ESTUDO DE ROTEIRIZAÇÃO NA COLETA DE RESÍDUOS UTILIZANDO O SOFTWARE TRANSCAD

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 4ª Semana do Servidor e 5ª Semana Acadêmica 2008 UFU 30 anos ESTUDO DE ROTEIRIZAÇÃO NA COLETA DE RESÍDUOS UTILIZANDO O SOFTWARE TRANSCAD Flávia Bruno Mendes 1 fbm_udimoc@yahoo.com.br Miguel Ângelo A. F. de Paula 1 miganjo@bol.com.br Carlos Alberto Faria 2 cafaria@ufu.br Resumo: Este trabalho contempla um estudo de caso sobre a roteirização de veículos numa empresa responsável pela coleta de resíduos de serviço de saúde no município de Uberlândia Aborda sobre os três principais problemas: de roteirização de veículos, de programação de veículos e tripulações e problemas combinados de roteirização e programação. Através desses três pontos, escolheu-se uma alternativa que melhor se apta à situação real da empresa.. O objetivo é verificar o menor caminho possível que atenda às demandas dos clientes, considerando as características da rede viária e do veículo de coleta. A metodologia adotada é por análise comparativa da rota real adotada pela empresa de coleta e obtida por receptor GPS com a rota fornecida pelo software TransCAD 4.5 (Transportation Gis software) considerando um procedimento de otimização. Os resultados obtidos indicam uma rota de menor tempo de percurso para o serviço de coleta da empresa. Palavras-chave: Roteirização de veículos, TransCAD, Logística. 1. INTRODUÇÃO Os benefícios da aglomeração urbana têm sido prejudicados pelos problemas devidos aos intensos congestionamentos. A crescente necessidade de mobilidade aliada às ineficácias do transporte público tem gerado impactos ambientais (poluição sonora e do ar) e aumento dos custos de operação. O planejamento de transportes pode reduzir e até eliminar esses problemas, para isso deve ser empregado um processo com base no enfoque sistêmico, dinâmico e que envolva todos os segmentos das atividades sociais e econômicas relacionadas com os problemas identificados. Na logística urbana, os serviços de distribuição de produtos e de coleta de resíduos são problemas clássicos de transportes que tem assumido grande importância na atualidade por conta dos custos operacionais crescentes envolvidos que, em última instância, incidem desfavoravelmente no custo final dos produtos consumidos. A roteirização com objetivo de obter rotas otimizadas conforme seja o padrão do serviço considerado, é um procedimento fundamental na busca pela solução ótima. De acordo com Gois (2005) a ordem é reduzir ou eliminar custos em toda a cadeia logística, entretanto, com o planejamento da coleta, o critério mais relevante é a logística relacionada ao transporte envolvido, no caso o rodoviário. Para tanto, utiliza-se a ferramenta da roteirização de 1-Acadêmicos do curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil. 2- Professor e Coordenador do curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil. 1

