em termos de três critérios: a pegada de carbono (PC), o nível de serviço prestado e o custo. A inclusão da PC como critério de escolha de uma cadeia de recolha/distribuição poderá ser uma mais-valia ambiental que permita apoiar quais as melhores opções na escolha do modo de entrega de mercadorias. Através da utilização de metodologias de simulação, é possível observar a evolução ao longo do tempo de valores mínimos e máximos de critérios como as emissões poluentes associadas ao transporte de mercadorias, e ao mesmo tempo determinar o custo e o nível de serviço associado. O nível de serviço adotado na presente dissertação é referido ao tempo que uma encomenda (no caso, o equivalente a 1 tonelada de mercadoria a granel) demora desde o seu pedido inicial até à sua entrega e portanto não deverá ser confundido com a avaliação da qualidade da operação numa via (corredor de circulação) num dado período de tempo. I.1 A problemática do transporte de mercadorias Nos setores industriais o transporte é responsável por mais do que 25% do consumo de energia das empresas e cerca de 80% das emissões de poluentes (IEU,1999). A Indústria dos transportes em assume um papel de capital importância no desenvolvimento socioeconómico dos países. Os Sistemas de Transportes representam uma parte importante do Produto Interno Bruto (PIB) e o facto de estarem interligados ao setor da Indústria, das Telecomunicações, da Energia, do Ambiente e Urbanismo faz com que necessite de constantes estudos. Muitos destes estudos são realizados para permitir avanços tecnológicos ou de competitividade no setor, facto que está associado indiretamente a melhorias nos setores associados. As tendências do transporte urbano de mercadorias apontam para um aumento do tempo de transporte em vazio, com encomendas entregues "Just-in-time" e "porta a porta", o que por sua vez poderá conduzir a um maior número de viagens e com menores cargas. Assim, este aumento de eficácia na operação de transporte implica aumento de custos e poluição, ou seja, uma redução da 1

16 sua eficiência devido ao aumento dos custos de transporte. Contudo, se não for feito um esforço de para melhorar as cadeias logísticas, os custos de transporte vão aumentar significativamente (Jain et al, 2012). De referir que o aumento dos níveis de serviço das operações de transporte está normalmente associado a um aumento das emissões poluentes, o qual está relacionado uma PC correspondente e passível de ser determinada. O setor dos transportes de mercadorias está relacionado com os setores da energia e do ambiente. O setor da energia tem um forte peso nos custos de transporte; ao transporte de mercadorias estão associados consumos por parte do setor dos transportes e receitas quer de utilidade pública, quer privada. Por outro lado, o ambiente, com as preocupações sempre presentes de preservar o planeta para as gerações futuras, restringe a atividade de transporte, nomeadamente através da imposição de limites para a respetiva pegada de carbono (EC, 2011). Com base no princípio da sustentabilidade, i.e., de não comprometer os recursos naturais das gerações futuras, foram criados vários programas internacionais e livros brancos (EC, 2011). O acordo pioneiro que tentou reduzir as emissões de gases com efeito de estufa foi o protocolo de Quioto. Até à data, 2013, 83 países e a UE assinaram o referido protocolo (UNFCC, 2009). Estes países, dos quais Portugal está inserido, planearam reduzir as suas emissões nacionais totais para valores pelo menos 5% abaixo dos níveis verificados em 1990 até 2012 (UNFCC, 1998). O dióxido de carbono é o gás que recebe maior atenção da UE porque é aquele que tem maior impacto sobre o meio ambiente. A importância das emissões de carbono tem como objetivo desenvolver uma metodologia que permita calcular a quantidade de emissões de carbono no transporte e, por outro lado, obter uma compreensão do impacto das mesmas na escolha da configuração da cadeia de distribuição (te Loo, 2009). Atualmente estima-se que, no período de cumprimento do Protocolo de Quioto, , Portugal cumpriu com os limites fixados, tendo mesmo emitido menos 1,21 Mt CO 2e em comparação com A utilização do transporte ferroviário na UE tem tido grande destaque devido às mudanças das políticas de transporte ferroviário. O livro branco de 2011 da UE sublinha a necessidade de um aumento do volume de transporte de mercadoria por ferrovia na Europa. A UE reconhece que a ferrovia é um modo de transporte amigo do ambiente e consequentemente sugere que até % das mercadorias rodoviárias com trajetos superiores a 300km devam ser transportadas por outros modos de transporte, nomeadamente o marítimo e o ferroviário e para mais de 50% até 2050 (EC, 2011, pp 9). Estas metas são atingidas através da existência de infraestruturas que permitam a existência de um corredor verde e eficiente de mercadorias, possibilitando uma passagem eficiente de mercadorias movimentadas pelo modo rodoviário para o ferroviário (Marinov e Woroniuk, 2012). Em 2010 foram transportadas 217,9 milhões de toneladas de mercadorias por modo rodoviário em Portugal, o que representa uma redução de 12,9% relativamente a Invertendo a tendência de 2009, em 2010 o transporte internacional (21, t) foi menos afetado pela crise económica, com uma quebra de 2,5%, enquanto no transporte nacional (196, t) a redução foi de 13,8%. Quanto à distribuição modal em toneladas, em 2010, 60,6% das mercadorias entraram ou saíram do território 2

17 por modo marítimo, 34,5% por rodoviário e 4,9% pelos outros modos, aéreo e ferroviário. Estas diferenças justificam-se pelo custo associado a cada um dos modos de transporte com base na relação distância/tempo de transporte, o que condiciona fortemente o tipo de mercadoria transportada em cada modo (INE, 2010). O consumo energético no transporte ferroviário de mercadorias em 2010 ascendeu a 22,2 milhões de litros de gasóleo, valor semelhante ao registado no ano precedente, e ainda a um total de 291,1 milhões de KWh de energia elétrica (INE, 2010). Com o propósito de obter e compreender os custos integrados do transporte de mercadorias, em Aveiro foi realizado um estudo para quantificar os custos internos e externos (externalidades) de mobilidade em Portugal (Carvalho et al, 2011). Este estudo engloba custos internos e externos, por veículo x quilómetro (vkm -1 ), passageiro x quilómetro (pkm -1 ) e por tonelada. Para cada um dos modos de transporte foram determinados custos médios (em.vkm -1, em.pkm -1,.tkm -1 ) em função dos tempos de vida, quilometragens e taxas de ocupação médios de cada um dos veículos de transporte. Os resultados consideram um período de trinta anos e são transcritos nas Tabelas I.1 e I.2 com valores referidos a Tabela I.1 - Custos internos, externos e integrados em Portugal (.vkm -1 ) (Carvalho et al, 2011). Modo de transporte Custos internos Custos externos Custos integrados Ligeiro de Mercadorias 2,499 2,086 4,585 Pesado de Mercadorias 5,679 4,175 9,854 Ferroviário de Mercadorias 92, , ,651 Tabela I.2 - Custos internos, externos e integrados em Portugal (.tkm -1 ) (Carvalho et al, 2011). Modo de transporte Custos internos Custos externos Custos integrados Ligeiro de Mercadorias 3,332 2,782 6,114 Pesado de Mercadorias 1,113 0,818 1,931 Ferroviário de Mercadorias 0,293 0,367 0,660 Este estudo concluiu acerca do transporte de mercadorias em Portugal o seguinte: Preocupações devido às reduzidas quilometragens médias, às reduzidas taxas de ocupação e aos custos elevados com acidentes; 3

18 No transporte de mercadorias os veículos pesados e o comboio são menos custosos que o transporte ligeiro. As diferenças entre os custos dos três modos reforçam a necessidade de se planear e levar a cabo o transporte de mercadorias a partir da correta articulação entre os vários modos/veículos de transporte (Carvalho et al,2011). Os avanços informáticos nas últimas décadas têm permitido o desenvolvimento de pacotes de software de simulação capazes de modelar o funcionamento de cadeias de abastecimento, nomeadamente simular e comparar as várias opções de transporte de mercadorias. Assim, é importante compreender a aplicabilidade dos modelos de simulação na indústria dos transportes. Estes softwares permitem determinar as emissões e os custos associados às entidades envolvidas em diferentes estágios da cadeia de abastecimento/distribuição. O presente estudo pretende contribuir para melhor compreender a problemática das emissões poluentes no transporte de mercadorias, nomeadamente estudando a possibilidade da troca do modo de transporte rodoviário pelo ferroviário, tendo como critérios de análise o custo, as emissões e o nível de serviço. I.2 Objetivos O principal objetivo da presente dissertação é a avaliação e comparação entre o transporte de mercadorias através dos modos rodoviário e ferroviário, entre a região de Lisboa e a do Porto, considerando o trade-off (compromisso) entre custo e nível de serviço com a Pegada de Carbono (PC). Os objetivos principais são divididos nos seguintes objetivos operacionais: Uma pesquisa e análise bibliográfica sobre os transportes de mercadorias, suas implicações na PC, caracterizar o problema e efetuar uma recolha de dados; Identificação e modelação das entidades envolvidas e modelação dos respetivos; Desenvolvimento do modelo de simulação de uma cadeia logística de mercadorias utilizando o software Simul8; Aplicar o modelo de simulação a várias configurações da cadeia logística de TM e, de acordo com os resultados obtidos para as duas alternativas em confronto, enunciar conclusões e recomendações. Neste trabalho pretende-se uma contribuição para a temática dos impactos ambientais do transporte de mercadorias, com recomendações de melhores configurações para cadeias logísticas de transporte de mercadorias em termos de custo, nível de serviço e PC. 4

19 I.3 Metodologia A metodologia utilizada ao longo da dissertação tem como base as seguintes etapas (Error! Reference source not found.): Revisão e análise bibliográfica através da caracterização do estado da arte nos seus conceitos e modelos aplicáveis às cadeias logísticas de transporte de mercadorias; Caracterização e comparação dos modos de transporte rodoviário e ferroviário e sua relação com as emissões de gases aplicáveis à PC; Desenvolvimento de um modelo de simulação com o respetivo campo de aplicação desta metodologia através do SIMUL8; Validação e aplicação do modelo; Conclusões e propostas de estudos e trabalhos futuros. Figura I. 1 - Estrutura da dissertação. 5

20 I.4 Organização Após definidos os objetivos e a metodologia de investigação, é apresentada a organização da dissertação. A dissertação está organizada em seis capítulos, sendo este o primeiro e referente à introdução da mesma, uma justificação da escolha do tema, da definição de objetivos e da metodologia adotada no estudo. No segundo capítulo são expostos os princípios teóricos dos sistemas de transportes, abordando a logística com foco na competitividade existente entre os diferentes modos de transporte. São ainda confrontados os conceitos teóricos da PC relacionada com os transportes e as emissões de gases com o efeito de estufa. É neste capítulo que é abordado o campo de aplicação da simulação de eventos discretos. No terceiro capítulo são caraterizados os pressupostos necessários a adequarem o tema em estudo à simulação preconizada no software escolhido, o SIMUL8. No quarto capítulo o modelo é validado. No processo de validação são analisadas e identificadas barreiras do modelo desenvolvido. No quinto capítulo são descritos os resultados de três experiências para comparar as três tipologias logísticas modeladas. Por fim, no sexto capítulo são apresentadas conclusões adquiridas ao longo da dissertação e os objetivos propostos são confrontados com os adquiridos. Para concluir são referidos estudos futuros para dar continuidade a esta dissertação, no sentido de aperfeiçoar o modelo de simulação elaborado, temática e campo de aplicação da PC. 6

