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Análise do uso de SIG no roteamento dos veículos de coleta de resíduos sólidos domiciliares

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Análise do uso de SIG no roteamento dos veículos de coleta de resíduos sólidos domiciliares

Abstract

Relata-se neste trabalho, a análise do uso de um Sistema de Informação Geográfica – SIG como ferramenta para roteirização de veículos de coleta de resíduos sólidos domiciliares. O software utilizado foi o TransCAD, versão 3.2, que permite desenvolver rotas utilizando algoritmos que incluem o procedimento de roteirização em arco. O objetivo é minimizar a extensão total a ser percorrida pelos veículos coletores. O estudo de caso foi realizado na cidade de Ilha Solteira – SP. Os dados coletados e os resultados obtidos pelo TransCAD foram processados no software Microsoft Excel. Os resultados obtidos demonstraram reduções percentuais de até 41% na distância total percorrida e de 68% no tempo total de percurso em relação ao serviço atual.
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Análise do uso de siG no roteAmento dos veículos de
coletA de resíduos sólidos domiciliAres
AnAlysis of the use of Gis in the collectinG vehicle routinG of
domestic solid wAste
Luzenira aLves BrasiLeiro
Doutora em Transportes pela Escola de Engenharia de São Carlos – EESC/USP. Professora do Departamento de
Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – FEIS/UNESP
Márcio GonçaLves Lacerda
Engenheiro Civil pela Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – FEIS/UNESP. Mestre em Engenharia Civil, na área
de Recursos Hídricos e Tecnologias Ambientais pela Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – FEIS/UNESP
Recebido: 29/06/07 Aceito: 07/10/08
Nota técNica
INTRODUÇÃO
Independente do tamanho do
município, o poder público municipal
incentiva o desenvolvimento econômi-
co local, aumentando a produção agrí-
cola, atraindo indústrias e expandindo
as atividades voltadas ao comércio e
à prestação de serviços, sem levar em
conta uma contrapartida do cresci-
mento econômico, que é o aumento
da produção de lixo.
Os problemas ligados aos recursos
sicos para manter uma cidade em
funcionamento têm aumentado devido
ao pido crescimento populacional e ao
processo de urbanização (forma de ocu-
pação do solo) que ocorreu nas últimas
décadas. Enquanto a forma de ocupação
do solo dificulta o acesso da população
aos serviços de coleta de lixo e, tam-
bém, aumenta o custo de transporte
dos resíduos coletados, o crescimento
populacional aumenta a quantidade
de lixo produzida, significando maior
custo para a manutenção dos serviços.
Somando-se a isto, existe a forma
desorganizada de como as prefeituras
têm conduzido estes serviços. Segundo
Leite (apud Roviriego, 2005), no Bra-
sil, a responsabilidade pela gestão dos
resíduos sólidos domiciliares compete
aos municípios, que enfrentam dificul-
dades no setor, tal como o despreparo
técnico e gerencial do pessoal designado
para acompanhar todas as etapas que a
questão dos resíduos sólidos exige.
Esse problema é, ainda, mais acen-
tuado em cidades de pequeno porte;
onde, na grande maioria, os sistemas
de limpeza pública são operados com
soluções locais. No entanto, estas so-
luções acabam sendo dificultadas por
condições existentes, tal como limitação
financeira, devido à orçamentos inade-
quados e arrecadação insuficiente. Em
muitas situações, isto faz com que haja
uma redução da cobertura do serviço
de coleta de lixo.
Para Deluqui (1998), a otimiza-
ção do processo de coleta deve buscar
a máxima satisfação da população
com a prestação de serviços através da
adequada consideração dos aspectos
de qualidade, custos, atendimento e
proteção à saúde blica. Sendo assim, é
fundamental que se estabeleça um con-
trole operacional dos serviços prestados
que permita a avaliação dos mesmos.
A operação de coleta, especifica-
mente, absorve uma considerável fatia
dos recursos municipais destinados à
limpeza urbana. Desta forma, torna-se
importante um serviço bem planejado.
O presente trabalho visa analisar o uso
de SIG (Sistema de Informação Geo-
RESUMO
Relata-se neste trabalho, a análise do uso de um Sistema de
Informação Geográfica – SIG como ferramenta para roteiri-
zação de veículos de coleta de resíduos sólidos domiciliares.
O software utilizado foi o TransCAD, versão 3.2, que permite
desenvolver rotas utilizando algoritmos que incluem o pro-
cedimento de roteirização em arco. O objetivo é minimizar
a extensão total a ser percorrida pelos veículos coletores. O
estudo de caso foi realizado na cidade de Ilha Solteira SP.
Os dados coletados e os resultados obtidos pelo TransCAD
foram processados no software Microsoft Excel. Os resultados
obtidos demonstraram reduções percentuais de até 41% na
distância total percorrida e de 68% no tempo total de percurso
em relação ao serviço atual.
