PPP RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS ESTUDO LOGÍSTICO Este Relatório Técnico apresenta o modelo logístico proposto para o transporte dos resíduos sólidos urbanos da RMBH e do Colar Metropolitano. O detalhamento do modelo está descrito no corpo do relatório e nos seus anexos. Atenciosamente, Charliston Marques Moreira Coordenador do Programa Metropolitano de Logística Diretoria de Planejamento, Articulação e Intersetorialidade Belo Horizonte, 29 de fevereiro de 2012.
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO... 3 2. OBJETIVOS DO ESTUDO... 3 3. METODOLOGIA UTILIZADA... 3 3.1. Levantamento dos volumes... 4 3.2. Definição dos parâmetros... 7 3.3. Geração dos cenários... 9 3.4. Cálculo dos custos... 11 4. RESULTADOS OBTIDOS... 15 5. CONCLUSÕES... 17 ANEXO A Coordenadas geográficas... 19
1. INTRODUÇÃO Este relatório descreve as etapas e os resultados do estudo logístico realizado para o dimensionamento e cálculo do custo operacional do transporte dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) de 33 municípios da Região Metropolitana de Belo Horizonte (RMBH) e 14 do Colar Metropolitano. O volume total diário, conforme dados de 2011, é de 2.613 toneladas. Não faz parte do escopo do estudo os resíduos do município de Belo Horizonte. A realização do estudo foi motivada pela necessidade de definir as melhores soluções logísticas e identificar seus custos. Este estudo é referencial, logo, o parceiro privado pode utilizar outra solução logística que ofereça um resultado mais eficiente. 2. OBJETIVOS DO ESTUDO O objetivo geral deste estudo é propor soluções logísticas para a atividade de transporte dos RSU s da RMBH e do Colar Metropolitano. Estas soluções devem atender as restrições operacionais ao menor custo. O objetivo geral é estratificado nos seguintes objetivos específicos: Mapear os atuais locais de disposição dos RSU s; Identificar os possíveis locais para a destinação final dos RSU s; Definir o tipo de veículo mais adequado para a operação; Criar diversos cenários que atendam as restrições operacionais; Dimensionar os recursos necessários; Calcular os custos operacionais de cada cenário; Identificar os cenários com o menor custo operacional. 3. METODOLOGIA UTILIZADA A metodologia deste estudo contemplou a construção de cenários com o dimensionamento dos recursos necessários através do software de planejamento em transportes TransCAD 5.0. O cálculo dos respectivos custos operacionais utilizou os parâmetros da Associação Nacional do Transporte de Cargas e Logística (NTC). A construção dos cenários considerou as áreas possíveis de serem utilizadas na região, como potenciais espaços para instalação da Central de Tratamento de Resíduos Urbanos (CTRSU), que não necessariamente precisam adotar como tecnologia de disposição final o aterro sanitário. No TransCAD foi utilizada a ferramenta de roteirização de veículos para a definição das rotas e suas distâncias. Esta ferramenta calcula as rotas através da heurística de Clarke e Wright criada em 1964 e amplamente utilizada nos atuais
softwares de planejamento em transportes. Esta heurística busca a redução da distância total percorrida pelos veículos através do agrupamento e sequenciamento dos locais a serem atendidos pelos veículos. Com o número de rotas e suas distâncias foi possível calcular a quantidade de veículos necessários em cada cenário. As etapas da aplicação desta metodologia estão descritas nas seções a seguir. 3.1. Levantamento dos volumes Os volumes dos resíduos gerados pelos 47 municípios foram fornecidos pela empresa de consultoria Bain. Ela levantou dados sobre os volumes gerados no período de 2000 a 2010, e realizou a projeção dos volumes para o período de 2011 a 2050. O estudo logístico utilizou os volumes projetados para 2011 em seus cenários. Dos 47 municípios, 19 dispõem seus resíduos em três aterros sanitários: Betim, Sabará e Vespasiano. Os demais adotam medidas de disposição próprias. Os volumes gerados por cada município são apresentados na TAB. 1 e TAB. 2.