21 II. Estado da arte II.1 Introdução Neste capítulo é levada a cabo uma revisão da literatura cobrindo as áreas temáticas abrangidas pela presente dissertação, nomeadamente, o transporte de mercadorias, a pegada de carbono (emissões poluentes) e a simulação discreta baseada em eventos. II.2 Transporte de mercadoria Dependendo das circunstâncias, são três os principais objetivos apontados aos sistemas de transportes, sendo o seu peso diferente consoante o caso: eficiência económica no setor, contributo para eficiência da economia e sociedade em geral; equidade e coesão social; e sustentabilidade ambiental (Viegas, 2010). As empresas que utilizam os transportes de mercadorias escolhem o modo e o tipo de serviço baseado na melhor utilidade para o consumidor considerando como citérios: preço, prazo e atrasos de entrega (nível de serviço); e a probabilidade de danificação / ou perda (Viegas e Baindur, 2011). Para ajudar na escolha do modo de transporte, Manheim introduziu uma hierarquia (Manheim, 1979) no processo de decisão com 9 níveis (Figura II.1). Os três primeiros níveis são puramente relacionados com a atividade econômica e os restantes seis com a atividade logística e o transporte de mercadorias. Os três primeiros níveis são baseados em Manheim (1979). (Friedrich, 2010).Os custos de transporte são contabilizados no quarto nível e o seguinte os polos logísticos e pontos de recarga. Existem diferentes caminhos de abastecimento que são escolhidos para os fluxos de matérias-primas. Após atribuir fluxos de mercadorias às rotas traçadas são executadas escolhas para definir o modo de entrega, frequência e a dimensão do lote. Existem escolhas com um caráter operacional, como a escolha do trajeto e o dimensionamento da carga (Friedrich, 2010). O transporte de mercadorias constitui um fator importante para o desenvolvimento econômico e social às maiores atividades no mundo. O transporte de mercadorias é visto como um conceito verde envolvendo modos de transporte verde, e operações ao longo dos corredores verdes (Marinov et al, 2010). Atualmente assiste-se a um crescimento explosivo de carga movimentada à escala global, na Europa em particular. A globalização tem contribuído para mudanças significativas e positivas na forma como a sociedade moderna vive; no entanto, existem também impactos negativos sobre as condições de vida, tais como congestionamentos e poluições (Marinov et al, 2010). 7

22 Ferroviário Rodoviário Simulação de uma Cadeia Logística de Transporte de Mercadorias Figura II.1 - Níveis de escolha empresariais. Na Europa e na América do Norte as emissões poluentes diretas (do escape dos veículos) provenientes dos veículos de transporte de mercadorias rodoviários são uma ordem de grandezas inferiores às verificadas no início dos anos noventa. Outro fator importante é o fato de que os veículos hoje serem mais silenciosos, seguros e menos prejudiciais para o pavimento. Estas melhorias resultam de avanços, tecnológicos e nas operações logísticas. O conceito de Green Logistics melhorou bastante nos últimos anos e é espetável que continue a melhorar (Evangelist et al, 2012). Em países onde o transporte de mercadorias rodoviário é dominante, o aumento de carga pode proporcionar benefícios ambientais, por exemplo via maior consolidação de cargas. As iniciativas que apresentam benefícios têm como objetivo o aumento da eficiência na utilização dos combustíveis nos veículos rodoviários, nomeadamente, através de melhoramentos no design, na manutenção, no tipo de combustível ou no comportamento do condutor. (Alan McKinnon, 2000). II.2.1 Modos de transporte São cinco os principais modos de transportes: rodoviário, ferroviário, aéreo, marítimo e pipeline (conduta). As suas vantagens e desvantagens relativas são apresentadas na Tabela II.1. Tabela II.1 - Vantagens e desvantagens relativas entre modos de transporte de mercadorias. Vantagens Desvantagens Flexibilidade e com grande cobertura geográfica; Manuseamento de pequenos lotes e muito competitivo em curtas/médias distâncias; Rapidez e com serviço porta-a-porta. Baixo custo para distâncias elevadas e possibilita o transporte de vários tipos de produtos, bastante adequado para produtos de baixo valor e alta densidade. Proporciona para os cidadãos maior mobilidade devido à redução do congestionamento e maior segurança devido à redução dos riscos associados ao transporte, particularmente no caso de mercadorias perigosas. (Marinov e Woroniuk, 2012). Unidades de carga limitadas e muito dependentes do trânsito, das infraestruturas e da regulamentação (circulação, horário). Pouco flexível (terminal a terminal) e competitivo para pequenos carregamentos e para pequenas distâncias; Elevados custos de manuseamento; 8

23 Pipeline Marítimo Aéreo Simulação de uma Cadeia Logística de Transporte de Mercadorias Vantagens Desvantagens Boa fiabilidade, velocidade e frequência entre principais cidades; Adequado para produtos de elevado valor e longas distâncias e em estados de emergência. Elevado custo, pouco flexível (terminal a terminal e não porta-a-porta) e pouca capacidade. Competitivo para produtos com muito baixo custo por tonelada (químicos, ferro, cimento, petróleo, minerais, ); Grande capacidade. Funciona ponto a ponto para líquidos e gases com rapidez, baixa mão-de-obra e manutenção; Longa vida útil. Fonte: Carvalho (2004), Machado (1998), Marinov e Woroniuk (2012). Baixa velocidade e muito pouco flexível; Limitado a mercados com orla marítima; Os navios cargueiros são construídos para carregar cerca de contentores (Machado, 1998, p.1367). Investimento elevado; Não adaptável a vários tipos de produtos. II Modo rodoviário Às dimensões dos veículos estão associados diferentes atributos, capacidades de carga e consequentemente diferentes tipos de potência e eficiência. As especificações técnicas de cada veículo variam bastante de país para país e do tipo de carga a transportar. Desde 1996 que a Suécia adotou veículos modulares longos e pesados estando estes restringidos às partes centrais das cidades, podendo estes utilizar cerca de 90 por cento das vias públicas, sendo permitido um máximo de 60 t por transporte (Ericson et al, 2010). Um primeiro desafio é referente às metodologias eficazes de aumentar a sustentabilidade ambiental do transporte rodoviário de mercadorias. Regulamentos sobre o peso e dimensões dos veículos pesados de mercadorias permitem às empresas consolidarem cargas em um número menor de entregas. A experiência de empresas que utilizam veículos mais longos e mais pesados (Longer and Heavier Goods Vehicles - LHVs) evidenciam uma combinação de benefícios económicos, ambientais e de segurança. As propostas para estender o uso de LHVS na Europa são extremamente controversas devido à forte resistência dos interesses ferroviários, dos grupos ambientalistas e dos inevitáveis investimentos em novas infraestruturas rodoviárias. Esta tecnologia, que representa uma grande inovação nos transportes rodoviários, pode ser impedida de ver a luz do dia devido às atuais regulamentações e aos lobbies políticos e económicos (Evangelist et al, 2012). II Modo ferroviário Na Alemanha, por cada tonelada de mercadorias transportadas transferida do modo rodoviário para o ferroviário obtém-se uma redução de 8,1 kg CO 2 por cada 100 km percorrido (DIW, 1999). As perspetivas futuras para reduzir o crescimento da procura do transporte rodoviário de mercadorias não parecem promissoras, especialmente no curto prazo. Assim, é possível reduzir os impactos 9

24 ambientais através da implementação das seguintes medidas de descarbonização (Alan McKinnon, 2000): Aumentar a quota de carga movido em veículos menos prejudiciais para o ambiente; Aumentar a taxa de ocupação dos veículos, diminuindo assim as emissões unitárias associadas a uma encomenda; Melhorar a eficiência energética das operações de transporte de mercadorias; Redução das emissões por unidade de energia consumida no transporte de mercadorias. II.2.2 Logística O Council of Supply Chain Management Professionals assume que a Logística é a parte da gestão da cadeia de distribuição que planeia, implementa e controla o fluxo e armazenamento eficiente e económico de matérias-primas, materiais semiacabados e produtos acabados, bem como as informações a eles relativas, desde o ponto de origem até ao ponto de consumo, com o propósito de atender às exigências dos clientes (Carvalho, J. C. 2002). Segundo Carvalho a trilogia logística depende do custo, do tempo e da qualidade, e o seu objetivo final é prestar o melhor serviço possível ao cliente, controlando a qualidade de entrega e do tempo dispensado, mas também todo o serviço prestado por toda a empresa ao cliente. Esta pirâmide tem por objetivo ainda maximizar os ganhos da operação tendo em conta o serviço a baixo custo e a finalidade central de qualquer sistema logístico é a satisfação dos clientes/consumidores (Carvalho, 2004). A missão da logística é dispor a mercadoria ou serviço no lugar certo, no tempo certo, e nas condições desejadas. As empresas logísticas além de realizar todas as atividades de acordo com a missão da logística procuram então satisfazer o seu cliente, porque é ele quem proporciona a sustentação da mesma nos mercados competitivos (Ballou, 2007). Tseng et al (2005) reviram vários conceitos de teoria logística no artigo The role of transportation in Logistics chain, nomeadamente: a sua definição, os componentes dos sistemas logísticos, a relação existente entre os transportes e a logística, modelos de operação logísticos (gestão de centro de distribuição, logística inversa), logística urbana (City Logistics) e as perspetivas futuras da logística. De acordo com Tseng et al (2005), a logística de mercadoria urbana pode ser dividida em várias operações de natureza logística: armazenamento, transporte e manuseio/movimentações. A Figura II.2 ilustra a variação do custo logístico total em função do modo de transporte; o custo total é dividido em custo de armazenamento e custo de transporte. Aos modos de transporte mais rápidos estão associados custos de transporte inevitavelmente mais elevados, contudo correspondem a custos de armazenamento menores, pois a resposta do sistema logístico é elevada permitindo reduzir a necessidade de produtos em stock. Por seu lado, os modos de transportes mais lentos, embora mais económicos, originam maiores níveis de stocks, ou seja, custos de armazenamento mais elevados. 10

25 Figura II.2 - Modos de transporte e custos totais (Tseng et al, 2005). Segundo Thompson et al (2001) os principais intervenientes no transporte urbano de mercadorias são os (1) despachantes, as (2) transportadoras de carga, os (3) residentes e as (4) entidades públicas (locais ou centrais) (Thompson et al, 2001). Cada grupo tem os seus próprios objetivos e tende a se comportar de forma diversa; o seu comportamento individual pode afetar todo o transporte urbano de mercadorias, fazendo variar o nível de satisfação dos consumidores, a confiança das empresas e o custo de operação (Tseng et al, 2005). Um correto funcionamento do sistema logístico pretende não afetar nem a segurança nem a tranquilidade nas cidades (Tseng et al, 2005). Segundo Taniguchi et al (2003) é necessário equacionar conjuntamente a (1) mobilidade, a (2) sustentabilidade e a (3) habitabilidade: Mobilidade é a facilidade de movimento, requisito básico para o transporte de mercadorias em áreas urbanas; As encomendas são entregues Just-In-Time, procurando um equilíbrio entre a capacidade da rede rodoviária e o congestionamento do tráfego associado; No que diz respeito à sustentabilidade, os problemas ambientais e de conservação de energia são aspetos fulcrais; As técnicas da logística integrada nas cidades incluem o estudo de cinco conceitos, nomeadamente (1) sistemas cooperativos de carga, (2) terminais, (3) controle dos fatores de carga de transporte, (4) novos sistemas de transporte de mercadorias e (5) sistemas inteligentes de transporte (Tseng Et al, 2005). Por seu lado, o conceito de terminais, plataformas logísticas (freight villages), encontra-se aplicado em várias cidades europeias. Nas plataformas logísticas, as mercadorias são classificadas e reorganizadas nos terminais antes da distribuição e entrega urbana, resultando numa redução do número necessário de veículos utilizados na distribuição, do manuseamento de cargas e na redução 11

