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Type: Dissertação
Title: Otimização de rotas como uma ferramenta para redução de custos e emissões no transporte de resíduos: um estudo de caso da cidade de Sapucaia, RJ
Author: Soares, Sara Crislei de Souza
First Advisor: Fonseca, Leonardo Goliatt da
Referee Member: Campos, Luciana Conceição Dias
Referee Member: Xavier, Carolina Ribeiro
Resumo: A gestão eficiente de resíduos sólidos é fundamental para a preservação do meio ambiente e a garantia da saúde pública. As etapas de coleta e transporte de resíduos desempenham um papel essencial na gestão de resíduos sólidos, chegando a consumir até 80% de todos os recursos disponíveis. Estes custos resultam das despesas com mão de obra, elevado consumo de combustível e manutenção dos veículos. Além disso, o uso intensivo dos veículos nessas atividades leva a um grande consumo de energia, à emissão de poluentes atmosféricos e ao aumento do congestionamento nas áreas urbanas. O planejamento de rotas pode ser uma solução para diminuir tanto os custos quanto as emissões relacionadas a esse processo. A otimização de rotas, também conhecida como problema de roteamento de veículos (VRP), oferece uma abordagem organizada para o planejamento de rotas. Este estudo teve como objetivo desenvolver um modelo computacional para otimização de rotas de coleta e transporte de resíduos para um pequeno município brasileiro, Sapucaia. O problema de otimização proposto foi abordado utilizando duas ferramentas: a Open Source Routing Machine (OSRM) e a Vehicle Routing Open-source Optimization Machine (Vroom). Além disso, foram calculadas estimativas das emissões de gases de efeito estufa (GEE) resultantes da combustão dos combustíveis utilizados durante o processo. Para tanto, foi adotada uma metodologia de cálculo de emissões de GEE baseada no Programa Brasileiro GHG Protocol. Como uma forma de tentar amenizar o impacto gerado por tais emissões, também foi realizado o cálculo da quantidade de árvores que deveriam ser plantadas para neutralizar essas emissões. Os resultados obtidos através da otimização mostraram uma redução de 18% na distância percorrida, em comparação com o cenário praticado atualmente. A redução na distância percorrida também reduziu a quantidade de combustível consumida, gerando uma economia anual média de aproximadamente R$ 17.000,00. A redução na quantidade de combustível consumida também reduziu as emissões dos GEE. Se comparadas com o cenário praticado atualmente, as emissões de CO2 equivalente foram aproximadamente 18% menores ao se adotar as rotas otimizadas. Além disso, verificou-se que seria necessário plantar cerca de 214 árvores para compensar a emissão média anual de CO2 equivalente gerada no processo, quando adotadas as rotas otimizadas. Caso o cenário de coleta não fosse alterado, seriam necessárias 261 árvores para compensar estas emissões.
Abstract: Efficient solid waste management is paramount for environmental preservation and public health. The collection and transportation phases play a pivotal role in solid waste management, often consuming up to 80% of all available resources. These costs stem from labor expenses, high fuel consumption, and vehicle maintenance. Furthermore, the intensive use of vehicles in these activities leads to significant energy consumption, atmospheric pollutant emissions, and increased urban congestion. Route planning can serve as a solution to mitigate both costs and emissions associated with this process. Route optimization, also known as the vehicle routing problem (VRP), offers a structured approach to route planning. This study aimed to develop a computational model for optimizing collection and transportation routes for a small Brazilian municipality, Sapucaia. The proposed optimization problem was addressed using two tools: the Open Source Routing Machine (OSRM) and the Vehicle Routing Open-source Optimization Machine (VROOM). Additionally, estimates of greenhouse gas (GHG) emissions resulting from fuel combustion during the process were calculated. For this purpose, a GHG emissions calculation methodology based on the Brazilian GHG Protocol was adopted. As a means to mitigate the impact of such emissions, the number of trees required to offset these emissions was also calculated. The results obtained through optimization demonstrated an 18% reduction in the distance traveled, compared to the current scenario. The reduction in distance traveled also reduced fuel consumption, resulting in an average annual saving of approximately R$ 17,000. The decrease in fuel consumption also reduced GHG emissions. Compared to the current scenario, equivalent CO2 emissions were approximately 18% lower when adopting the optimized routes. Moreover, it was found that approximately 214 trees would need to be planted to offset the average annual equivalent CO2 emissions generated in the process when adopting the optimized routes. If the collection scenario were not altered, 261 trees would be required to offset these emissions.
Keywords: Gerenciamento de resíduos sólidos
Redução dos custos
Redução das emissões
OSRM
Vroom
Solid waste management
Cost reduction
Emissions reduction
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-ShareAlike 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/17844
Issue Date: 8-Oct-2024
Appears in Collections:Mestrado em Modelagem Computacional (Dissertações)



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