Otimização multiobjetivo da logística reversa de embalagens vazias de pesticidas considerando impactos ambientais

Abstract

RESUMO: São bem conhecidos os problemas ambientais que a humanidade vem enfrentando nas últimas décadas. Resíduos, emissões e contaminantes são as principais causas de poluição (atmosférica e aquática) levando a desequilíbrios ambientais preocupantes. Com isso, alternativas sustentáveis são cada vez mais exploradas a fim de trazer melhorias na performance ambiental em diversas atividades antrópicas. A Logística Reversa (LR) é responsável pelo fluxo reverso de materiais que seriam descartados e tem o propósito de gerar valor dentro da cadeia produtiva. Uma maior importância é dada ao se tratar de resíduos perigosos, como é o caso das embalagens vazias de pesticidas, por serem em sua maioria plásticas. É evidente que o retorno das embalagens ao ciclo produtivo depende fundamentalmente de uma rede de transporte articulada entre os diversos escalões da LR. Nesse sentido, neste trabalho realiza-se a otimização multiobjetivo de uma rede de LR de embalagens vazias de pesticidas integrando técnicas de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), considerando simultaneamente a performance ambiental e econômica do sistema. O impacto ambiental é medido por meio da contribuição para as mudanças climáticas feita pela operação da rede de LR. As emissões consideradas na análise são as associadas à rede de logística reversa. O problema é formulado como de Programação Linear Inteira Mista e busca otimizar o desempenho econômico e ambiental. O modelo foi desenvolvido e implementado em ambiente GAMS utilizando o solucionador CPLEX. A aplicabilidade da abordagem é testada por meio de estudo de caso de LR de embalagens vazias de pesticidas no Paraná, Brasil, a fim de validar o modelo apresentado. Um conjunto de soluções de Pareto foi obtido por meio do método de solução ?-restrito, fornecendo informações valiosas sobre as compensações entre os objetivos considerados na análise e orientando os tomadores de decisão para a adoção de alternativas mais sustentáveis

ABSTRACT: Environmental problems that humanity has faced in recent decades are well known. Waste, emissions and contaminants are the main causes of pollution (air and water) leading to worrying environmental imbalances. With this, sustainable alternatives are increasingly explored in order to bring improvements to the environmental performance in various anthropic activities. The Reverse Logistics (RL), in the context, is responsible for the reverse flow of materials with the purpose of generating value within the production chain. Greater importance is given when dealing with hazardous waste, as is the case with empty pesticide packaging, as they are mostly plastic. It is evident that the return of packaging to the production cycle depends fundamentally on an articulated transport network between the different echelons of the RL. In this sense, the work proposes to carry out the multiobjective optimization of a RL network of empty pesticide packaging, integrating Life Cycle Assessment (LCA) techniques, considering simultaneously the environmental and economic performance of the system. The environmental impact is measured through the contribution to climate change made by the operation of the RL network. The emissions considered in the analysis are those associated with the a part of the process life cycle. The problem is formulated as a Mixed Integer Linear Programming (MILP) that seeks to optimize economic and environmental performance. The problem was developed in GAMS environment using solver CPLEX. The applicability of the approach is tested through a RL case study of empty pesticide packaging in Paraná, Brazil, in order to validate the model presented. A set of Pareto solutions was obtained using the ?-constraint solution method, providing valuable information on the trade-off between the objectives considered in the analysis and guiding decision-makers to adopt more sustainable alternatives