2 veículos que tenta oferecer maior flexibilidade, eficiência e conseqüente confiabilidade as suas operações. Wu (2007) afirma que a roteirização de veículos pode ser definida como o atendimento de nós de demanda geograficamente dispersos, sendo que, para cada ligação entre um par de nós, há distâncias e custos associados. O objetivo é determinar o conjunto de rotas de menor custo que atenda ás necessidades dos nós, respeitando restrições operacionais, tais como capacidade do veículo, duração das rotas, tempo, duração da jornada de trabalho, entre outras. O TransCAD é um sistema utilizado para armazenar, mostrar, gerenciar e analisar dados de transporte, combinando uma plataforma de SIG com um sistema de modelagem de transportes. Trabalhando com todos os modais de transporte, este sistema, quando aplicado a modelos de roteamento e logística, pode ser utilizado por setores públicos e privado (Melo e Filho, 2001). Este trabalho apresenta um estudo de caso abordando problemas de roteirização de veículos na coleta de resíduos dos serviços de saúde numa cidade de porte médio. O veículo empregado na coleta é um utilitário com peso máximo rebocável de 400 kg e capacidade da caçamba de 3200 litros, que faz a coleta de resíduos de serviços de saúde em postos de assistência médica, consultórios médicos e odontológicos, clínicas de repouso, sanatórios, clínicas, laboratórios de pesquisa, farmácias, serviços veterinários, serviços de medicina nuclear, entre outros. 2. OBJETIVOS O objetivo é analisar e traçar a menor rota possível que atenda a demanda da empresa responsável pela coleta dos resíduos de serviço de saúde, considerando as características da rede viária e do veículo de coleta. Para tanto, pretende-se comparar a rota de coleta e obtida com o receptor GPS com a rota criada pelo software TransCAD 4.), considerando que um procedimento de otimização com base no tempo e/ou distância percorrida possa ser empregado. 3. ROTEIRIZAÇÃO DE VEÍCULOS A roteirização, no sentido mais amplo, pode ser entendida como um procedimento de otimização, em nível operacional, que consiste na programação e/ou alocação de um ou mais veículos quer seja em ambiente urbano ou rodoviário, em serviços de transporte (coleta e/ou entrega) em itinerários (rotas) com base em critérios otimizados. Segundo Bodin et al (1983) apud Neto e Lima (2006), os problemas de roteirização podem ser classificados em três grupos principais: Problemas de roteirização pura de veículos; Problemas de programação de veículos e tripulações; Problemas combinados de roteirização e programação de veículos. 3.1 Problemas de Roteirização Pura de Veículos Segundo Bodin et al (1983) apud Enomoto e Lima (2007) são problemas espaciais que não consideram as variáveis temporais ou precedências entre as atividades para elaboração dos roteiros de coleta e/ou entrega. Em alguns casos tem-se apenas a restrição de comprimento máximo da rota. Nesse tipo de problema existe um conjunto de nós e/ou arcos para serem atendidos que formarão uma seqüência de locais (rota), buscando alcançar a minimização do custo total de transporte. 3.2 Problemas de Programação de Veículos e Tripulações Segundo Bodin et al (1983) apud Neto e Lima (2006) os problemas de programação de veículos e de tripulações podem ser considerados como problemas de roteirização com restrições adicionais relacionadas aos horários em que várias atividades devem ser executadas. Há um tempo associado a cada tarefa a ser executada. Por exemplo, cada ponto de parada pode requerer que o 2