PALAVRAS-CHAVE: SIG, roteirização de veículos de coleta,
resíduos sólidos domiciliares.
ABSTRACT
The use of Geographical Information System - GIS as a tool
for the routing of the collecting vehicles of domestic solid waste
was analyzed. The software TransCAD, version 3.2, was used.
This GIS is used to develop routes by algorithm that includes a
procedure of arc routing (Routine Arc Routing). The objective is
to minimize the total distance travelled by the collecting vehicles.
The case study was carried out in Ilha Solteira city. The collected
data and the results obtained by TransCAD had been processed
using the software Microsoft Excel. The results obtained showed
that there was a decrease of 41% in the total distance and 68%
in the total time compared to the current service.
KEYWORDS: GIS, collecting vehicle routing, domestic solid
waste.
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Uso de SIG na coleta de resíduos sólidos domiciliares
gráfica) na coleta de resíduos sólidos
domiciliares em cidade de pequeno por-
te. A existência de uma representação
da rede de uma cidade através de um
SIG pode conferir representatividade
e fidelidade às condições reais em que
os deslocamentos do veículo coletor
ocorrem.
ROTEIRIZAÇÃO DE
VEÍCULOS DE COLETA
DE RESÍDUOS SÓLIDOS
DOMICILIARES
A roteirização de veículos é a
definição de uma ou mais rotas a se-
rem percorridas por veículos de uma
frota, passando por locais que devem
ser visitados (Brasileiro, 2004). Estes
locais podem ser pontos espeficos,
caracterizados como nós de uma rede ou
segmentos de vias. Os segmentos de vias
são denominados arcos ou ligações.
A roteirizão de veículos pode
ser classificada em três tipos de pro-
blema: problema de cobertura de nós
(quando a coleta é realizada em pontos
específicos), problema de cobertura de
arcos (quando a coleta é realizada em
segmentos de vias) e problema geral de
roteirização (quando a coleta é realizada
em s e arcos). O roteamento dos
veículos de coleta de lixo domiciliar é
um Problema de Roteirização em Arcos
(Arc Routing Problem ARP) (Eiselt
et al, 1995).
A operação de coleta dos resíduos
sólidos domiciliares caracteriza-se pelo
envolvimento dos cidadãos, que de-
vem acondicioná-los adequadamente e
apresentá-los em dias, locais e horários
pré-estabelecidos. Este serviço consiste
em transportar os resíduos dos locais de
onde foram acondicionados até o destino
final. Para que o serviço de coleta de lixo
ocorra de forma satisfatória, é necessário
a implantação de um sistema eficiente,
que opere em toda a área urbana e; tam-
m, que seja regular, ou seja, os veículos
coletores devem passar regularmente nos
mesmos locais, dias e horários.
De acordo com IPT e CEMPRE
(2000), os serviços de limpeza absor-
vem entre 7 e 15% dos recursos de um
orçamento municipal, dos quais cerca
de 50% o destinados à coleta e ao
transporte dos resíduos. Por esta razão,
as operações de coleta e transporte são
serviços importantes para a administra-
ção da cidade.
O objetivo do roteamento na
coleta de lixo é definir um conjunto de
rotas que atendam a um conjunto de
determinadas áreas. A meta é realizar
o percurso com o menor custo em ter-
mos de quilometragem e tempo total,
atendendo às restrições de movimen-
tação dos veículos nas ruas da cidade,
capacidade dos caminhões e tempo de
serviço máximo da frota.
As rotas dos veículos podem ser
definidas utilizando técnicas não ma-
temáticas ou matemáticas (Brasileiro,
2004). As técnicas o matemáticas
são denominadas de método empíri-
co. As cnicas matemáticas utilizam
algoritmos e a roteirizão pode ser
realizada por método manual ou com-
putacional. No método computacional,
o algoritmo é integrado a um software
denominado de roteirizador. Um
software do tipo roteirizador define a
melhor rota, segundo a variável que se
quer otimizar – distância ou tempo de
viagem. Outros softwares, além de de-
finir a rota, produzem um mapeamento
computadorizado e permitem modificar
o banco de dados, gerando diferentes
rotas e proporcionando a escolha da
melhor rota, segundo uma análise dos
diversos cenários. Estes softwares são
denominados de SIG. O SIG utilizado
em problemas de transporte é chamado
de SIG-T.
ESTUDO DE CASO
O estudo de caso foi realizado
para a cidade de Ilha Solteira, localizada
na região noroeste do Estado de São
Paulo a, aproximadamente, 670 km de
distância da capital. A cidade possui
uma população de aproximadamente
24.000 habitantes.
O responsável pela execução dos
serviços de coleta de resíduos sólidos
domiciliares é a própria Prefeitura
Municipal. Na Tabela 1 são ilustrados
os dados representativos do serviço,
durante uma semana de operação.