26 das viagens desnecessárias em áreas urbanas. A Figura II.3 representa o modelo de plataforma logística. Algumas cidades europeias implementaram limitações da taxa de ocupação no transporte urbano de mercadorias através do controle dos fatores de carga de transporte, impondo altas taxas de carregamento. O método de regulamentação é através da publicação de certificados especiais e dando o direito às empresas de utilizar as infraestruturas de transporte nas áreas urbana, reduzindo a complexidade do transporte urbano. Figura II.3 - Logística urbana com uma plataforma logística (Potrol, 2003, Hesse e Rodrigue, 2004). A estrutura espacial das redes de transporte depende do tipo distribuição e da quantidade de mercadoria movimentada. A construção de uma cadeia de distribuição leva a uma mudança no sentido de existirem centros de distribuição maiores, sendo representado na Figura II.4 a estrutura teórica de uma rede de distribuição. Por outro lado, a estrutura das redes é adaptada para atender às exigências da procura de transporte de mercadorias, assumindo diferentes distribuições e escalas (Hesse e Rodrigue, 2004): Porta-a-porta/Ponto-a-ponto é utilizada quando encomendas singulares e especiais têm de ser satisfeitas, o que obriga o transporte de mercadorias a funcionar, maioritariamente, com cargas parciais. Este tipo de operações cria dificuldades no retorno do transporte à origem, normalmente em vazio. As exigências em termos de operação logística são mínimas, mas implicam uma enorme eficácia; Canal de distribuição corredor é muitas vezes utilizado para ligar aglomerados de alta densidade populacional com serviços multimodais, onde, por exemplo, os comboios de mercadorias têm interface marítima. A mercadoria que percorre o corredor pode ser carregada para o comboio ou descarregada do comboio para centros de distribuição locais ou regionais; 12

27 Canal de distribuição radial (Hub-and-Spoke) emergiu principalmente devida à distribuição de carga aérea e ao aparecimento de centros de distribuição de alto rendimento, favorecidos pelos serviços de entregas rápidas (O Kelly, 1998; SRI Internacional, 2002). Este canal apenas é possível de implementar se o terminal (ponto central) tiver a capacidade de escoar grandes quantidades de encomendas por unidade temporal. Os requisitos logísticos de uma cadeia radial são extensos e complexos, uma vez que a operação do terminal é bastante complexa. As rotas de distribuição final tendem a utilizar configurações circulares por forma a reduzirem as distâncias percorridas pelos meios de transportes (Hesse e Rodrigue, 2004); Canal de distribuição flexível assenta na criação de uma rota flexível, o que implica uma estratégia de rede complexa que requer alto nível de integração logística, uma vez que as rotas e as mudanças de terminais são alteradas conforme as variações previstas dos pedidos de transporte integrados de mercadoria (Hesse e Rodrigue, 2004). Figura II.4 - Estratégias de redes aplicadas às Cadeias de Distribuição. II.3 Pegada de Carbono O termo Pegada de Carbono (PC) foi-se tornado extremamente popular nos últimos anos e cada vez reúne maior consenso como indicador a utilizar na quantificação da PC; a sua popularidade resulta, em grande medida, da grande flexibilidade, nomeadamente, e por exemplo, pode quantificar os gases 13

28 poluentes diretos emitidos ou contemplar todos os gases durante o ciclo de vida completo de um produto 1. Na literatura é encontrada uma infinidade de descrições, algumas das quais são apresentadas de seguida (Wiedmann e Minx, 2008). Para uma melhor compreensão do espetro de definições por parte das várias entidades é aconselhada uma leitura atenta ao documento preconizado por Thomas Wiedmann e Jan Minx: BP (2007): PC é a quantidade de dióxido de carbono emitido devido às atividades diárias; Grub & Ellis (2007). A PC é uma medida da quantidade de dióxido de carbono emitido através da combustão de combustíveis fósseis. No caso de uma organização empresarial, é a quantidade de CO 2 emitido, direta ou indiretamente, como resultado das operações diárias. A PC pode refletir a energia fóssil representada num produto ou mercadoria existente no mercado; Paliamentary Office of Science and Technology (2006): A PC é a quantidade total de CO 2 e de outros Gases com Efeito de Estufa (GEE) emitidos ao longo do ciclo de vida completo de um processo ou produto. A PC é expressa em gramas de CO 2 equivalente por quilowatt-hora (gco 2e.KW - 1.h -1 ), que representa para os diferentes efeitos do aquecimento global de outros Gases com Efeito de Estufa (GEE). Definição adotada no presente trabalho: Wiedmann e Minx propõem a seguinte definição: "A PC é uma medida da quantidade total de dióxido de carbono emitida que é direta e indiretamente associada a uma atividade ou é acumulada ao longo dos períodos de vidas existentes nas fases de um produto " (Wiedmann e Minx, 2008). II.3.1 Origem Após o Protocolo de Quioto, Portugal assumiu o objetivo de limitar o aumento das suas emissões de GEE em 27%, no período de , relativamente aos valores de Para cumprir este objetivo, constituíram instrumentos fundamentais (Rodrigues, 2010): O Programa Nacional para as Alterações Climáticas (PNAC): define um conjunto de políticas e medidas internas para redução das emissões de GEE de vários setores de atividade; 1 Consultorias, empresas, ONGs e governos a criaram diferentes definições. 14

29 O Plano Nacional de Atribuição de Licenças de Emissão (PNALE): aplicável a um conjunto de instalações fortemente emissoras de GEE, e como tal incluídas no Comércio Europeu de Licenças de Emissão (CELE); O Fundo Português de Carbono: estimula o desenvolvimento de atividades na obtenção de créditos de emissão de GEE, através do investimento em mecanismos de flexibilidade do Protocolo de Quioto (Rodrigues, 2010). A redução conjunta, prevista no Artigo 4 do PQ, limitado à EU, cria uma diferenciação interna (burden sharing), permitindo que Estados Membros possam aumentar as suas emissões à custa do esforço de redução ou estabilização das emissões dos restantes estados membros. Este conceito de diferenciação interna surgiu ainda durante a assinatura da UNFCCC, defendido pelos países de coesão europeia (Espanha, Portugal, Grécia e Irlanda) que, incapazes de reduzir ou estabilizar as suas emissões, incentivaram a apresentação da Comunidade como um todo, permitindo que uns países aumentassem e outros reduzissem as suas emissões. A UE tem como meta uma redução conjunta de 8% enquanto Portugal, de acordo com a diferenciação interna, pode aumentar as suas emissões equivalentes de CO 2 em 27 %. Um dos elementos mais inovadores do Protocolo de Quioto consiste na possibilidade de os países utilizarem uma série de mecanismos de mercado, os chamados mecanismos de Quioto, para reduzirem as suas emissões de (GEE) mais eficientemente do ponto de vista económico. São três os principais mecanismos de mercado (Borrego, 2009): Implementação conjunta; Comércio de emissões (em sentido restrito); Mecanismo de desenvolvimento limpo. Dos principais GEE o mais relevante, o que mais contribui para o efeito de estufa, é o CO 2. Atualmente existe a necessidade de previsões fiáveis de futuras emissões relacionadas com o transporte rodoviário de mercadorias (Piecyk e McKinnon, 2010). II.3.2 Influência dos Transportes Inicialmente as emissões de GEE abordavam mais o transporte ferroviário e o fluvial. A partir de 1940, quando o modo rodoviário dominou o transporte de mercadorias, rapidamente começou a ser o modo de transporte mais poluente. A Figura II.5 mostra a evolução anual das emissões de CO 2, sendo possível constatar a predominância do modo rodoviário entre 1940 até 2000 (Uherek et al., 2010). Atualmente o setor dos transportes é responsável por cerca de 25% das emissões de GEE relacionadas com o consumo energético mundial (Kahn Ribeiro et al., 2007). A Figura II.5 resulta de um estudo iniciado por Fuglestvedt et al. em 2008 e adaptado por Uherek et al. (2010). 15

30 Figura II.5 - Histórico de emissões de CO 2 no setor dos transportes. No trabalho Uherek et al (2010) são explicados quais os cenários futuros para as emissões de GEE, provenientes de diferentes associações e universidades, elaborados com base em diferentes pressupostos. No Reino Unido, como resultado do crescimento da energia utilizada por veículos rodoviários pesados é esperado um aumento de cerca de 150% até 2050, em comparação com o nível de 2000 (WBCSD, 2004). Existe uma preocupação com o crescimento futuro das emissões de gases devido ao transporte rodoviário de mercadorias, em especial por parte do Reino Unido, que anunciou uma tentativa de cumprir as metas europeias para reduzir as emissões de carbono em 80% em relação ao nível de 1990, até ao ano de 2050 (Piecyk e McKinnon, 2010). O transporte ferroviário de mercadorias proporciona benefícios à economia, à sociedade e ao meio ambiente através da eficiência dos serviços de transporte prestados, apresentando oportunidades de negócio. Estes benefícios incluem a diminuição do impacto ambiental quando comparado com os modos de transporte concorrentes (Marinov e Woroniuk, 2012). 16

31 Figura II.6 - Relação entre as variáveis logísticas, determinantes e impactos ambientais (Piecyk e McKinnon, 2009). O primeiro método utilizado para procurar explicar a relação entre os GEE e os transportes foi o método de Delphi na década de sessenta, vindo a ser melhorado até aos dias de hoje. O estudo desenvolveu um quadro analítico de trabalho para mapear a interdependência entre a economia, o desempenho, o conjunto de parâmetros logísticos e as externalidades relacionadas com o transporte de mercadorias (Figura II.6). McKinnon e Woodburn (1996) concluíram que a relação entre o peso dos bens produzidos/consumidos e as emissões de CO 2 associadas ao transporte pode ser definida com referência a sete variáveis. Estas variáveis (Figura II.6) são influenciadas por uma série de decisões relacionadas com a logística, atributos do produto e fatores externos (Boavida, 2011). O estudo coordenado por Piecyk e McKinnon (2009), que envolveu vários grupos de trabalho especializados em logística e em cadeias de fornecimento através de rondas de questionários Delphi (Piecyk e McKinnon, 2009), procurou medir a direção e a força de desenvolvimentos futuros possíveis para a performance ambiental das cadeias de abastecimento. Foram identificados os seguintes fatores que influenciam as emissões de GEE relacionados com os transportes (Boavida, 2011): 17

32 Fatores estruturais que determinam o número, a localização e a capacidade das fábricas/armazéns; Fatores comerciais relacionados com as estratégias, as políticas de distribuição e adjudicação das empresas; Fatores operacionais que afetam a programação do escoamento do produto; Fatores funcionais relacionados com a gestão das fontes de TM - normalmente relacionadas com a escolha do veículo, o planeamento das cargas e as rotas de entrega; Fatores relacionados com o produto que afetam a natureza da operação de transporte; Fatores externos, tais como regulamentações governamentais e políticas fiscais, tendências macroeconómicas, dinâmicas de mercado e avanços na tecnologia. II.3.3 Metodologias de medição da PC A PC de um veículo é quantificada através de uma leitura direta ou indireta. Uma leitura direta da PC é obtida através da utilização de Global Positioning System uma vez que retira leituras diretas das emissões poluentes e dos consumos de combustíveis. Este cálculo tem por base a potência específica do veículo e depende de vários fatores, nomeadamente, da inclinação, carga e velocidade (Trindade, 2012). Por outro lado, nem todos os veículos de mercadorias utilizam leituras diretas por não existir nenhum regulamento que assim o dite. A outra metodologia de medição da PC é a indireta, utilizando tabelas que exprimem as emissões através do seu valor unitário, tendo estas por base pressupostos diferentes. As metodologias e pressupostos base para medir a PC variam entre si e dependem do tipo de indústria/setor de atividade e do nível de pormenor pretendido (te Loo, 2009) (Akker, 2009) (Özsalih, 2009). O Study on the Transport Emissions of All Modes (STREAM) criou uma metodologia que tem como objetivo comparar as emissões provenientes de diferentes modos de transporte. Utilizando esta metodologia para comparar o transporte de mercadorias foi concluído que nos trajetos de curta distância no transporte ferroviário as emissões são menores que as provenientes do rodoviário e, em longa distância as emissões são muito diminuídas face às derivadas do rodoviário (CE Delft,2003). O World Bussiness for Sustainable Development introduziu padrões/standards que auxiliam a metodologia de cálculo das emissões dos seis GEE definidos no PQ, i.e., criou o Green GasHouse Protocol (GGP). Este protocolo separa as emissões consoante as atividades de uma empresa, por diferentes grupos de emissões. Os seis gases são definidos em três grupos de emissão: Emissões diretas de GEE: Emissões de GEE provenientes de fontes (energéticas ou não) que pertencem ou são controladas através da empresa; Emissões indiretas de GEE: Emissões de GEE associados ao consumo de energia elétrica da empresa; 18