TABELA 1 - Volumes diários, em toneladas, de RSU s dispostos em aterros compartilhados. MUNICIPIO ATERRO 2011 2020 2030 Betim Betim 368 502 593 Igarapé Betim 28 37 44 Mário Campos Betim 10 12 14 São Joaquim de Bicas Betim 20 26 31 Sarzedo Betim 21 29 35 Subtotal 447 607 717 Caeté Sabará 33 41 48 Capim Branco Sabará 8 9 11 Ibirité Sabará 128 162 191 Matozinhos Sabará 29 36 42 Moeda Sabará 4 4 5 Nova Lima Sabará 62 79 93 Pedro Leopoldo Sabará 47 58 68 Raposos Sabará 12 15 18 Rio Acima Sabará 7 9 10 Sabará Sabará 101 123 146 Subtotal 431 537 634 Vespasiano Vespasiano 84 112 132 Confins Vespasiano 5 6 8 Lagoa Santa Vespasiano 40 52 61 São José da Lapa Vespasiano 16 21 24 Subtotal 144 190 225 Total 1.022 1.335 1.576 Fonte: Projeção RSU Municipios v7, Bain. Do total de 2613 ton./dia, 1022 (39%) são dispostas nos três aterros compartilhados. A consolidação dos resíduos de vários municípios em um local permite um maior aproveitamento da capacidade das carretas, reduzindo o custo operacional. Os volumes dos municípios que adotam medidas de disposição próprias são mostrados na TAB. 2.
TABELA 2 - Volumes em toneladas de RSU s dos municípios com disposição própria. Fonte: Projeção RSU Municipios v7, Bain. MUNICIPIO 2011 Baldim 7 Barão de Cocais 23 Belo Vale 6 Bonfim 5 Brumadinho 28 Contagem 507 Esmeraldas 49 Florestal 5 Fortuna de Minas 2 Funilândia 3 Inhaúma 4 Itabirito 35 Itaguara 10 Itatiaiuçu 8 Itaúna 69 Jaboticatubas 13 Juatuba 17 Mateus Leme 22 Nova União 5 Pará de Minas 68 Prudente de Morais 8 Ribeirão das Neves 290 Rio Manso 4 Santa Bárbara 22 Santa Luzia 190 São José da Varginha 3 Sete Lagoas 184 Taquaraçu de Minas 3 Subtotal 1.591 Total Geral 2.613 A TAB. 2 mostra que o volume gerado por cada município varia de 2 a 507 ton./dia. Esta variação exige uma operação de transporte que utiliza o mesmo veículo para coletar em vários pontos. Isto permite a redução do custo de transporte através do aumento da utilização da capacidade das carretas. Mas esse planejamento requer a utilização de ferramentas computacionais para identificar as melhores rotas. A FIG. 1 mostra a localização dos pontos de disposição dos RSU s através de círculos que representam a relação dos volumes em peso.
FIGURA 1 - Localização e volumes dos RSU s da RMBH e Colar Metropolitano. Na FIG. 1 fica evidente a necessidade de uma operação de transporte com rotas que coletam em mais de local. As coordenadas geográficas de cada ponto de disposição dos RSU s são apresentadas no ANEXO A. 3.2. Definição dos parâmetros Com o objetivo de criar cenários representativos, tanto em aspectos operacionais quanto em custos, foram levantados parâmetros de mercado. Para identificar o tipo de veículo utilizado em operações de transferência de RSU, foi realizado um benchmarking em aterros da região. O veículo mais utilizado é a carreta caçamba basculante com capacidade variando de 55 a 90 m³. Devido ao
baixo volume dos municípios do colar e a facilidade de aquisição do veículo no mercado, foi decidida a utilização de uma carreta caçamba basculante com capacidade de 65 m³ e 27 toneladas. No mesmo benchmarking foi levantada a densidade dos resíduos sem compactação, para converter a capacidade dos veículos em toneladas conforme a demanda dos municípios. O peso transportado em 65m³ é de 26 toneladas, ou seja, 400 kg/m³. A FIG. 2 apresenta uma foto ilustrativa deste tipo de veículo. FIGURA 2 - Tipo de veículo considerado no estudo. As seguintes premissas foram adotadas durante a modelagem: Para a definição das rotas foi considerada uma carga horária de trabalho de oito horas e 30 dias por mês. O tempo de carga e descarga das carretas foi estimado em 30 minutos, mais um minuto por tonelada. Sendo assim, o tempo necessário para o carregamento, ou descarregamento, de uma carreta com 26 toneladas é de 56 minutos. As rotas foram traçadas considerando a rede viária atual. A velocidade média de deslocamento da carreta utilizada foi de 45 km/h, conforme indicação na Planilha de Custos de Carga Lotação da Associação Nacional do Transporte de Cargas e Logística (NTC). Essa planilha foi utilizada para o cálculo dos custos operacionais das carretas. A FIG. 3 mostra o resumo dos custos gerados para esta operação.