Os resíduos sólidos domiciliares
são coletados diretamente nas residên-
cias e acondicionados em sacos plásticos
ou caixas de papelão. A operação de
coleta ocorre no período da manhã. Nas
segundas-feiras e nos dias após os feria-
dos, quando a quantidade de resíduo
gerado está acumulada, a necessidade
da realização de uma coleta adicional
no período da tarde. No período da
manhã, a coleta ocorre das 7:00 h às
12:00 h e, quando necessário no perí-
odo da tarde, o serviço é realizado das
14:00 h até por volta das 16:00 h.
Atualmente, a frota é composta
por três veículos. Os veículos dispõem
de caçamba metálica fechada, com
dispositivo hidráulico de prensagem ou
compactação, que permite a redução de
volume aparente do lixo. Dois veículos
têm capacidade para 8 t e um veículo
tem capacidade para 5 t. Todos os
veículos se encontram em bom estado
de conservação, não apresentando pro-
blemas operacionais que prejudiquem a
execução do serviço.
O plano de operação divide a
cidade em três setores de coleta, sendo
que cada um é coberto por um único
veículo. Cada veículo possui uma equi-
pe de três garis e um motorista. Para
cada setor de coleta, é proposto um
itinerário a ser cumprido pelo veículo
coletor. O roteiro de coleta é definido
pelo próprio motorista, baseado na sua
experiência.
Quando o veículo atinge aproxi-
madamente a carga máxima, o motoris-
ta o conduz para o local de destinação
final. Depois de descarregado, se o
veículo tiver cumprido seu serviço,
ele deverá retornar à garagem. Caso
contrário, deverá reiniciar a operação
de coleta, a partir do ponto de onde
parou.
MATERIAIS E MÉTODO
O método de roteirização utilizado
atualmente no caso em estudo é o empí-
rico. O método de roteirização utilizado
neste trabalho é o computacional. O
Dia Produção (kg)
Segunda-feira 21.670
Terça-feira 11.019
Quarta-feira 10.989
Quinta-feira 11.055
Sexta-feira 9.803
Sábado 9.223
Tabela 1 – Produção de resíduo domiciliar em Ilha Solteira - SP
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software utilizado é o TransCAD, que é
considerado um Sistema de Informação
Geográfica para Transportes (SIG-T).
Este software permite desenvolver rotas,
utilizando o algoritmo denominado Arc
Routing, que realiza o procedimento de
roteirização em arco.
A análise de uso de um Sistema de
Informação Geográfica na roteirização
de veículos de coleta de resíduos sóli-
dos domiciliares, a fim de minimizar a
distância total de viagem, é realizada
através da comparação dos roteamentos
definidos por método empírico e por
todo computacional. Neste caso,
o método computacional simula rotas
para o serviço estudado, em todo seu
universo. A simulação da roteirização
dos veículos é realizada com base nos
dados coletados no sistema real.
Os dados foram tabulados de
forma a serem inseridos nos arquivos
de entrada do software TransCAD. Há
quatro passos principais para solucionar
o problema de roteamento de veículos
usando o TransCAD.
(1) Preparar os dados de entradaPreparar os dados de entrada
Deve-se preparar arquivos geo-
gráficos que contêm a localização dos
desitos e das paradas, juntamente
com informações sobre a demanda.
Basicamente, é necessário dois arquivos
de entrada: o arquivo de paradas (stop
layer) e o arquivo de veículos (vehicle
table). Os depósitos e as paradas devem
estar no mesmo arquivo geográfico,
que é referido como o arquivo de para-
das (stop layer). O arquivo de paradas
deve ter os seguintes campos: ID (um
número que identifica especificamente
a parada); Name (um nome ou nú-
mero que é usado para identificar a
parada nos relatórios de rota); Demand
(a demanda na parada); Open Time (o
tempo inicial que a parada pode ser
servida); e Close Time (o tempo nal
que a parada pode ser servida). Para so-
lucionar o problema de roteamento de
veículos com janelas de tempo, deve-se
também preparar um arquivo de veícu-
los (vehicle table). Este arquivo contém
informações específicas para cada tipo
de veículo. O arquivo de veículos deve
ter os seguintes campos: Depot ID (a
identificação do do depósito para
cada tipo de vculo); Type (código
do tipo de veículo); Capacity (a ca-
pacidade de cada tipo de veículo);
Num_vehs (o número de veículos de
cada tipo); e Cost (o custo de aquisi-
ção/operação/aluguel de cada tipo de
veículo).