33 Emissões indiretas de GEE: Emissões provenientes de outras atividades, onde os transportes são incluídos. Figura II.7 - Emissão de seis gases para diferentes grupos (GGP). Após se determinar os seis GEE associados aos diferentes grupos as unidades são convertidas em termos de emissão equivalente de dióxido de carbono (CO 2e ) (Figura II.7). As emissões provenientes dos transportes são determinadas através da quantidade de combustível consumido ou através da distância percorrida. (GHG Protocol, 2005). O Ecological Transport Information Tool Worldwide (EcoTransIT World) tem o objetivo de comparar o impacto ambiental que está associado a diferentes modos de transporte. O EcoTransIT World permite o cálculo das emissões de dióxido de carbono equivalente através da definição do tipo de veículo e do tipo de carga associado. Esta metodologia define para cada veículo um fator de carga e um fator de viagem em vazio em termos de valores médios, permitindo contabilizar as emissões na ida e na volta. É possível combinar o EcoTransIT com um software de rotas que permita entrada e saída de informação, sendo uma versão comercial desta ferramenta que é adequada ao mapeamento das empresas que realizam o transporte de mercadorias e pretendam realizar um relatório da PC associado ao transporte (EcoTransIT, 2011). NTM é uma organização sem fins lucrativos sueca cujo objetivo é o de definir valores comuns a serem utilizados no cálculo do impacto ambiental associado aos diferentes modos de transporte e com níveis de pormenor diferente. Os valores mais comuns são utilizados para estimar os parâmetros que são desconhecidos e estão associados ao transporte. Para o transporte rodoviário de mercadorias são utilizados parâmetros do (HBEFA) e do ARTEMIS (NTM, 2008). ARTEMIS é um projeto da UE. No cálculo do impacto ambiental dos diferentes modos de transporte, o NTM define três níveis de pormenor: O Nível 1 é o que apresenta menor nível de detalhe. Calcula a média das emissões dos veículos que são utilizados no transporte e assume que todo o transporte de mercadorias é realizado com um veículo igual. As emissões, por seu lado, dependem do tipo de motor, combustível e do fator de carga; 19

34 O Nível 2 acrescenta mais pormenor, nomeadamente, informação de diferentes veículos e define um tipo médio do motor, tipo de combustível e fator de carga para cada tipo de veículo; O Nível 3 adiciona detalhes ao nível anterior, nomeadamente ao permitir calcular as emissões de dióxido de carbono equivalente para cada veículo que realiza o transporte de mercadorias (NTM Brief, 2008). Ao utilizar este nível de pormenor a PC é calculada com mais certeza e pode exprimir as emissões diárias de uma empresa. Nos dois primeiros níveis os cálculos são baseados nos parâmetros do NTM, mas neste nível os cálculos requerem o apoio de um computador específico da empresa (NTM, 2005). Assessment and Reliability of Transport Emission Modelling and Inventory Systems (ARTEMIS) é um projeto financiado pela UE com o objetivo de definir um modelo harmonizado que permita comparar o impacto ambiental de diferentes modos de transporte baseado em fatores de emissão confiáveis, precisos, consistentes e credíveis (ARTEMIS, 2007). Segundo o CEFIC, a maneira mais fácil e precisa de calcular as emissões provenientes do transporte proveniente da industria química é o de registrar a energia e/ou o uso de combustível e empregar fatores de conversão de emissão padrão para converter a energia ou os valores dos combustíveis em emissões de CO 2. As empresas transportadoras com acesso direto aos parâmetros de consumo de combustível fazem as suas análises baseadas nestes por serem mais credíveis. Cada litro de combustível consumido resulta numa certa quantidade de CO 2 e portanto o método baseado na atividade utiliza a equação 1. (1) O fator de conversão de emissão a utilizar depende do tipo de combustível. O fator de conversão das emissões toma o valor de 2,8 Kg CO 2.l -1 para a gasolina e 2,9 Kg CO 2.l -1 para o diesel. Os parâmetros que determinam o valor exato do fator de emissão para cada modo de transporte são: O fator de carga (payload) - representa o grau de utilização da capacidade máxima de carga de cada veículo de transporte; A percentagem de transporte em vazio associado ao veículo de transporte; A eficiência energética do veículo - que depende de muitos fatores, nomeadamente, da potência do motor, dos atributos do veículo, do comportamento de condução do condutor, da velocidade média, das condições de tráfego, da infraestrutura rodoviária, da topografia, entre outros; A intensidade de carbono da fonte de energia é a quantidade de CO 2e emitida por unidade de energia consumida, diretamente pelo motor de combustão do veículo e indiretamente nas operações de carga de propulsão elétrica. Nos veículos com motores de combustão a intensidade de carbono depende da natureza do combustível (diesel convencional, biocombustíveis, GPL, etc.). 20

35 De seguida são identificadas as suposições admitidas por McKinnon na determinação dos valores do fator de emissão de CO 2e médio para cada modo de transporte. Ao identificar a lógica subjacente a estes valores médios, as empresas têm uma base para selecionar os valores mais adequados a utilizar para determinar a PC. Com estes valores as empresas podem determinar as suas emissões e realizar hipóteses sobre o estado futuro das emissões ou dos consumos associados a uma alteração, nomeadamente, analisar o impacto do aumento da carga útil ou da redução do transporte em vazio (Figura II.8). O fator médio de emissão de CO 2e recomendado para o transporte rodoviário de mercadorias é de 62g CO 2e.tkm Figura II.8 - Relação entre os GEE com o fator de capacidade (payload) (McKinnon, 2007). O fator de emissão de CO 2e médio recomendado por McKinnon para o cálculo de emissões de CO 2e a partir de operações de transporte ferroviário de mercadorias é de 22 gco 2e.tkm -1. Este valor é baseado numa extrapolação de uma série de fatores de emissão que contabiliza: A separação média entre o diesel e o transporte elétrico; A média de intensidade de carbono da fonte de energia elétrica; A eficiência energética média da locomotiva; Hipóteses sobre a média de ocupação dos vagões. Os fatores de emissão para o transporte ferroviário de mercadorias variam entre países porque depende da tração elétrica ou a diesel utilizada pela locomotiva., o que torna difícil estabelecer um fator representativo de emissão para toda a Europa (Tabela II.2). No relatório do IFEU consta informação quanto aos parâmetros específicos de cada país (EcoTransIT, 2010). As metodologias enunciadas descrevem métodos para o cálculo das emissões específicas de transporte, estes métodos são preconizados em diferentes níveis de pormenor para as emissões relacionadas com os transportes: 2 Este valor é baseado num fator de carga média de 80% da carga máxima do veículo e em 25% de carga em vazio. As empresas utilizam os fatores de emissão que melhor refletem os atributos específicos das suas cadeias de distribuição tendo em conta as diferentes cargas e níveis de funcionamento em vazio. Os fatores de emissão apresentados nas tabelas são expressos em gco2.tkm -1 para veículos pesados de mercadoria de ton com diferentes cargas e níveis de funcionamento (McKinnon, 2007). 21

36 GHG Protocol: faz uma estimativa grosseira das emissões com base no tipo de veículo e na distância percorrida porque não considera a carga movimentada; EcoTransIT: é baseada nos parâmetros do protocolo dos GEE e incorpora o fator de carga e o fator de carga em vazio; MNT: Metodologia análoga ao EcoTransIT, a sua contribuição reside na quantidade de base de dados referente aos tipos de veículos, aos combustíveis e sua qualidade; ARTEMIS: utiliza os parâmetros como o NTM e acrescenta detalhes na definição de outros fatores, nomeadamente, quanto ao estado de trânsito e aos aspetos operacionais associados ao modo de condução; CEFIC: Acrescenta detalhe à percentagem de transporte em vazio, contabilizando estados de ida e volta. Tabela II.2 - Fatores de emissão para o transporte ferroviário de mercadorias. Organização Para todo o TMF Combustão a diesel ADEME - Agence de l'environnement et de la Maîtrise de l'energie 7,3 55 1,8 NTM - Network for Transport and Environment AEA Technology Environment 20 DEFRA - Department for Environment Food & Rural Affairs 21 INFRAS - Renewable Infrastructure 22, TRENDS - Cefic Chemicals Trends Report 23 IFEU - Institute for Energy and Environmental Research McKinnon/EWS - Logistics Research Centre at Heriot-Watt University 18,8 Elétrico II.3.5 Medidas propostas para diminuição Em 2008 o transporte de carga ferroviário dentro da UE totalizou apenas 10% da quota de mercado das mercadorias transportadas por via terrestre (EC 2010, pp 109). Com o objetivo de criar uma separação entre o crescimento económico e as emissões provenientes do transporte rodoviário de mercadorias, Ahman (2004) aconselha cinco medidas: Alteração para combustíveis não-carbónicos; Promover a transferência modal para modos com menores quantidades de carbono; Utilizar veículos energeticamente mais eficientes; Introduzir sistemas logísticos mais eficientes; 22

37 Criar um cenário de menor crescimento econômico no setor dos transportes (Piecyk e McKinnon, 2010). II.3.6 Cenários para emissão de gases no setor dos transportes Analisando o documento "Transport impacts on atmosphere and climate: Land transport" são definidas várias metodologias a afetar cenários futuros a serem adotados, para Os cenários para o transporte rodoviário de mercadorias são baseados na procura de combustível e as emissões de CO 2e associadas. Os cenários diferem nos seus pressupostos, no grau de pormenor, nos parâmetros e no tratamento, conforme o propósito final. Os objetivos dos cenários de emissões nos transportes são classificados em: Cenários que investigam ou o impacto das políticas implementadas até um período de tempo, por vezes chamada de "política congelada", ou a legislação em vigor. São cenários que servem para ilustrar o resultado dos desenvolvimentos autónomos sem qualquer tipo de intervenção (externa), medida ou política. Muitos cenários deste tipo são usados como "pano de fundo" ao ilustrar o impacto das medidas que têm sido preconizadas, serão ou poderiam ter sido tomadas, sendo o "Internacional Energy Outlook" um exemplo3 de tal tipo de cenário (US-DoE, 2006). Cenários que assumem a continuação de tendências observadas no passado, adicionando políticas ou medidas a serem implementadas num futuro próximo. Cenários deste tipo são muitas vezes chamados de tendências, de previsões ou "business-as-usual scenarios". Cenários onde é analisada a consequência de políticas que ainda não foram implementadas, de tecnologias ainda em desenvolvimento ou de acontecimentos a serem estudados. Este tipo de cenário pode ser chamado de cenário político que normalmente exige uma mudança ativa de práticas do passado; Os cenários Backcasting têm uma abordagem diferente, o estado futuro é prescrito, em termos do consumo de energia ou das emissões futuras e as evoluções necessárias são determinadas inversamente para atingir o propósito inicial. Os cenários são utilizados para analisar possíveis mudanças e determinar quais as medidas necessárias, nomeadamente, nas sociedades, no comportamento e nas tecnologias com o objetivo de atingir uma meta imposta 4. Os cenários não são previsões do futuro (Grunwald, 2002). Cenários de diferentes classes estão representados na Figura II.9. Nesta, as linhas sólidas representam 3 Analisando o Apence I do IEA s World Energy Outlook 2010 (em parceria com o U.S Energy Information) é possível referir três cenários que foram analisados: Current Policies Scenario, New Policies Scenario e 450 Scenario. A base de referência dos cenários baseia-se em "The IEA Current Policies Scenario em que se baseia numa projeção das emissões contabilizando o aumento do preço petróleo (IEA s World Energy Outlook 2010). 4 O exemplo comentado é o cenário da "Revolução Energética" (Greenpeace/EREC, 2008 and Krewitt et al., 2009). 23