3 atendimento seja feito em um horário específico. Assim, as condicionantes temporais devem ser consideradas explicitamente no tratamento do problema. 3.3 Problemas Combinados de Roteirização e Programação Este tipo de problema é usado quando existe algum tipo de restrição de precedência e/ou janela de tempo. Relações de precedência ocorrem, por exemplo, quando a entrega de uma mercadoria deve ser precedida pela sua coleta. Janelas de tempo são restrições horárias normalmente associadas ao intervalo desejado para que um dado serviço seja executado num cliente. Podem existir outros tipos de janela de tempo, como, por exemplo, o intervalo de tempo que um veículo fica disponível, ou o intervalo de tempo em que o depósito (ou depósitos) fica disponível aos veículos. Em problemas combinados tanto os aspectos espaciais quanto temporais são levados em consideração. 4. METODOLOGIA O serviço de coleta é monitorado em um dia da semana em horário comercial, escolhido aleatoriamente. Utilizou-se um receptor GPS e uma planilha da empresa informando a localização dos pontos de coleta dos resíduos, assim como, peso e volume a serem coletados. O GPS é configurado para que coletasse uma quantidade satisfatória de informações (coordenadas geográficas, velocidade por trecho, waypoints e o tempo de cada trecho) para o estudo da rota. Com o auxilio do software GPS TrackMaker-Pro realizou-se a transferência dos dados e em seguida, a rota foi exportada para o software TransCAD. Em cada local de coleta computou-se a pesagem do resíduo que é disposto em recipientes adequados para serem tratados na empresa de coleta e, em seguida, ser conduzidos para o aterro sanitário da cidade. Atualmente, o procedimento de seleção da rota é realizado pelo motorista sem levar em consideração, qualquer parâmetro técnico quanto ao resíduo ou as demandas dos clientes. Uma base digital georreferenciada é utilizada através do Sistema de Informações Geográficas (SIG) com o programa TransCAD e a rede viária é configurada com base na teoria dos grafos (nós e arcos) e no mapa georreferenciado da área de estudo. São considerados os sentidos do fluxo de veículos e as velocidades operacionais em cada trecho das vias. Os clientes e o depósito são locados nessa base com seus respectivos dados e cria-se uma rede de trabalho (Network) definindo os parâmetros para a roteirização. Através do TransCAD é necessário configurar a rede viária (network) para posteriormente ser realizado o procedimento de roteirização de veículos (Caliper, 1998). E, finalmente, cria-se uma matriz da rota e a tabela de veículos para a obtenção da rota otimizada. 5. ESTUDO DE CASO A coleta de resíduos de serviço de saúde no município de Uberlândia é realizada pela empresa STERLIX Ambiental que atende aos estabelecimentos geradores dentre os quais: hospitais, farmácias, postos de saúde, consultórios médicos e odontológicos, clinicas veterinárias e outros. A empresa atualmente coleta aproximadamente 140 toneladas de resíduos dos grupos A, B e, dentre os quais são tratados na cidade apenas o A e E. O resíduo B é transportado para outra unidade. Para o estudo de caso, considerou-se o problema combinado de roteirização e programação, devido às condições da empresa de coleta, aspectos espaciais e temporais também foram levados em consideração. Alguns estabelecimentos funcionam somente no período da tarde e para isso, o motorista retorna ao deposito pela manhã e parte novamente pela tarde. De acordo com a RDC ANVISA n o 306/04 e Resolução CONAMA nº 358/05, os resíduos de serviço de saúde são classificados em cinco grupos: A (A1, A2, A3, A4 e A5), B, C, D e E, conforme Tabela 1. 3

4 Grupos A A1 A2 A3 A4 A5 B C D E Tabela 1: Classificação dos Resíduos de Serviço de Saúde (RSS). Descrição Resíduos de agentes biológicos/ infectantes Descartes de vacinas; culturas e estoques de microorganismos epidemiológicos. Vísceras, carcaças e outros resíduos provenientes de animais. Peças anatômicas de ser humano, fetos. Sobras de amostras de laboratório, tecidos adiposo, e outros provenientes de cirurgia plástica. Órgãos, tecidos, fluidos orgânicos, materiais perfurocortantes contaminados. Resíduos de substâncias químicas (risco á saúde e meio ambiente): Produtos com metais pesados, tóxicos, corrosivos, inflamáveis e reativos. Rejeitos radioativos: Materiais de lab. de análises clínicas, radioterapia, medicina-nuclear. Resíduos comuns: Papel higiênico, fraldas, restos alimentares de pacientes, gesso, resíduos de jardins, varrição. Materiais perfurocortantes: Lâminas, agulhas, bisturi, utensílios de vidro de laboratório. 6. RESULTADOS Os dados obtidos pelo GPS informaram que à distância percorrida foi de 77 km, o tempo decorrido foi de 530 minutos (oito horas e cinqüenta minutos). A velocidade média operacional foi de 32 km/h com atendimento a 87 clientes (pontos de coleta). A situação monitorada com o receptor GPS e a obtida por procedimento de roteamento no programa TransCAD, conforme Figura 1 e Figura 2 foram comparadas e analisadas. Figura 1: Rota traçada pelo GPS. 4