(2) Criar a matriz de roteamentoCriar a matriz de roteamento
(matriz origem/destino)
A rotina Routing Matrix cria o
arquivo da matriz que contém a dis-
tância e o tempo de viagem entre cada
depósito e parada e, entre cada par de
paradas. Para criar uma matriz de ro-
teamento, deve-se escolher o seguinte:
quais paradas incluir, quais depósitos
incluir e qual método usar para medir
a distância e o tempo. Pode-se escolher
como calcular distâncias e tempos de
viagem entre duas formas diferentes:
usando uma rede ou usando conexões
em linha reta entre pontos. O método
de rede é mais preciso e permite criar
um sistema de rotas com o roteamento
resultante, mas requer maior preparação
de dados. As rotas criadas pela matriz
de roteamento, usando o todo de co-
nexões em linha reta entre pontos, não
podem ser exibidas como um sistema
de rotas sobre um mapa.
(3) Solucionar o problema deSolucionar o problema de
roteamento de veículos
A rotina Vehicle Routing desenvol-
ve rotas de veículos e produz relatórios
e itinerários. Esta rotina identifica rotas
que servem um conjunto de paradas,
a partir de um conjunto de depósitos.
Para usar a rotina Vehicle Routing, deve-
se: escolher o conjunto de depósitos
onde os veículos iniciam e terminam
suas viagens, escolher o conjunto de
paradas a serem servidas, identificar
a capacidade dos veículos no arquivo
de veículos (vehicle table) e identificar
a demanda de cada parada no arquivo
de paradas (stop layer). A rotina Vehicle
Routing produz dois ou três arquivos de
saída: (1) Um arquivo de texto conten-
do o itinerário de cada veículo; (2) Uma
tabela contendo a listagem das paradas
em cada rota (este relatório é produzido
somente se a matriz de roteamento for
definida pelo método de rede); e (3) Um
arquivo de relatório resumido (este ar-
quivo é produzido se a opção Procedure
Report File é ativada na caixa de diálogo
Procedure Settings.
(4) Apresentar os resultadosApresentar os resultados
Se a matriz de roteamento for
criada pelo método de rede, as rotas
produzidas pela rotina Vehicle Routing
podem ser convertidas em um arquivo
de sistema de rotas, através da rotina
Display Vehicle Routes. Esta rotina
exibe as rotas sobre um mapa e edita
as mesmas, permitindo analisar filas
ou fazer análises espaciais de qualquer
rota ou combinação de rotas. Para criar
um sistema de rotas, mostrando o rote-
amento dos veículos, deve-se fornecer
as seguintes informações: o nome da
tabela de viagens que foi produzida pela
rotina Vehicle Routing e a rede que foi
usada para criar a matriz de roteamento
(matriz origem/destino).
RESULTADOS E
DISCUSSÕES
Os resultados do estudo foram
analisados através dos arquivos de saída
de dados produzidos pelo software.
As simulações, utilizando a rotina Arc
Routing, foram realizadas considerando
a divisão dos setores determinados pelo
serviço de coleta atual. A cidade de Ilha
Solteira apresenta três setores de coleta,
sendo denominados de Setor 1, Setor 2
e Setor 3. Na Figura 1 é apresentada a
localização geográfica destes setores.
Com a base de dados concluída,
criou-se a rede de transportes conside-
rando, o sentido de ruas e as restrições
de movimento, particularmente para
retornos em U, que são movimentos
difíceis e perigosos de serem executados.
As vias preferenciais são determinadas
pelo próprio software TransCAD,
utilizando-se das variáveis tempo e
distância em cada segmento de via. A
representão gráfica do roteamento
está apresentada na Figura 2.
As Figuras 3 e 4 apresentam grafi-
camente os valores de distância e tempo
total de viagem, para cada dia de coleta,
encontrados através da roteirização
feita pelo motorista do veículo (mé-
todo empírico) e da roteirização feita
através da rotina Arc Routing (método
computacional). A redão significa
a diferença entre o valor obtido pelo
método empírico e pelo método com-
putacional, ou seja, a economia total
em cada dia.
As informações constantes nas
Figuras 3 e 4 permitiram uma avaliação
quantitativa dos parâmetros operacio-
nais do serviço de coleta domiciliar.
Esta avaliação tornou-se importante
pelo fato de se considerar os dados de
uma semana de operação do serviço,
pois representa o ciclo em que o pro-
cesso de coleta se repete, levando-se em
consideração as oscilações naturais entre
os parâmetros durante esse período de
tempo.