38 cenários propostos pela IEA e as linhas a tracejado cenários tipo IPCC SR ES. Entre eles apresentam variabilidade, as diferenças obtidas nos modelos deve-se a uma abordagem diferente e aos parâmetros de entrada. Estas previsões baseiam-se na variação da procura de combustível e das emissões associadas e servem para analisar as diferenças originadas por políticas ou medidas ambientais, sendo expressas através da variação percentual por década de análise (Uherek et al, 2010). Figura II.9 - Cenários do transporte rodoviário mundial para a) a procura de combustíveis e b) as emissões de CO 2e. Os indicadores utilizados nos cenários business as usual para prever as emissões - através do método Delphi - resulta da média de respostas dos peritos relativamente à "PC do transporte rodoviário de mercadorias na Grã-Bretanha agora e em 2020". Os indicadores utilizados na definição de cenários do tipo business as usual definidos no método Delphi são (Boavida, 2011): Total de toneladas - km (10 9 ); Percentagem do transporte rodoviário de mercadorias face à total (%); Quilometragem realizada em estrada - km (10 9 ); Fator de carga (%); Fator de carga em vazio (%); Tempo médio de viagem (km); Número total das mercadorias movimentadas (10 9 t); Carga média das mercadorias movimentadas (toneladas); Número de carregamentos por quilómetros e por veículo (10 9 ); 24

39 Total do veículo km (10 9 ); Mudança percentual projetada para a eficiência de combustível (%); Eficiência de combustível (km.l -1 e em l.km -1 ); Mudança prevista na intensidade de carbono do combustível; Taxa de conversão (kg CO 2e.l -1 de combustível); Consumo de combustível total (10 9 l); Total de emissões de CO 2e (10 6 t); Variação percentual do nível anual de CO 2e (%). Por outro lado, a discrepância existente entre estatísticas é um aspeto também ele relevante, variando conforme a agência que as produz. Em Singapura, uma maneira de obtenção de consumos energéticos diferentes levou a grandes diferenças nos cenários, i.e., ao incluir os consumos energéticos associados à navegação marítima e ao porto torna-o diferente entre duas agências (lowcarbonsg) 5. Expostos os cenários realizados, é importante perceber como estes são comparados. Ao existir uma relação entre a economia e a eficiência associada à produção económica (Lester e Finan, 2009) o engenheiro japonês Yoichi Kaya introduziu em 1990 um método que permite comparar a relação entre quatro variáveis quando o objetivo final é o de comparar cenários com o intuito de atingir uma meta para a redução de emissões. Segundo Kaya, a relação existente entre os fatores de emissão de carbono, a intensidade de carbono do sistema energético, a intensidade energética na economia e produção económica é definida pela sua "identidade" (Kaya, 1990): (2) C = carbono emitido num determinado período de tempo; E = energia consumida nesse período de tempo; Y = produção econômica; P = população, e onde, por conveniência, a produção económica é expressa como a produção per capita. 5 O consumo de energia é sobrestimado na projecção da EIA, uma vez que inclui o consumo proveniente da navegação marítima (lowcarbonsg): EIA Energy Information Administration (USA) : 31,41 tonco 2/capita (nº1 mundial); IEA - International Energy Agency (OCDE) : 9,62 tonco 2/capita (nº4 mundial). 25

40 A relação Y/P exprime a produtividade económica, e no longo prazo é uma variável da riqueza nacional. A equação é aplicada a qualquer unidade geográfica específica, a partir de uma pequena região de um país para o mundo como um todo. A identidade é referida à taxa de alteração das emissões de carbono para a taxa de alteração de cada um dos quatro elementos, a intensidade de carbono, a eficiência energética, a produtividade económica e população (Lester e Finan, 2009). No entanto, o critério de Kaya necessita de uma adaptação para ser aplicado aos transportes, (IPCC, 2000) e Girod et al. (2009)). O critério avalia as diferenças nas principais variáveis que estruturam a equação 3, e ambas consideram o CO 2e como variável a quantificar (Girod et al, 2013) [ (3) Na equação 3, Serv descreve o nível de serviço em indicadores físicos, i.e., tkm movimentadas nas viagens de mercadorias. O modo de transporte (Mode) e os tipos de veículos (Veh) são expressos em percentagem. O nível serviço é fornecido para acontecimentos de mudanças climáticas afetas aos modos de transporte modais. Dentro de cada modalidade existem diferenças nos tipos de veículos que são especificadas e caracterizadas por diferentes eficiências energéticas (eff, MJ.pkm -1, MJ.tkm -1 ) para os veículos com motor de combustão interna, elétrico e híbridos. As emissões são determinadas e dependem do combustível, são contabilizados os fatores de emissão correspondentes (i.e., kg CO 2e.MJ -1 ). As emissões globais de CO 2e resultam da soma do produto desses fatores para as regiões (r), modos (m), veículos (v) e tipos de combustível (ft) (Girod et al, 2013). II.3.7 Boas práticas As empresas reduzem as emissões de carbono das suas operações logísticas com medidas de descarbonização. Estas medidas têm o objetivo de cortar custos e reduzir as emissões, gerando assim fluxos de benefício econômico e de meio ambiente. Estas medidas são fáceis de implementar e de obter um autofinanciamento a curto e a médio prazo, no entanto, não quer dizer que é suficiente para cumprir metas nacionais 6 e internacionais. A descarbonização das operações logísticas não ocorre isoladamente, os esforços de redução de carbono em diferentes setores da atividade devem ser coordenados para garantir uma redução das 6 Daí ser racional que os países europeus introduzam as taxas de carbono, (L Ecotax, em França por exemplo) para conter o forte crescimento associado à oferta de serviços logísticos. 26

41 emissões na "cadeia de emissões de GEE" de uma empresa. Segundo o mesmo autor, as principais boas práticas de descarbonização apontam para: Reduzir a intensidade das mercadorias movimentadas; Mudar o transporte de mercadoria para modos com menores emissões de carbono; Aumentar a taxa de utilização dos veículos; Aumentar a eficiência energética da frota de mercadorias (com veículos novos ou devido a melhorias na operação e na manutenção dos veículos); Reduzir a intensidade de carbono na energia utilizada no transporte de mercadorias; Descarbonização das operações de armazenagem (Alan McKinnon, 2010). II.4 Simulação II.4.1 Definição Simulação é a imitação do comportamento de um sistema real com base em acontecimentos (uma ocorrência que modifica o estado de uma ou mais entidades), através da criação de um modelo. Um modelo de simulação engloba um conjunto de pressupostos sobre uma operação, expressa em relações lógicas ou matemáticas entre pontos de interesse do sistema. Os modelos recorrem a soluções matemáticas para simular a evolução de um processo ao longo do tempo, principalmente com recurso a um computador, para gerar parâmetros representativos das medidas de desempenho (Winston WL, 2004). A simulação é o processo de conceção e criação de um modelo ou de um sistema real, com a finalidade de realizar futuras experiências, que proporcionem uma compreensão do comportamento do mesmo para um dado conjunto de condições (Kelton, 2007). Neste trabalho, o modelo de simulação desenvolvido utiliza informação realística sobre o custo, o nível de serviço, a PC e o tempo da operação de transporte porta a porta entre Lisboa e Porto, no sentido em que, não sendo reais, são elaborados e estimados com base em parâmetros reais. No Simul8, tal como acontece com outros softwares user-friendly, a programação interna é escondida do utilizador, o que permite que os utilizadores estejam concentrados na obtenção de resultados, ao invés de aprender a construir a linguagem com um código de programação. Os modelos de simulação contêm três elementos fundamentais (Concannon et al, 2007): Um relógio que representa o "tempo simulado". O tempo é medido em segundos, semanas, meses ou anos. Por exemplo, as atividades que compõem o modelo têm o seu próprio horário de funcionamento; 27

42 A lista de eventos futuros. Um "evento" no modelo altera o estado do sistema modelado num determinado momento. A lista de eventos futuros contém os eventos previstos de ocorrer em horários pré-determinados; Um registro dos atuais estados das entidades que são alteradas com a ocorrência de determinados eventos. Esta informação é utilizada para cálculos adicionais, nomeadamente, como determinar quando parar um processo que outro se inicie. Para entender os três elementos fundamentais considere a Figura II.10 Foi simulado um dia de trabalho (tempo simulado), com um horário de funcionamento das 8 da manhã até 16h54. A lista de eventos principal é composta pelo percurso de entrada (à esquerda) até à saída (à direita). Na mesma imagem encontra-se um registo dos atuais estados, i.e., 47 entidades entraram no sistema, 6 encontram-se em fila de espera, 1 a ser processado no centro de trabalho e 40 saíram do sistema. Figura II.10 - Visualização gráfica do Simul8: Exemplo de um modelo de simulação. II.4.2 Origem Nos últimos anos as Técnicas de Investigação Operacional (IO) são ferramentas utilizadas na tomada de decisão empresarial. As aplicações de IO são complexas e a criação de um modelo matemático que caracterize todo o espaço de acontecimentos é simplesmente extenso e complexo para ser exequível. Os utilizadores utilizam as técnicas de simulação com o objetivo de modelar estados dinâmicos e matematicamente complexos (Concannon et al, 2007). II.4.3 Vantagens São cinco as principais vantagens para executar uma simulação. Em primeiro lugar, investigar a dinâmica detalhada de um sistema, em segundo, desenvolver estados, modelos e teorias, em terceiro para realizar projetos de experiências e análise de resultados, em quarto para apoiar experiências e, finalmente para ganhar a compreensão de um processo que leve à tomada de decisão (Hartmann, 1996). 28

43 II.4.4 Utilizadores O processo de simulação é user-friendly, comparativamente com o passado e, como resultado, é mais acessível para os utilizadores, nomeadamente (Concannon et al, 2007): Engenheiros de produção; Engenheiros de gestão industrial; Consultores; Analistas de sistemas; Gerentes de planeamento; Engenheiros projetistas; II.4.5 Categorias Existem quatro categorias de representar um modelo de simulação, dependendo elas do nível de abstratividade do sistema que pretende ser imitado: sistemas dinâmicos, simulação baseada em eventos discretos, simulação baseada em eventos e simulação baseada em ciências físicas (McLean et al., 2012, p 20-29). Os modelos de sistemas dinâmicos são utilizados para modelar sistemas com um alto nível de abstratividade, permite apoiar a tomada de decisões numa representação temporal que seja contínua e são muito direcionados às ciências sociais. Estes modelos são aplicados a uma grande variedade de sistemas, nomeadamente, sistemas industriais, sociais, ambientais, financeiros e sociopolíticos; são centrados na modelação de relações causa-efeito entre aspetos-chave do sistema operacional no âmbito das políticas sociais (Jain, Lindskog, and Johansson). Simulação baseada em eventos discretos (DES) é adequado na modelação de operações de sistemas cujo objetivo é o de avaliar as configurações do mesmo e a alocação de recursos, nomeadamente, para alcançar um desempenho desejado, ou para investigar as causas de baixos desempenhos; é usada na modelação de sistemas com baixos a médios níveis de abstratividade e o sistema é representado por acontecimentos cronológicos que pretendem imitar a realidade. Como o nome indica, utiliza a representação de eventos temporais discretos, i.e., o tempo do relógio simulado salta de um evento de interesse para o próximo evento de interesse, sem passar por sucessivos incrementos de unidade (Jain, Lindskog, and Johansson). Simulação baseada em eventos (ABS) é adequada quando o comportamento do modelo é determinado através das interações de um grande número de entidades independentes. O modelo 29