ASSOCIAÇÃO NACIONAL DO TRANSPORTE DE CARGAS E LOGÍSTICA - NTC DEPARTAMENTO DE CUSTOS OPERACIONAIS E PESQUISAS ECONÔMICAS - DECOPE PLANILHA DE CUSTOS DA CARGA LOTAÇÃO PERCURSO RODOVIÁRIO - CUSTO-PESO TIPO DE CARGA: LOTAÇÃO a - Tipo de veículo b - Tipo de equipamento c - Dimensões do equipamento em m³ VOLVO FH 400 T - 4X2 Semi Reboque Caçamba Basculante 65 d - Capacidade de carga em ton 27 e - kg por m³ 415,38 f - km por mês 10.000 A - CUSTOS FIXOS MENSAIS (a + b + c + d + e + f + g) 15.305,36 a - Remuneração do Capital 4.654,50 b - Salário de Motorista 3.796,32 c - Salário de Oficina 1.031,28 d - Reposição do Cavalo Mecânico 1.633,71 e - Reposição do Semi-Reboque 828,24 f - Licenciamento + Vistoria Tacógrafo 426,50 g - Seguro 3.162,54 h- Créditos de impostos -227,73 B - CUSTOS VARIÁVEIS POR KM (a + b + c + d + e + f) 1,4030 a - Manutenção 0,4129 b - Combustível 0,8458 c - Lubrificantes 0,0395 d - Lavagem e Lubrificação 0,0788 e - Pneus 0,1690 f - Créditos de impostos -0,1430 CUSTOS APURADOS ATÉ: 30/10/11 FIGURA 3 - Planilha de custo do veículo utilizado no modelo. Fonte NTC. Pela FIG. 3 identificamos os principais componentes dos custos. Eles foram divididos em fixos mensais e variáveis por km. O total dos custos fixos é de R$ 15.305,36 por mês e por veículo. O total dos custos variáveis é de R$ 1,4030 por km. Esta forma de apresentação dos custos direcionou a forma de dimensionamento dos recursos que calculou a quantidade de veículos necessários e a distância total percorrida em km. 3.3. Geração dos cenários Os cenários construídos contemplam as atividades de carregamento das carretas, nos locais de disponibilização dos resíduos (estações de transbordo), o transporte até os locais de destinação final (CTRSU), e o descarregamento das carretas. Está previsto nos cenários a armazenagem de resíduos por até 72 horas nas estações de transbordo. Isso permite a redução da distância total percorrida pelos veículos e consequentemente o custo da operação. A FIG 4 apresenta uma ilustração do fluxo dos resíduos nos cenários.
FIGURA 4 - Ilustração do fluxo dos RSU's. Os cenários variam na quantidade e localização dos pontos de destino dos resíduos. Isso gera variações nas rotas e na quantidade de carretas utilizadas. Todos os cenários utilizam o mesmo tipo de carreta, alguns realizam a transferência dos resíduos diariamente, outros em intervalos de 24,48 e 72 horas. Os cenários simulados estão apresentados na TAB. 3. TABELA 3 - Cenários simulados para instalação das Centrais de Tratamento de RSU.