Em termos gerais, os valores das
variáveis que representam os percursos
totais coletados foram superiores aos
valores simulados nos três setores de
coleta estudados. Algumas vezes, os
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Uso de SIG na coleta de resíduos sólidos domiciliares
Figura 1 – Setores de coleta de resíduos sólidos domiciliares em
Ilha Solteira - SP
Legenda
Setor 1
Setor 2
Setor 3
Aterro
? Gara
g
em
Figura 3 - Distância total de viagem para cada dia de coleta
-50
0
50
100
150
200
Segunda-
feira
Tea-feira Quarta-
feira
Quinta-
feira
Sexta-feira Sábado
Distância (km)
Empírico
Computacional
Redução
Figura 2 – Roteamento do veículo coletor na segunda-feira para o Setor 2
Legenda
Início/Fim
1
a
Viagem
2
a
Viagem
3
a
Viagem
? Garagem
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Endereço para correspondência:
Luzenira Alves Brasileiro
Alameda Bahia, 550
Centro – Ilha Solteira - SP - BrasilBrasil
15385-000 Ilha Solteira - SP -Ilha Solteira - SP -
Brasil
Tel: (18) 3743-1216
Fax: (18) 3743-1160
E-mail: luzenira@dec.feis.unesp.br
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Segunda-
feira
Tea-feira Quarta-
feira
Quinta-
feira
Sexta-feira bado
Tempo (min)
Empírico
Computacional
Redução
Figura 4 - Tempo total de viagem para cada dia de coleta
resultados demonstraram reduções
bastante significativas, tanto de distân-
cia quanto de tempo de serviço. Isto
é devido ao fato de que o roteamento
simulado resultou em um número
menor de viagens do que na situação
real. Então, houve uma diminuição
do percurso vazio, consequentemente,
diminuiu os percursos totais.
A rota de coleta em cada setor, em
algumas situações, apresentou valores
percentuais positivos em relação ao ser-
viço atual. Isto demonstra que o sistema
atual não percorre todas as ruas que
necessitam ser atendidas. Ao contrário
do que ocorre com o roteamento de-
terminado pela simulação, onde todas
as ruas são atendidas pelo serviço em
todos os dias da semana.
O percurso sem coleta apresentou
redução em todos os dias e em todos
os setores. A análise deste parâmetro
mostra que atualmente o veículo não
se movimenta de uma forma eficiente
quando está fora da rota de coleta. O
veículo tem percorrido grandes distân-
cias e, em conseqüência, resulta em um
grande tempo de execução do serviço.
Todas as simulações foram re-
alizadas com o intuito de verificar
a eficiência da utilização de SIG no
roteamento de veículos de coleta de
resíduos sólidos domiciliares. Através
dos resultados, pôde-se obsevar que o
SIG é aplicável para este tipo de estudo,
pois apresentou reduções significativas
em termos de distância e tempo total
de percurso.
CONCLUSÕES
A aplicação do SIG TransCAD
apresentou, através dos resultados
obtidos, reduções percentuais de até
41% na distância total percorrida e, de
68% no tempo total de percurso, em
relação ao serviço atual. A determinação
dos parâmetros operacionais de coleta
foi importante para este estudo, pois
tornou possível a comparação entre a
situação real e a situação simulada pelo
software.
Dentre as vantagens da utilização
do TransCAD para roteirização de
veículos de coleta de resíduos sólidos
domiciliares, pode-se citar: a produção
de uma solução de roteirização em
menor tempo; a utilização de valores
reais de distância e tempo de percurso
em toda a rede viária; a possibilidade
de análise de mudança dos valores das
variáveis, tais como frota e período de
operação e; também, a possibilidade de
análise de mudança de restrições, tais
como capacidade dos veículos e regras
de tráfego.
Por outro lado, a utilização do
TransCAD pode apresentar uma des-
vantagem, como por exemplo, a rotina
Arc Routing não considera o local de
descarga no roteamento do veículo
coletor. O veículo parte da garagem,
realiza todo o percurso de coleta e em
seguida retorna à garagem. Assim, para
o cálculo das distâncias adicionais não
consideradas na aplicação da rotina, foi
necessário utilizar os procedimentos de
caminho mínimo (shortest path).
A aplicabilidade de um SIG deve
ser analisada não somente pelo aspecto
econômico, mas também pelo aspecto
ambiental a que estão relacionados os
resíduos sólidos domiciliares, que um
eficiente sistema de coleta e transporte
de resíduo sólido deve minimizar todo
tipo de poluição, seja do solo, ar ou
água. Além disto, um sistema eficiente
de coleta e transporte de resíduos só-
lidos urbanos deve ajudar a melhorar
o aspecto estético da cidade, a fim de
tornar mais agradável a vida de seus
moradores, evitando a poluição visual.
Um sistema que permita alcançar estas
metas com menor custo possível é de-
sejável; mas, muitas vezes, os recursos
cnicos e financeiros das entidades
responsáveis pela limpeza urbana são
limitados.
REFERÊNCIAS
BRASILEIRO, L.A. Análise do Roteamento
de Vculos na Coleta de Resíduos Domésticos,
Comerciais e de Serviços de Saúde. Tese de Livre-
Docência, Universidade Estadual Paulista, 94 p.
Ilha Solteira. 2004.
DELUQUI, K.K. Roteirização para veículos de
coleta de resíduos sólidos domiciliares utilizando
um sistema de informação geográfica SIG.