44 utiliza a representação de eventos discretos, contínuos, ou híbrida, isto é, uma combinação de representações discretas e contínuas (Jain, Lindskog, and Johansson). A Simulação baseada em ciências físicas utiliza o conhecimento científico, nomeadamente, as leis da física ou modelos matemáticos de fenômenos observados para estudar, entender e prever o comportamento de sistemas. Estes modelos usam equações matemáticas e diagramas esquemáticos para criar modelos conceptuais. Estes modelos são utilizados para atingir um nível detalhado, i.e., a um baixo nível de abstratividade, nomeadamente, equipamentos e seus componentes (Jain, Lindskog, and Johansson). A eficiência de um sistema de modelação pode ser estimada selecionando sete critérios comparativos para o software utilizado, nomeadamente, o preço, a qualidade da documentação, a possibilidade de realizar simulações de sistemas contínuos e discretos, quanto à visualização e animação, quanto à presença de linguagem de código de alto nível, quanto à existência de uma versão académica e quanto à possibilidade de apresentar relatórios básicos após realizar uma simulação. Numa avaliação dos softwares disponíveis no mercado, o Simul8 demonstra primazia, seguido do Imagine That Extend e do GPSS World (Tabela II.3). O Simul8 é uma ferramenta utilizada no projeto, otimização e engenharia de sistemas de produção, logística ou serviços. Permite ao utilizador criar um modelo de simulação no computador, que leva em conta as limitações da vida real, as capacidades, as taxas de atividade, padrões de movimento, entre outros fatores que afetam o desempenho total e a eficiência da produção (Mihailovs, 2012). Tabela II.3 - Descrição de sistemas de modelação (Mihailov, 2012). Nome do Software Preço, EUR Modelos contínuos Modelos discretos Qualidade documentação Visualização e animação Linguagem de alto nível Versão académica Relatórios básicos Enterprise Dynamics FlexSim GoldSim GPSS World Imagine That Extend ithink PowerSim Process Model Rockwell Arena Simplex SimProcess Simul VenSim Witness

45 Através de um modelo do sistema são testados cenários reais num ambiente virtual com o objetivo de simular o comportamento do sistema. Os cenários são construídos alterando parâmetros que afetam o desempenho do sistema, realizando testes extremos de carga/utilização de recursos, verificando através de experiências as soluções propostas e selecionando a solução (se não a ótima, pelo menos a melhor). Um atributo comum dos problemas resolvidos em Simul8 é a preocupação com o custo, o tempo e o inventário (Mihailovs, 2012). II.4.6 Metodologia Um estudo de simulação não é uma série de passos, mas sim um processo iterativo, onde o modelador e o cliente refinam e adaptam o modelo de simulação. A metodologia típica de um projeto de simulação está representada na Figura II.11 e pretende garantir um estudo de simulação com sucesso (Concannon et al, 2007). O objetivo final da simulação é a escolha e a execução de cenários. No entanto, antes será necessário identificar o objetivo a simular, determinar o nível de detalhe pretendido, determinar quais os processos a incluir, criar um modelo aproximado; definir, executar, validar e explorar o modelo de simulação. Figura II.11 - Processo iterativo para definir o modelo de simulação (Concannon et all, 2007). 31

46 III Caso de estudo Na primeira parte do capítulo é apresentado o sistema real que se pretende modelar e são definidos os Diagramas de Ciclo de Vida (DCV) das entidades consideradas e os de Ciclo das Atividades (DCA) do sistema. Na segunda parte é apresentada a implementação do sistema modelado em Simul8. III.1 Cadeia Logística de Transporte de Mercadorias Os esquemas das cadeias logística de transporte de mercadores a simular são os presentes representados na Figura III.1 e na Figura III.2: rodoviário direto e via Centro de Recolha (CR) em Lisboa e Centro de Distribuição (CD) no Porto; e rodo-ferroviário com consolidação e desconsolidação das cargas nas estações de Lisboa e Porto, respetivamente. Nas figuras III.1 e III.2 a estação de Lisboa está representada à esquerda e a do Porto à direita. Na realidade, para efeitos de apresentação do modelo implementado em Simul8, apenas é considerada uma cadeia logística genérica em que o Trunking pode ser feito por camião ou por comboio, sendo que a opção da cadeia de entrega direta (por camião) dispensa as operações de recolha e distribuição. A implementação do modelo no Simul8 envolve uma divisão logística simplificada, composta por três blocos conectados entre si: (1) transporte de recolha; (2) trunking ; (3) e transporte de distribuição. Figura III.1 - Esquema da divisão logística em três blocos para o modelo rodoviário. 32

47 Figura III.2 - Esquema da divisão logística em três blocos para o modelo rodoferroviário. Os três blocos considerados na representação da cadeia de transporte apresentam as caraterísticas em termos de custo e PC apresentadas de seguida nas Figuras III.3, III.4 e III.5. Transporte de recolha/distribuição: Figura III.3 - Caraterísticas do transporte de recolha/distribuição. 33

48 Trunking : Consolidação/desconsolidação: Figura III.4 - Caraterísticas do "Trunking". Figura III.5 - Caraterísticas da consolidação/desconsolidação. III.1.1 Entidades do sistema modelado No modelo implementado na presente dissertação foram consideradas as seguintes entidades: Entidades permanentes: os veículos, camião de recolha, camião/comboio de Trunking e camião de distribuição. Estas entidades permanecem no sistema durante a todo o tempo de simulação; Entidade temporária: as encomendas. Estas entidades, durante o tempo de simulação, entram e saem do sistema. 34

49 III.1.2 Diagrama do ciclo de vida das entidades Os Diagramas de Ciclo de Vida (DCV) seguintes representam os ciclos de vida de cada uma das entidades (permanentes e temporária) que compõem o sistema a modelar. O DCV do sistema envolve os ciclos de vida de todas as entidades do sistema. Assim, os DCV e os DCA correspondem a uma representação simplificada da alternância entre estados passivos (caixas de forma circular), que correspondem a filas de esperas, e estados ativos (retângulos), que correspondem a atividades em que as entidades participam. É com base nos DCV e DCA, apresentados nas Figura III.6 a Figura III.9, que se procede à modelação do sistema em Simul8. Por outro lado, as entidades interagem entre si partilhando atividades: Entrada: encomendas que entram no modelo originado por um pedido de encomenda; Transporte de recolha/distribuição: recolha das encomendas em Lisboa; Desconsolidação: retirar várias encomendas de um veículo de transporte; Trunking: transporte de cargas consolidadas entre dois pontos fixo; Descarga: retira as encomendas do veículo de transporte; Consolidação: Consolidar várias encomendas no mesmo veículo de transporte. Transporte de distribuição: distribuição das encomendas no Porto. Figura III.6 - DCV: Encomendas. No DCV dos veículos utilizados no Trunking (Figura III.7) existe partilha de veículos na carga, no transporte e na entrega. 35

50 Figura III.7 - DCV: Veículos utilizados no Trunking (camião ou comboio). Figura III.8 - DCV: Veículos utilizados na recolha/distribuição. Figura III.9 - DCA do sistema. 36

51 III.2 Modelo desenvolvido em Simul8 A simulação no Simul8 permite a visualização gráfica do sistema modelado, permitindo assim definir a localização das fábricas, armazéns, centros de distribuição e áreas de procura dos clientes. O modelo de simulação é criado utilizando objetos pré-programados que são caracterizados através dos valores que certos parâmetros podem tomar, customizados de acordo com as necessidades (Concannon et al, 2007) (Anexo 1 Instrumentos de trabalho no Simul8). Dada a importância crescente de incluir o cálculo da PC no estudo de processos industriais, de transportes e outros, o Simul8 criou, em 2010, uma ferramenta user-friendly com a capacidade de calcular o impacto no meio ambiente, nomeadamente, definindo parâmetros e calculando a contribuição total da PC. Os parâmetros associados à PC no Simul8 são definidos como fixos, por unidade de tempo ou por item: PC Fixa: número total de emissões de CO 2e por unidade no sistema; PC por unidade de tempo: as emissões por unidade de tempo, quando está num centro de trabalho; PC por item: a PC por unidade que entra num centro de trabalho. Terminada a simulação o Simul8 produz um relatório técnico com os valores totais das emissões de carbono emitidas durante o tempo de simulação (IV.3 Tempo de Simulação). Para visualizar este relatório -> selecionar> "Resultados" no menu principal e, em seguida, ao clicar em "Emissões de Carbono" são descritas as emissões. A Figura III.10 mostra uma análise dos resultados obtidos para a PC do modelo representado na Figura II.10. Figura III.10 - Resultados das emissões fornecido pelo Simul8. 37

52 III.2.1 Esquema O esquema do modelo de simulação é desenvolvido com base nos DCV apresentados anteriormente, com as devidas alterações imposta pelas características do Simul8. As emissões relacionadas com o transporte são proporcionais às distâncias. Contudo, no Simul8 são proporcionais ao tempo. Assim, para representar a realidade, a solução passa por duplicar o percurso das encomendas (Figura III.11): no ramo superior, o tempo do sistema é o tempo que a encomenda permanece no sistema; no ramo inferior, o tempo do sistema é a distância percorrida pela encomenda. O ramo superior permite simular e avaliar o nível de serviço (tempo da encomenda no sistema); No ramo inferior, o tempo do sistema (km percorridos) permite calcular os custos e a PC associada ao transporte da encomenda. O primeiro é aleatório, o segundo é determinístico. Figura III.11 - Duplicação do percurso nas encomendas. Os modelos em Simul8 são representados nas Figura III.12, Figura III.13 e Figura III.14: Modelo do modo rodoviário direto (porta a porta); Modelo do modo rodoviário via CR/CD; Modelo do modo rodoferroviário via CR/CD. 38

53 Figura III.12 - Modelo rodoviário direto 39

54 Figura III.13 - Modelo rodoviário via CR/CD. 40

55 Figura III.14 - Modelo rodoferroviário. 41

56 III.2.2 Descrição Como mencionado anteriormente (pág. 32), para efeitos de descrição do modelo implementado em Simul8, apenas é considerada uma cadeia logística genérica em que o Trunking pode ser feito por camião ou por comboio (Figura III.15). Figura III.15 - Cadeia logística genérica. O tempo de operação das atividades de transporte de recolha depende da posição na rota (K) de recolha, do número de recolhas de encomendas a realizar simultaneamente (N), da distância média (d) e da velocidade (V) (Tabela III.1). As atividades logísticas dos modelos com centro de recolha/distribuição variam as emissões e custos, sendo o acréscimo da PC pela encomenda, PC recebimento/despacho, expresso em gco 2e /encomenda e o correspondente acréscimo de custo, C recebimento/despacho é expresso em /encomenda. 42