Uma CTRSU Três CTRSU's Cenário CTRSU Cenário CTRSU 1 Betim 1 Betim, Matozinhos e Ribeirão 2 Matozinhos 2 Betim, Matozinhos e Sabará 3 Ribeirão das Neves 3 Betim, Matozinhos e Sete Lagoas 4 Sabará 4 Betim, Ribeirão e Sabará 5 Sete Lagoas 5 Betim, Ribeirão e Sete Lagoas 6 Betim, Sabará e Sete Lagoas Duas CTRSU's 7 Matozinhos, Ribeirão e Sabará Cenário CTRSU 8 Matozinhos, Ribeirão e Sete Lagoas 1 Betim e Matozinhos 9 Matozinhos, Sabará e Sete Lagoas 2 Betim e Ribeirão 10 Ribeirão, Sabará e Sete Lagoas 3 Betim e Sabará 4 Betim e Sete Lagoas 5 Matozinhos e Ribeirão 6 Matozinhos e Sabará 7 Matozinhos e Sete Lagoas 8 Ribeirão e Sabará 9 Ribeirão e Sete Lagoas 10 Sabará e Sete Lagoas A TAB. 3 apresenta a divisão dos cenários simulados conforme a quantidade de destinos dos RSU s (CTRSU s). Todo o estudo considerou a possibilidade de utilização de cinco destinos finais: Betim, Matozinhos, Ribeirão das Neves, Sabará e Sete Lagoas. Inicialmente foram simulados cinco cenários, uma para cada destino individualmente. Posteriormente foram simulados dez cenários, contemplando todas as combinações de dois destinos. Por fim foram simulados outros dez cenários com todas as combinações de três destinos, totalizando 25 simulações. Para a avalição do impacto da coleta em dias programados foram criados cenários em que a coleta foi realizada em dias alternados e a cada dois dias. Essa programação foi feita apenas para os municípios cujo volume diário era inferior à capacidade da carreta. 3.4. Cálculo dos custos O cálculo dos custos utilizou os parâmetros apresentados na seção 3.2 e o
dimensionamento realizado através do software TransCAD. Conforme a FIG. 3, os parâmetros de custo utilizados são: custo fixo de cada carreta por mês e o custo variável por km percorrido. A forma de cálculo do custo fixo mensal é apresentada na Equação 1: cfm = qv cfmv (1) Sendo: cfm: custo fixo mensal qv: quantidade total de veículos dimensionada cfmv: custo fixo mensal por veículo (R$ 15.305,36) A forma de cálculo do custo variável mensal é apresentada na Equação 2. cvm = dd cvu 30 (2) Sendo: cvm: custo variável mensal dd: distância percorrida pelos veículos diariamente em km cvu: custo variável unitário (R$ 1,4030/km) O custo total anual é obtido somando o fixo e o variável e multiplicando por 12 meses. A TAB. 4 mostra o dimensionamento das 19 rotas geradas pelo TransCAD para o cenário que utiliza os aterros de Sabará, Betim e Ribeirão das Neves como destino final dos RSU e os respectivos custos fixos e variáveis.
Tabela 4 - Custos fixos e variáveis do cenário Sab/Bet/Rib. Rota De stino Pe so Distâ ncia T e mpo Via ge ns Ve ículos C. Fixo C. Va riá ve l 1 Ribeirão 9,81 210,67 4,90 1,00 0,61 8.867,07 2 Ribeirão 20,31 175,92 4,24 1,00 0,53 7.404,50 3 Ribeirão 183,77 125,47 3,33 8,00 3,33 42.248,71 4 Ribeirão 10,66 132,36 3,65 1,00 0,46 5.570,96 5 Ribeirão 144,31 51,56 2,51 6,00 1,88 13.020,74 6 Ribeirão 506,57 32,98 2,30 20,00 5,75 27.764,09 Subtota l 875,44 728,96 20,92 37,00 13,00 198.969,68 104.876,07 7 Betim 15,63 186,22 4,61 1,00 0,58 7.837,85 8 Betim 68,18 133,02 3,41 3,00 1,28 16.796,81 9 Betim 17,99 140,77 3,72 1,00 0,47 5.924,91 10 Betim 69,12 116,40 3,23 3,00 1,21 14.698,15 11 Betim 21,62 67,85 2,61 1,00 0,33 2.855,88 12 Betim 48,67 59,78 2,60 2,00 0,65 5.032,27 13 Betim 22,20 69,51 2,71 1,00 0,34 2.925,53 Subtota l 263,40 773,55 22,89 12,00 5,00 76.526,80 56.071,40 14 Sabará 22,27 154,18 3,58 1,00 0,45 6.489,45 15 Sabará 22,84 131,59 3,34 1,00 0,42 5.538,76 16 Sabará 28,26 125,67 3,33 2,00 0,83 10.578,79 17 Sabará 35,48 125,67 3,33 2,00 0,83 10.578,79 18 Sabará 7,69 115,86 3,13 1,00 0,39 4.876,58 19 Sabará 189,56 51,05 2,50 8,00 2,50 17.189,29 Subtota l 306,10 704,02 19,21 15,00 6,00 91.832,16 55.251,65 1.444,94 2.206,53 63,02 64,00 24,00 367.328,64 216.199,13 Para este caso o custo total anual é de R$ 7.002.333,20. Os municípios atendidos por cada rota são: Rota 1: Inhaúma, Fortuna de Minas, São José da Varginha; Rota 2: Jaboticatubas e Baldim; Rota 3: Sete Lagoas; Rota 4: Prudente de Morais e Funilândia; Rota 5: Vespasiano; Rota 6: Contagem; Rota 7: Rio Manso, Bonfim e Belo Vale; Rota 8: Pará de Minas; Rota 9: Itatiaiuçu e Itaguara; Rota 10: Itaúna;
Rota 11: Mateus Leme; Rota 12: Esmeraldas; Rota 13: Florestal e Juatuba; Rota 14: Santa Bárbara; Rota 15: Barão de Cocais; Rota 16: Brumadinho; Rota 17: Itabirito; Rota 18: Nova União e Taquaraçú de Minas; Rota 19: Santa Luzia.