Dissertação de Mestrado Universidade de
São Paulo, Escola de Engenharia de São Carlos.
218 p. São Carlos. 1998.
EISELT, H.A.; GENDREAU, M.; LAPORTE,
G. Arc routing problems, part I: the chinese
postman problem. Operation Research, v. 43, n. 2,
p. 231-242. 1995.
IPT e CEMPRE. Lixo Municipal: Manual de
Gerenciamento Integrado. 2. ed. São Paulo. Ed.
IPT, 370 p. 2000.
ROVIRIEGO, L.F.V. Proposta de uma metodologia
para a avaliação de sistemas de coleta seletiva de resí-
duos sólidos domiciliares. Dissertação de Mestrado
Universidade de São Paulo, Escola de Engenha-
ria de São Carlos.191 p. São Carlos. 2005.
... The quantity of heterogeneous materials, soil usage, resource limitations, site scarcity and long distances to disposal points and lack of effective public policies which regulate the sector are all complicating factors which make MSW operations difficult. It pays to be proactive in MSW treatment; undoing damage caused to the environment is generally more complicated and involves more resources than prevention via technical/financial investments [1,2]. ...
... According to [1], vehicle routing has three classifications: node coverage (when collection is carried out in specific points); arc coverage (when collection is carried out in arcs) and general problem routing (when collection is carried out in both nodes and arcs). For this investigation, arc collection will be simulated. ...
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This study aims to utilize a Geographic Information System (GIS) as an arc routing tool (door-to-door model) for a recyclable materials selective collection program. The investigation uses real data from material gatherers' association in the city of Itajuba, Minas Gerais, Brazil. The research method is modeling and simulation. TransCAD 4.8 is used because it possesses an arc routing routine. Scenarios were simulated in which the most efficient routes were sought (shortest and fastest) in comparison with the association's real trajectories, which were collected in the field of study by means of a Global Positioning System (GPS) device. The results obtained, when compared to the current system, showed better performance (distance, time and volume of material). Thus, by using a GIS, it can be said the main logistics problems in the gatherers' association are direct consequences of poor structuring.
... Os locais onde se localizam esses clientes podem ser pontos específicos, caracterizados como nós de uma rede ou segmentos de vias. Assim, a roteirização de veículos pode ser classificada em três tipos de problema: problema de cobertura de nós, problema de cobertura de arcos e problema geral de roteirização (Brasileiro e Lacerda, 2008). ...
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... Thus, it shows the economy of the computational model in solving the problem when compared to the empirical method that is intuitive and based on the particular experience of operators. Brasileiro & Lacerda (2008) present the analysis of the use of GIS in the routing of vehicles for the collection of household solid waste. The work presents the use of the platform to solve routing problems through the arc model that aims to minimize the total extension to be traveled by the collecting vehicles. ...
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The configuration of logistics networks for waste oil and fats collection services is a strategic point of great importance, since their disposal contributes to a number of environmental disturbances, problems in sewage pipes and wastewater treatment systems. Starting from this premise, this paper proposes location of ecopoints in the city of Montes Claros-MG, capable of optimizing the collection of the waste oil and fats in all urban area of the municipality. This proposal of location was constructed in two stages: in the first, the collection network was constructed by integrating a location model of facilities with a geographic information system (GIS). It was possible to model a collection network in the city of Montes Claros - MG containing 87,748 points referenced by geographic coordinates and representatives of residential points considered as potential generators of these residues. During the creation of the model, due to the high density of the network and the low quantity of facilities (p), which causes limitation in the solution, it was observed the need for thematization of the map and consequently the network partitioning in zones, which allowed to determine the initial amount of installations that were to be found in the solution. Finally, an application in the native language of Transcad, GISDK, was developed with a programming interface that was developed to automate the process of integration of the model in the GIS. The model allowed the creation of 12 networks with densities below 12000 points, allowing gain in the solution of the problem.