57 Tabela III.1 - Parâmetros dos centros de trabalho do ramo superior. Centro de trabalho Tempo de operação (min) Transporte de recolha em Lisboa Distribuição: Fixa (*) Valor fixo: K_recolha/N_recolha]*[d_recolha/V_recolha Distribuição: Normal Recebimento Média: 10,0 Desvio padrão: 5,0 Distribuição: Normal Despacho Média: 10,0 Desvio padrão: 2,0 Trunking Transporte de distribuição no Porto Distribuição: Fixa (*) Valor fixo: d_trunking/v_trunking Distribuição: Fixa (*) Valor fixo: (K_distribuição/N_distribuição)*(d_dist/V_dist) (*) Embora as distribuições sejam Fixas, os parâmetros variam e as velocidades são aleatórias. Os parâmetros referentes ao custo e às emissões unitárias de uma encomenda são caracterizados nas atividades do ramo inferior (Tabela III.2). A entrada das encomendas no sistema é caracterizada pelo tempo entre chegadas e a contribuição para a PC/Custos com duas componentes, uma fixa e uma por unidade. Os centros de trabalho do ramo inferior são caracterizados pelo respetivo tempo de operação e contribuem para a PC/Custos, com diferentes componentes, uma fixa (adotada como zero), uma por unidade e outra por unidade de tempo (na realidade por km). Por último, na saída do sistema são apresentados o custo final e as emissões totais de CO 2e, os quais dependem do percurso das encomendas. Tabela III.2 - Parâmetros dos centros de trabalho do ramo inferior. Centro de trabalho km percorridos Custo total [ /min] PC [gr/tkm -1 ] Custos/Emissões da recolha Custos/Emissões Trunking Custos/Emissões Distribuição Distribuição: Fixa Valor fixo: d_pc_recolha Distribuição: Fixa Valor fixo: d_pc_trunk Distribuição: Fixa Valor fixo: d_pc_dist 0, ,2/0,14 120/80 0, (*) Embora as distribuições sejam Fixas, os parâmetros variam. Os valores de grco 2e.km -1 são baseados nos valores unitários explicados de seguida. O fator médio de emissão de CO 2e recomendado por McKinnon para o TMR é de 62g CO 2e.tkm -1 : Este valor é baseado num fator de carga média de 80% da carga máxima do veículo e ainda em 25% de carga em 43

58 vazio. Neste estudo foi adotado o valor de 180gr.tkm -1 e 120/80gr.tkm -1 para o estudo de uma encomenda unitária, respetivamente para o transporte de uma encomenda sujeita ao transporte de recolha/distribuição e ao Trunking rodoviário/ferroviário obtido através de uma média dos valores de através de sondagem do mesmo para o caso nacional. Os fatores enunciados na secção II.3.3 tem pressupostos diferentes das deste estudo para as emissões unitárias, contabilizam situações de ida e de volta com um fator associado ao regresso, se este é em vazio ou se lhe está associada uma percentagem da carga possível de transportar. Nesta dissertação é pretendido comparar situações de ida, sem regresso. Reflete-se num aumento do valor unitário da PC porque não é contabilizada a viagem de regresso a Lisboa com carga. Estes valores foram extrapolados dos valores originais de Alan McKinnon, isto é, para uma viagem de ida com carga a 100%, não sendo estudado o regresso. O custo total de 3,5 e 20.min -1 é referido ao custo total associado ao transporte de uma encomenda unitária, contabiliza os custos indiretos (manutenção, seguro e amortização) e diretos (condutor, desgaste e consumos) para o período de vida de um veículo e é obtido através da média dos valores de mercado realizada para o caso nacional. A entrada de encomendas no sistema segue um processo Poissoniano com média de entrada de 1 veículo a cada 120 min. Entrando nos pedidos para definir as rotas, as entidades permanentes seguem para uma fila de espera com capacidade infinita denominada Fila_entrega via CD que aglomera as encomendas que aguardam uma recolha em Lisboa. De seguida seguem para o transporte de recolha em Lisboa (Figura III.16). O tempo necessário na recolha é calculado através de quatro labels, [K_recolha/N_recolha] *[d_recolha/v_recolha]. Figura III.16 - Propriedades da atividade transp-recolha_lx. 44

59 Associadas à atividade do transporte de recolha estão quatro labels, são definidas com parâmetros de velocidade, distância, frequência e eficiência, para o transporte de recolha/distribuição são adotadas expressões que definem o valor do custo e das emissões por encomenda. As próximas atividades correspondem ao recebimento e despacho de mercadoria no CR de Lisboa. Ambas seguem uma distribuição normal com média de 10 e desvio padrão de 5 min na primeira e de 2 min na segunda (Figura III.17). A cada uma destas atividades precede a sua fila de espera conceptual (disciplina de ambas as filas no modelo) respetiva. Figura III.17 - Propriedades das atividades recebimento_lx e despacho_lx. As encomendas seguem para a atividade Trunking (Figura III.19) que representa uma viagem de 300 km para o Porto e segue uma distribuição fixa, o tempo de operação é dependente da razão entre duas labels: o d_trunking e o V_trunking: d_trunkimg/v_trunking. Na criação destas labels são incluídas as equações 4 e 5 que definem o acréscimo do custo e das emissões associadas. A Figura III.19 permite verificar que, num determinado instante se encontram 5 encomendas na recolha e 4 na distribuição, a distância de recolha é de 28,765 km e a de distribuição de 28,373 km, existem 4 posições de recolha e 4 posições de distribuição. A velocidade é dada pela distância a dividir pelo tempo, sendo as velocidades de 80/24, 47 e 40 km.h -1, respetivamente para o Trunking (rodoviário/rodo-ferroviário), distribuição e recolha. O transporte de Trunking acrescenta, analogamente ao transporte de recolha/distribuição, um acréscimo da PC e do custo originado pela encomenda. Na mesma figura estão representadas distâncias em km, velocidades em km/min e tempo (work time) em min. 45

60 Figura III Propriedades da atividade Trunking. Figura III.19 - Informação da atividade Trunking. 46

61 De seguida um processo análogo ao verificado no centro de recolha/distribuição de Lisboa, agora no Porto (Figura III.20) com duas atividades, uma de recebimento e uma de despacho. Figura III.20 - Propriedades das atividades recebimento_px e despacho_px no Porto. Os work centres das atividades de transporte são replicados, i.e., vários veículos realizam a mesma atividade ao mesmo tempo, nomeadamente, são definidos quantos veículos executam simultaneamente a mesma função. O transporte de recolha em Lisboa/distribuição no Porto é limitado e replicado a 10 unidades, já no Trunking esta replicação é de 30. Figura III.21 - Propriedades da atividade distribuição_px. 47

62 Os horários de funcionamento são introduzidos em três shift (turnos), são turnos de funcionamento para o sistema, dia_shift e recolha_distribuição_shift, trunking_shift. O primeiro turno é a chegada dos pedidos (dia_shift), tem um horário de funcionamento das 8 às 20 horas. A recolha e a distribuição efetuada nas duas cidades funcionam das 8 às 22 horas e a atividade de Trunking das 8 às 24 horas. Os atributos temporais nos modelos são denominados shift recolha_distribuição_shift e trunking_shift (Figura III.22). Este atributo temporal que afeta o Trunking é para o modelo rodoviário via CR/CD, para o modelo rodo-ferroviário via CR/CD são definidos atributos temporais diferentes para atingir resultados no capítulo 5. Figura III.22 - Horários de funcionamento dos turnos (atributo temporal). Foram descritos os centros operacionais, os turnos de funcionamento, as atividades de transporte, as labels associadas e explicado como foi implementado no modelo rodoviário direto via CR/CD. No capítulo 4 é realizada a validação do modelo rodoviário via CR/CD. 48

63 Periodo de permanència no sistema (min) Simulação de uma Cadeia Logística de Transporte de Mercadorias IV Validação do Modelo IV.1 Estabilização do sistema A estabilização do sistema considera o seu funcionamento equilibrado aplicando as seguintes validações: Warm Up; Tempo de simulação; Número de runs a considerar; Condições impostas ao sistema; Não congestionamento do sistema. IV.2 Warm-up O primeiro parâmetro a considerar é o Warm Up: o intervalo de tempo em que o Simul8 acomoda as condições iniciais de funcionamento. Durante este intervalo de tempo, o Simul8 não considera os resultados obtidos para efeitos de cálculos de parâmetros de simulação. Para definir o Warm Up é utilizada uma medida de desempenho do sistema; no caso presente, o tempo médio de permanência das encomendas no sistema (Tabela IV.1). Através da análise do gráfico verifica-se que existe um aumento do tempo de permanência até ao 4º dia (5760 min); a este valor é acrescentado 20% como margem de segurança. O período de Warm Up adotado foi assim de 6900 min (4,8 dias) Periodo de simulação (dias) Figura IV.1 - Tempo médio de permanência de uma encomenda. 49

64 Tempo médio de permanência no sistema (min) Simulação de uma Cadeia Logística de Transporte de Mercadorias IV.3 Tempo de Simulação Na recolha de resultados é definido um período, após o Warm Up definido anteriormente, durante o qual o Simul8 calcula os parâmetros de simulação. Este período de tempo é denominado de Tempo de Simulação e será utilizado nas experiências de simulação propostas no capítulo V. Na determinação do Tempo de Simulação é analisada a estabilidade do tempo médio de permanência das encomendas no sistema (Figura IV.2). Analisando o gráfico verifica-se que existe alguma variação do tempo médio de permanência no sistema até aos min (120 dias), não apresentando variação considerável após esse período, obedecendo à tendência definida anteriormente é verificado um erro inferior a 5%. Deste modo, os resultados obtidos são considerados válidos para tempos de simulação de min (120 dias) Periodo de simulação (min) Figura IV.2 - Tempo médio de permanência de uma encomenda. IV.4 Número de Corridas Cada simulação por si necessita de assegurar fiabilidade nos resultados, uma corrida (run) representa um evento estatístico do comportamento do sistema. Deste modo torna-se necessário repetir várias vezes a simulação para reproduzir um número estatisticamente representativo do comportamento do sistema, com um erro aceitável. Em Trial Setup, no Simul8 é determinado o número de runs necessário para a média do tempo médio (de cada run) no sistema das encomendas, impondo um intervalo de confiança de 95%. Na obtenção de resultados é utilizado o número tempo médio de permanência no sistema. Quanto maior for o número de experiências de simulações mais fiáveis serão os resultados, pois o erro da estimativa diminui com o número de observações, segundo a expressão (7). 50

65 n, número de observações independentes (experiências) S, Desvio-padrão da amostra, Parâmetro de uma distribuição normal reduzida Após testes com as várias versões da cadeia logística, selecionou-se um valor de 30 runs por trial para todas as experiências. Figura IV.3 - Visualização gráfica do S8: Determinar o número de runs. IV.5 Condições impostas ao sistema A verificação das condições impostas ao sistema tem como objetivo verificar se os resultados obtidos após simulação estão coerentes com as condições impostas ao sistema, podendo estas ser reais ou não. Basicamente pretende-se verificar se o simulador responde de acordo com o que foi programado. Para tal é considerado um erro aceitável de 10% em relação à média do valor teórico. Os resultados obtidos no presente caso encontram-se na Tabela IV.1 e é pretendido aferir se as encomendas que entram no sistema correspondem ao valor esperado teoricamente. Impondo que entra uma encomenda no sistema a cada 200 min, para um período de quatro meses entram 960 no modelo. Após simulação entram em média 984 encomendas num mês, valor correspondente a um erro de 3,225%. Teoricamente entram 960 encomendas em quatro meses (durante o tempo de simulação), se o sistema estiver a funcionar corretamente devem sair 960 encomendas em igual período. Após simulação, é observado que saem em média 987 encomendas, o que corresponde a um erro de 3,307%, i.e., a diferença entre as encomendas que entram e as que saiem é aceitável. Durante o tempo de simulação saem mais encomendas do que as que entram, o que é justificado por existirem encomendas que estão retidas no sistema após o período de Warm Up, saindo apenas depois deste período de tempo. 51