4. RESULTADOS OBTIDOS As simulações realizadas permitiram dimensionar os recursos necessários e calcular os respectivos custos. Todos os cenários gerados no estudo, através do software TransCAD, buscaram reduzir a distância total percorrida pelos veículos. Isto, além de otimizar a distância, permite a redução da quantidade de veículos necessários. Estes são os dois itens que compõem a planilha de custo. A FIG. 4 mostra um mapa com as rotas geradas pelo TransCAD para destinação dos resíduos no aterro sanitário de Sabará. Figura 5 - Rotas geradas pelo TransCAD para o transporte até o aterro de Sabará. Na FIG. 5 é possível observar as rotas que os veículos utilizam para coletar os resíduos. Algumas coletam em vários municípios, aumentando a taxa de ocupação das carretas. A FIG. 6 mostra um gráfico com os custos totais para cada cenário simulado. Neste gráfico percebe-se que os cenários que apresentaram menor custo são aqueles com três locais de destino.
Figura 5 - Custo operacional anual por cenário. Os valores calculados para cada cenário são mostrados na TAB. 5. O cenário que utilizou como pontos de localização das CTRSU s os municípios de Sabará, Betim e Ribeirão das Neves foi o que apresentou o menor custo. O maior custo foi obtido considerando apenas Sete Lagoas como ponto de instalação da CTRSU dos resíduos. O aumento foi de 130,3% em relação ao menor. Caso sejam utilizados dois aterros, o cenário que oferece o menor custo está 20% acima do menor. Já para utilização de apenas um destino o custo aumenta em 22,6%.
Tabela 5 - Comparação de todos os cenários do estudo. Destino Custo Anual Custo / ton Aumento Sab / Bet / Rib 7.002.333,20 7,34 Sab / Bet / Set 7.110.178,08 7,46 1,5% Sab / Bet / Mat 7.965.712,72 8,35 13,8% Bet / Rib / Mat 8.011.806,42 8,40 14,4% Sab / Rib / Set 8.244.901,76 8,64 17,7% Bet / Rib 8.404.816,73 8,81 20,0% Rib 8.587.670,75 9,00 22,6% Sab / Bet 8.634.468,16 9,05 23,3% Bet / Rib / Set 8.927.967,26 9,36 27,5% Sab / Rib / Mat 8.953.888,18 9,39 27,9% Sab / Rib 9.389.159,06 9,84 34,1% Rib / Set 9.463.720,97 9,92 35,2% Bet / Set / Mat 9.870.189,01 10,35 41,0% Sab / Set / Mat 9.989.772,68 10,47 42,7% Rib / Mat 10.388.849,76 10,89 48,4% Bet / Mat 10.431.330,99 10,94 49,0% Bet / Set 10.556.636,08 11,07 50,8% Rib / Set / Mat 10.563.239,58 11,08 50,9% Sab 11.402.459,90 11,96 62,8% Sab / Set 11.714.813,02 12,28 67,3% Bet 12.005.164,30 12,59 71,4% Mat 12.649.327,50 13,26 80,6% Sab / Mat 13.121.340,62 13,76 87,4% Mat / Set 14.527.355,48 15,23 107,5% Set 16.139.251,65 16,92 130,5% Com relação ao impacto da programação do dia da coleta nos custos houve uma redução que variou de 3,48% a 9,70%. A redução não foi pontual porque cada cenário (com 1,2 ou 3 destinos) comportou-se diferente em relação a programação. 5. CONCLUSÕES Este estudo realizou o dimensionamento da estrutura necessária para a operação de transporte dos RSU da RMBH e do seu Colar, além do cálculo dos respectivos custos operacionais. Foi realizado o cálculo dos custos operacionais de transporte, no lugar da cotação dos preços de mercado, para permitir uma
avaliação mais detalhada de qualquer proposta apresentada, sendo possível avaliar a margem de lucro das propostas. O cálculo dos custos de todas as combinações com até três destinos, entre os cinco possíveis, permitiu identificar a variação entre eles. Isto permite calcular, junto com os custos das instalações, o impacto financeiro do aumento ou redução do número de instalações.