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O aumento na geração de resíduos em decorrência do alto consumo da população tem causado preocupação devido ao seu potencial poluidor e à necessidade de novos locais para disposição. Uma alternativa para a redução de resíduos destinados ao aterro é a reciclagem. A coleta seletiva é o início da recuperação dos materiais que serão destinados à reciclagem, e pode ser realizada por trabalhadores que se unem em cooperativas, visando melhores condições de trabalho e renda. Diante do exposto, o presente estudo tem como objetivo otimizar as rotas de coleta de material reciclável realizada por uma cooperativa localizada no município de Sorocaba (SP), através do uso de técnicas de geoprocessamento. Após um levantamento de dados em campo, foi possível analisar o desempenho das rotas, o que possibilitou propor melhorias, visando minimizar percursos improdutivos e aumentar a quantidade de material reciclável a partir da identificação de ruas com potencial de cadastramento de novos domicílios. Foi possível propor uma redução de 3,41km na distância total percorrida semanalmente pelo caminhão e identificação de 24 ruas com potencialidade para aumentar 138 pontos de coleta (domicílios) nas rotas realizadas durante a semana. Após a implantação e adaptações realizadas nas rotas foi possível reduzir ainda mais 1,23 km de distância percorrida por semana, além de reduzir o tempo de coleta. Conclui-se que os métodos aplicados para avaliar as rotas de coleta de materiais recicláveis é eficaz, podendo ser um instrumento bastante útil para a gestão pública na tomada de decisão. A B S T R A C T The waste generation increasing due to the high consumption of the population has caused concern to polluting potential and the need for new disposal sites. An alternative to the reduction of waste destined for the landfill is recycling. The selective collection is the beginning of the recovery of the materials that will be destined to the recycling, and can be realized by workers who are united in cooperatives, aiming at better conditions of work and income. In view of the above, the present study aims to optimize the routes of recyclable material collecting in a cooperative located in the city of Sorocaba (SP), by geoprocessing techniques. After data collection in the field, was possible to analyze the routes performance, which made possible to propose improvements, to minimizing unproductive routes and increasing the amount of recyclable material from the identification of streets with the potential to register new homes. It was possible to propose a reduction of 3.41km in the total distance traveled by the truck per week and identification of 24 streets with the potential to increase 138 collection points (households) on the routes during the week. After the implementation and adaptations made on the routes was possible to reduce more 1.23 km of distance traveled per week and reduces the collection time. It is concluded that the methods applied to evaluate the routes of recyclable materials collection is effective and can be a very useful instrument for public management in decision making. Keywords: Geoprocessing, Cooperative, Urban Waste, Selective Collection.
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Este trabalho teve como objetivo a avaliação do roteiro de coleta de resíduos sólidos domiciliares da região central da área urbana de Irati, PR, por meio da utilização de técnicas de rede em ambiente de Sistemas de Informações Geográfi cas. Foram aplicadas ferramentas de roteirização para a obtenção de distâncias replicadas no percurso atualmente utilizado pela prefeitura. Os resultados demonstraram valores consideráveis em relação às distâncias excedentes, chegando a 30,84%, ultrapassando os limites aceitáveis para percursos improdutivos ou sem coleta efetiva, que é de no máximo 20%. Os resultados obtidos podem proporcionar estimativas de custos em vários aspectos da cadeia relacionada ao roteiro de coleta de resíduos sólidos. As estimativas de custos com combustíveis foram analisadas, obtendose uma despesa excedente anual elevada. Além disso, o uso da modelagem de rede para a análise dos roteiros já existentes se mostra uma ferramenta útil para a obtenção de resultados importantes, além do convencional, que trata da simulação de novas rotas.
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The paper aims to set an organic waste collection system which is accessible to the community group of the "Revolução dos baldinhos"(Revolution of the buckets), located in the neighborhood called Chico Mendes, in Florianópolis, Brazil. The focus is the geographical identification of voluntary delivery points and routing the collection of organic waste through low cost material and procedures and high degree of accessibility. Therefore, we define the routing problem and shared the methodological procedures in three steps. The first step was the geographical location of the voluntary delivery points and check the current collection - verifying collected and route volume. The second step was to propose routes and the third step was the comparison between the performed route and the proposal route. By comparing the route performed by empirical method and the computational method, we came to 12.76% by reducing distances. The question regarding the volume of collected organic waste, we have identified that reducing the 50 liters container volume to 30 liters, reduces the route.
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Environmental informatics has experienced extraordinarily rapid progress in the past decade and has made an invaluable contribution to planning, design, and operations for waste management. In many cases, however, the roles of these information technologies have been limited to stand-alone projects without synergistic effects. This article presents a holistic view and an in-depth discussion of environmental informatics applied to solid and hazardous waste management from the onset to the present status, and to future trends aiming to advance the management potential. With regard to building, maintaining, and developing knowledge-based or artificial intelligence systems, the spectrum of environmental informatics for solid and hazardous waste management can be classified into five categories: database system, geographical information system, decision support system, expert system, and integrated environmental information system. Supporting technologies in the integrated environmental information system can be further divided into five classes in a logical order to enhance understanding: data acquisition, data communication, data and knowledge storage, data mining and knowledge discovery, and data and knowledge utilization. This critical review article may help create sustainable development strategies from a local solution to global opportunities that will elevate environmental informatics to a new level in dealing with more complex problems and large-scale applications for integrated solid and hazardous waste management
Conference Paper
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The management of solid waste is one of most important enviromental questions due to waste production increment and associated need of treatment and disposal. In this context selective waste collection is a mitigating measure, allowing social and environmental gains. As any other type of collection system, the study of transportation steps and their optimization is essential due to operational gains that reflect in a economy of time, given the smaller distances. In Sorocaba – SP, cooperative Reviver is responsible for a large region of the waste collection map, making it an attractive study object for the transportation problem and the vehicle routing for solid waste collection. This study shows that the run through distance can be reduced between 10% and 30%, depending on distance analisys. Thus, we have a Vehicle Routing Problem implemented in GAMS and solved with CPLEX.