66 De seguida são confirmadas as percentagens introduzidas nos diferentes objetos e comparadas com os valores esperados (Tabela IV.1). Neste sentido a realidade está representada no modelo através dos valores presentes na tabela para o tempo de simulação definido. Tabela IV.1 - Condições impostas. Objeto Medida de desempenho Média Erro (%) Entradas Net Number Entered 984,0 3,255 Saídas Net Number Entered 986,5 3,307 Fila_entrega via CD Items Entered 984,0 3,255 Espera_trunking Items Entered 985,0 3,255 Espera_Distribuição Items Entered 987,5 3,359 Tranp_recolha_Lx Number Completed Jobs 985,0 3,281 Trunking Number Completed Jobs 987,0 3,307 Distribuição_Px Number Completed Jobs 986,5 3,307 IV.6 Confirmação do não congestionamento do sistema Adicionalmente, é necessário avaliar o não congestionamento do sistema, i.e., se o tempo de espera para cada uma das atividades está dentro de valores aceitáveis, não existe congestionamento do sistema durante o período de simulação. O indicador de congestionamento escolhido para o presente caso é o tempo médio de espera das encomendas em cada fila e o comprimento médio da mesma (Tabela IV.2). O comprimento é dado por encomenda e o tempo em minutos. Tabela IV.2 - Não congestionamento do sistema. Fila de espera Medida de desempenho Média Espera para Definir posição rota Fila_entrega via CD Espera_CD_Lx Espera_CD_Px CD_Px Comprimento 1,108 Tempo 128,980 Comprimento 0,000 Tempo 0,398 Comprimento 0,265 Tempo 31,223 Comprimento 0,905 Tempo 105,863 Comprimento 0,010 Tempo 1,510 52

67 Os valores recolhidos das filas de espera são aceitáveis, não existe congestionamento do sistema e é observado: O tempo de espera médio das encomendas no sistema é de 268 min; O tempo médio no sistema de uma encomenda é de 691 min para este modelo e o tempo médio de transporte da mesma no sistema é de 424 min. O tempo médio de transporte das encomendas no sistema está dividido em três atividades, que representam o transporte de recolha em Lisboa, o Trunking compreendido entre Lisboa e Porto e a sua distribuição; O tempo médio de permanência de uma encomenda no sistema é repartido entre o tempo de atividade de 61% no transporte das mesmas e 39% em inatividade. (Figura seguinte) 61% 39% 1 2 Inactividade Atividade Figura IV.4 - Percentagem média de utilidade de uma encomenda. 53

68 V Resultados Para obtenção dos resultados foram levadas a cabo experiências de simulação considerando os seguintes parâmetros: Warm-up = 6900min (4,8 dias) [pág. 49]; Tempo de simulação = min (120 dias) [pág. 50]; Runs por trial = 30 [pág. 50]; Peso da encomenda: o equivalente a uma tonelada; Taxa de chegada para as encomendas:1/200 min; Média de encomendas totais: 580 Tempos de operação (Tabela III.1) [pág. 43]; Custos e emissões (Tabela III.2) [pág. 43]. V.1 Plano de experiências Com o objetivo de comparar o desempenho das soluções propostas em termos de nível de serviço (tempo entre recolha e entrega das encomendas), custo e PC, foram realizados as seguintes experiências: Simulação da cadeia logística de transporte rodoviária direta [pág. 39]; Simulação da cadeia logística de transporte rodoviária via CR/CD [pág. 40]; Simulação da cadeia logística de transporte rodoferroviária via CR/CD [pág. 41]; Comparação entre três configurações da cadeia logística de transporte, com diferentes opções em termos de modo de transporte. V.2 Simulação da cadeia logística de transporte rodoviária direta. O custo obtido para este modelo é de 165,2 /encomenda, estando associado uma PC de 76,8 KgCO 2e.t -1 ou 213,3 gco2 e.tkm -1, um nível de serviço de 6h20min com desvio padrão de 4h46min. Existem dois tipos de caraterizações, as encomendas que permanecem no sistema entre 150 a 310 min e as que permanecem 710 a 950 min. Em termos de encomendas, 380 são entregues para o nível de serviço mínimo, 13 para 230 min, 58 para 710 min, 73 para 190 e 55 para

69 No modelo rodoviário direto, o nível de serviço médio é inferior a 230 min (cerca de 4 horas) para 66% das encomendas. 32,04% das encomendas apresentam um nível de serviço entre 710 e 950 min, respetivamente,11,8 e 15,83 horas, o que se explica pelo número de encomendas tardias que permitam no sistema. O nível de serviço compreendido no intervalo min representa as encomendas que chegam ao destino dentro do horário de funcionamento deste, que por ser uma entrega direta, existe a garantia de recebimento, sendo esta a razão de se obter o valor zero. As encomendas com nível de serviço mínimo de 710 min são caraterizadas por uma espera no sistema: chegaram fora do período de funcionamento ou partiram tarde da origem. Figura V.1 - Nível de serviço médio das encomendas no modelo rodoviário direto. V.3 Simulação da cadeia logística de transporte rodoviária via CR/CD. O custo obtido para este modelo é de 64,6 /encomenda, estando associado uma PC de 14,8 KgCO 2e.t -1 ou 41,2 gco2 e.tkm -1, um nível de serviço de 11h31min com desvio padrão de 5h11min. Existem quatro tipos de caraterizações, as encomendas que permanecem no sistema entre 200 a 460 min, entre 460 e 850, entre 850 e 1110 e mais que 1110 min. Em termos de encomendas, 82 são entregues para o nível de serviço mínimo. A maior parte das encomendas, 191, são entregues entre 330 e 460 min. São verificados dois grupos com maior número de entregas, 274 encomendas entregues em menos de 460 min e 260 entregues entre 850 e 1110 min. Apenas 15 encomendas permanecem mais que 1110 min no sistema, deve-se a chegarem ao destino fora do período de funcionamento e terem de esperar até 8 horas para que seja concluída a entrega. 55

70 Figura V.2 - Nível de serviço médio das encomendas no modelo rodoviário direto. V.4 Simulação da cadeia logística de transporte rodoferroviária via CR/CD. O custo obtido para este modelo é de 44,9 /encomenda, estando associado uma PC de 10,8KgCO 2e.t -1 ou 30,0gCO2 e.tkm -1, um nível de serviço de 23h54min com desvio padrão de 7h41min. Existem quatro tipos de caracterizações, encomendas que permanecem no sistema entre 800 e 1520 min, entre 1520 e 2060 min, entre 2060 e 2420 min e mais que este. O máximo de encomendas é representado pelo intervalo min, representando 354 encomendas. No modelo rodoferroviário via CR/CD: O nível de serviço mínimo é inferior a 980 min (16,3 horas), representa apenas 13,7% das encomendas. As restantes encomendas, 86,3%, apresentam um nível de serviço superior a 980 min. De referir que 74.8% das encomendas são entregues até pouco mais do que um dia e que cerca de 20% são entregues apenas ao fim de quase 2 dias; Figura V.3 - Nível de serviço médio das encomendas no modelo rodoferroviário via CR/CD. V.5 Comparação entre três configurações da cadeia logística de transporte. A opção economicamente mais viável é verificada no modelo rodoferroviário, seguindo-se o rodoviário com CD e o rodoviário. Em termos de nível de serviço a melhor opção é verificada no modelo rodoviário direto, seguindo-se o rodoviário via CR/CD e o rodoferroviário via CR/CD. Em 56

71 termos de PC, a melhor opção é verificada no modelo rodoferroviário via CR/CD, seguindo-se o rodoviário via CR/CD e por último o rodoviário direto O modelo rodoviário via CR/CD num trajeto de 300 km emite mais 4,02 KgCO 2e por encomenda do que o rodoferroviário, a entrega é mais dispendiosa 19,76, mas existe um ganho de 742,53 min (12,61 horas). Os histogramas do tempo médio de espera das encomendas no sistema estão representados nas Figuras anteriores, representam, em termos de nível de serviço, o tempo entre a recolha da encomenda e a sua entrega. No modelo rodoviário via CR/CD: 44,9% das encomendas apresentam um nível de serviço inferior a 660 min; 52% inferior a 1120 min; os restantes valores podem ser explicados pelo horário de funcionamento do CR/CD e dos veículos de transportes e pelo fim-de-semana. Contudo, e como seria de esperar, 96,9% das encomendas são entregues em menos de 24 horas. Os resultados indicam que o decisor opta pelo modelo rodoviário via CR/CD porque: Está disposto a pagar mais 0,066.tkm -1 para que a encomenda seja entregue em menos 742,53 min (12,61 horas). Esta disponibilidade reflete-se num trade-off de 0,0052.km -1.h -1 da escolha da encomenda através do modelo rodoviário via CR/CD; Está disposto a emitir 1,1 gco 2e.km -1.h -1 para não esperar 12,6 horas que a encomenda seja entregue pelo modelo rodoferroviário via CR/CD. A Tabela V.1 representa o custo unitário das encomendas, o valor máximo é de 165,17 /encomenda e corresponde ao modelo rodoviário direto e o mínimo é de 44,66 /encomenda e é referente ao modelo rodoferroviário. Dos resultados obtidos é possível traçar as seguintes conclusões: Em termos de nível de serviço o modelo rodoviário direto é o que apresenta os valores mais baixos. O modelo rodoviário via CR/CD, face ao anterior, apresenta a penalização referente a ter mais atividades logísticas (recolha e distribuição), pelo que apresenta valores de nível de serviço mais elevados, contudo ainda comparáveis. Por último, o modelo rodoferroviário via CR/CD, apresenta valores de níveis de serviço já claramente superiores aos modelos anteriores, o que se explica não só pela baixa velocidade do comboio mas sobretudo pela limitação de este apenas funcionar durante o período noturno; O custo unitário do modelo rodoviário direto é mais do triplo comparado com o do modelo rodoferroviário via CR/CD e mais do dobro que o rodoviário via CR/CD. A diferença entre os custos entre os modelos rodoviários explica-se sobretudo pelo facto de que o modelo direto, 57

72 contrariamente ao via CR/CD, recorrer a cargas parciais, o que penaliza fortemente o custo de transporte por encomenda; O modelo rodoviário direto polui em média cinco vezes mais do que cada um dos seus concorrentes. O mesmo é dizer que 5 viagens do modelo rodoviário via CR/CD equivalem à mesma PC que se obtém de uma viagem através do modelo rodoferroviário via CR/CD. Conclui-se que uma passagem apenas de uma encomenda do modelo rodoviário direto para o rodoviário via CR/CD traz imediatamente vantagens ambientais, económicas e também organizacionais. Conclui-se assim que a consolidação de carga em Lisboa poderá ter benefícios para todos os decisores envolvidos; Globalmente, os resultados obtidos em termos de nível de serviço, custos e PC podem ser considerados realísticos, ou seja plausíveis e dentro de valores médios esperados. Tabela V.1 - Coleta de resultados. Modelo /Enc. KgCO 2e / Enc. gco 2e.tkm -1 Média (min) Nível de serviço Desvio padrão (min) Rodoviário via CR/CD 64,62 14,83 41, (11h31min) 310,46 (5h11) Rodoferroviário via CR/CD 44,86 10,81 30, ,01 (23h54min) 460,36 (7h41) Rodoviário direto 165,17 76,78 213,28 380,11 (6h20min) 285,50 (4h46) Modelo.tkm -1.h gco 2e.tkm -1.h Rodoviário via CR/CD 0,016 3,582 Rodoferroviário via CR/CD 0,005 1,256 Rodoviário direto 0,087 33,694 58

73 EUR/encomenda KgCO2e/encomenda Simulação de uma Cadeia Logística de Transporte de Mercadorias Rodoviário direto Rodoviário com CD Rodo-ferroviário com CD Figura V.4 - PC de uma encomenda por modelo Rodoviário direto Rodoviário com CD Rodo-ferroviário com CD Figura V.5 - Custo unitário de uma encomenda por modelo. 59

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