ANEXO A Coordenadas geográficas Município Latitude Longitude Baldim 19 18'11.9'' 43 57'30,3'' Barão de Cocais 19 54'14,2'' 43 26'32,1'' Belo Vale 20 24'25,0'' 44 02'39,7'' Betim 20 01'03,7'' 44 14'12,6'' Bonfim 20 19'26,3'' 44 18'21,2'' Brumadinho 20 13'07,7'' 43 49'07,7'' Caeté 19 51'19,9'' 43 50'45,6'' Capim Branco 19 51'19,9'' 43 50'45,6'' Confins 19 40'55,7'' 43 56'53,3'' Contagem 19 54'55,7'' 44 03'18,4'' Esmeraldas 19 47'55,7'' 44 17'58,4'' Florestal 19 51'53,4'' 44 24'39,2'' Fortuna de Minas 19 33'16,4'' 44 28'20,4'' Funilândia 19 24'04,0'' 44 03'00,9'' Ibirité 19 51'19,9'' 43 50'45,6'' Igarapé 20 01'03,7'' 44 14'12,6'' Inhaúma 19 29'08,9'' 44 23'17,8'' Itabirito 20 12'53,9'' 43 49'04,3'' Itaguara 20 23'48,3'' 44 30'04,0'' Itatiaiuçu 20 12'33,7'' 44 24'53,1'' Itaúna 20 04'56,6'' 44 40'12,7'' Jaboticatubas 19 27'25,2'' 43 48'49,0'' Juatuba 19 58'27,0'' 44 18'43,1'' Lagoa Santa 19 40'55,7'' 43 56'53,3''
Município Latitude Longitude Mário Campos 20 01'03,7'' 44 14'12,6'' Mateus Leme 20 02'14,9'' 44 27'02,4'' Matozinhos 19 51'19,9'' 43 50'45,6'' Moeda 19 51'19,9'' 43 50'45,6'' Nova Lima 19 51'19,9'' 43 50'45,6'' Nova União 19 43'28,2'' 43 34'03,2'' Pará de Minas 19 48'02,2'' 44 40'45,8'' Pedro Leopoldo 19 51'19,9'' 43 50'45,6'' Prudente de Morais 19 28'02,2'' 44 09'22,0'' Raposos 19 51'19,9'' 43 50'45,6'' Ribeirão das Neves 19 48'34,4'' 44 01'55,9'' Rio Acima 19 51'19,9'' 43 50'45,6'' Rio Manso 20 17'18,1'' 44 18'44,7'' Sabará 19 51'19,9'' 43 50'45,6'' Santa Bárbara 19 56'46,1'' 43 23'06,5'' Santa Luzia 19 43'08,8'' 43 49'43,6'' São Joaquim de Bicas 20 01'03,7'' 44 14'12,6'' São José da Lapa 19 40'55,7'' 43 56'53,3'' São José da Varginha 29 42'06,6'' 44 09'22,0'' Sarzedo 20 01'03,7'' 44 14'12,6'' Sete Lagoas 19 23'56,5'' 44 14'30,2'' Taquaraçu de Minas 19 39'35,8'' 43 41'31,8'' Vespasiano 19 40'55,7'' 43 56'53,3''