5 Figura 2: Rota otimizada pelo TransCAD. A rota traçada pelo GPS mostra o percurso realizado pelo motorista partindo do depósito (empresa de coleta) localizado no distrito industrial em direção aos pontos de coleta. Percebe-se que há maior demanda na região central da cidade e em bairros próximos ao centro. A rota otimizada pelo TransCAD mostra em alguns pontos, um percurso diferente em relação a monitorada pelo GPS. Justifica-se, pelas características das vias, como a velocidade máxima permitida. Com isso, o software apresenta um caminho que atenda as demandas, levando em consideração as vias que admitem maior velocidade, ou seja, as vias principais ou de transito rápido. O TransCAD após a otimização gerou o relatório do itinerário contendo a ordem de atendimento otimizada aos estabelecimentos, o tempo de chegada e de saída de cada ponto de coleta, à distância total e o peso coletado em cada ponto. A rota otimizada revela que o primeiro ponto de coleta é o estabelecimento de número dois, com uma distância de 2,7 km do depósito. Percebe-se que o veículo gastou quatro minutos para chegar a este estabelecimento, com uma parada de dois minutos. O segundo ponto de coleta seria o de número três as 08h15min. Com uma distância de 9,3 km em relação ao primeiro ponto de coleta, ou seja, estabelecimento de número dois. Foram gastos três minutos para a coleta de 500 gramas de resíduos de serviços de saúde. Analogamente, os demais pontos de coleta foram identificados, como mostra a Figura 3. Contudo, percebe-se que a rota otimizada indica uma redução de 23% no tempo atualmente gasto pelo motorista para a coleta. E a demanda total de resíduos de serviços de saúde coletada é de 189,6 kg. 5

6 Figura 3: Relatório gerado pelo TransCAD percurso da manhã. Com base nos resultados, o percentual obtido pela rota do TransCAD é relevante para a empresa. Justifica-se pelo fato de que ela teria condições de atender mais clientes por dia ou, então, poderia agilizar o serviço de coleta, contribuindo para uma estratégia logística melhor. 7. REFERÊNCIAS Caliper Corporation, Routing and logistics with TransCad 4.5. Newton (MA), 764 p. Enomoto, L. M. e Lima, R. S. 2007, Análise da distribuição física e roteirização em um atacadista. Prod., Jan./Apr. 2007, Vol.17, n.1, p ISSN Goís, B. C. V. 2005, Roteirização: uma comparação dos métodos de divisão e organização das rotas de coleta dos caminhões compactadores de lixo. Fatec Zl São Paulo, Monografia, 61p. Melo, A. C. S. e Filho, V. J. M. F. 2001, Sistemas de Roteirização e Programação de Veículos Pesquisa. Operacional, Julho 2001, Vol.21, n. 2, p ISSN Neto, A. F. e Lima, R. S. 2006, Roteirização de veículos de uma rede atacadista com o auxilio de sistemas de informações geográficas (SIG), Revista Pesquisa e Desenvolvimento Engenharia de Produção, jun.2006, n.5, p Wu, L. O Problema de Roteirização Periódica de Veículos Dissertação (Mestrado) - Escola Politécnica, Universidade São Paulo, SP, 109p. ROUTING STUDY IN THE COLLECTION OF WASTES USING THE SOFTWARE TRANSCAD Flávia Bruno Mendes 1 fbm_udimoc@yahoo.com.br 6

7 Miguel Ângelo A. F. de Paula 1 miganjo@bol.com.br Carlos Alberto Faria 2 cafaria@ufu.br Abstract: This paper presents a case study on vehicle routing in an enterprise responsible to collect hospital and clinical waste of the Uberlandia city. It has considered the three main problems of routing: pure vehicle routing; fleet and vehicle programming; routing and programming combined cases. Through these three points, it was selected one which better adapt to real situation of this enterprise. The objective was to obtain the minimumpath which attends the demand of enterprise, taking in account the characteristics of network and the vehicle used in the collect service. The methodology adopted compares the real route obtained with receptor of GPS and the route created by software TransCAD 4.5 (Transportation Gis software), when it was able to assess a possible optimization. The results indicated an optimized route which takes the minimum travel time. Keywords: Vehicle routing, TransCAD, Logistics. 7