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Este artigo teve como objetivo geral analisar a variação espaço-temporal da massa coletada dos resíduos sólidos domiciliares (RSD) dos bairros de João Pessoa entre 2003 e 2010. Foram realizadas a análise preliminar de consistência dos dados de RSD, a determinação de massa de RSD per capita, de taxas de variação anual dos valores absolutos e per capita, a análise de correlações para o ano de 2010 entre massa de RSD per capita e variáveis relativas a renda, educação, consumo de energia e água per capita, e traçados três cenários futuros de massa coletada de RSD até 2030. Foi encontrado um aumento de 32,4% na massa coletada de RSD no período de 2003 a 2010, alcançando, em 2010, um equivalente a 0,806 kg.hab-1.dia-1, valor coerente com estudo anterior que monitorou três residências unifamiliares no município. Tal crescimento é consequência não apenas do aumento populacional (15,1%), mas também de intensificação de padrões de consumo de bens. A relação entre geração de RSD e padrão de consumo ficou evidente também nas correlações fortes obtidas entre massa de RSD per capita coletada e consumo de energia per capita, índice de alfabetização e índice de renda domiciliar. Isso corrobora a necessidade de mudança cultural em termos de consumo, desperdício e descarte de resíduos visando a sustentabilidade ambiental. Se o ritmo de geração de resíduos continuar aumentando de acordo com o cenário futuro adotado, projeta-se de 0,85 a 1,78 kg.hab-1.dia-1 por volta de 2030, aumentando o desafio em termos de coleta, gestão do aterro e necessidade de medidas mitigadoras de potenciais impactos ambientais.
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Arc routing problems arise in several areas of distribution management and have long been the object of study by mathematicians and operations researchers. In the first of a two-part survey, the Chinese postman problem (CPP) is considered. The main algorithmic results for the CPP are reviewed in five main sections: the undirected CPP, the directed CPP, the windy postman problem, the mixed CPP, and the hierarchical CPP.
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O referencial básico deste trabalho foi o levantamento sobre sistemas de coleta de resíduos sólidos domiciliares em municípios brasileiros, objetivando caracterizar o planejamento e execução de serviços em municípios brasileiros de médio porte. OSistema de Informação Geográfica-SIG foi o determinante neste trabalho, sendo utilizado o software TransCAD como ferramenta para a roteirização dos veículos coletores. Considerando São Carlos - SP como município de médio porte e dentro dospadrões preestabelecidos para a realização do presente trabalho, realizou-se um estudo de caso, abrangendo cinco setores de coleta que compõem a área central. Os resultados obtidos pelo TransCAD e os dados fornecidos por empresa responsável pelaexecução dos serviços de coleta, foram processados no software Microsoft EXCEL, for windows versão 97, para obtenção dos parâmetros operacionais tais como: Percurso de Coleta total (PCT), Percurso de Coleta no Setor (PCS), Percurso Cheio (PCH), Percurso Vazio (PVA) e a extensão total dos links (ET) de cada setor de coleta. Os resultados indicaram que a quilometragem de repetição de passagem, em ruas já servidas, foi superior quando calculada a partir da aplicação do TransCAD. Comrelação a características dos sistemas de coleta dos municípios brasileiros observou-se que o aspecto operacional relativo a definição dos roteiros não são priorizados dentro do sistema de gerenciamento da coleta. Dissertação (Mestrado).
Lixo Municipal: Manual de Gerenciamento
  • Cempre Ipt E
IPT e CEMPRE. Lixo Municipal: Manual de Gerenciamento Integrado. 2. ed. São Paulo. Ed. IPT, 370 p. 2000.
Análise do Roteamento de Veículos na Coleta de Resíduos Domésticos
  • L A Brasileiro
BRASILEIRO, L.A. Análise do Roteamento de Veículos na Coleta de Resíduos Domésticos, Comerciais e de Serviços de Saúde. Tese de Livre-Docência, Universidade Estadual Paulista, 94 p. Ilha Solteira. 2004.
Proposta de uma metodologia para a avaliação de sistemas de coleta seletiva de resíduos sólidos domiciliares
  • L F V Roviriego
ROVIRIEGO, L.F.V. Proposta de uma metodologia para a avaliação de sistemas de coleta seletiva de resíduos sólidos domiciliares. Dissertação de Mestrado -Universidade de São Paulo, Escola de Engenharia de São Carlos.191 p. São Carlos. 2005.