Diseño de una metodología para el ruteo de vehículos en la recolección de llantas usadas en Ibagué

  Presentación de la Propuesta

Título de la Propuesta

Diseño de una metodología para el ruteo de vehículos en la recolección de llantas usadas en Ibagué

Estudiante (s)

Juan Sebastián Varón Vera, 2320151079, 1110571084.

Tutor(es)

Robinson Johan Beltrán Varón, Ingeniero Industrial, robinson.beltran.73@estudiantesunibague.edu.co

Nota: Si el/la directora/a es externo, debe anexar un resumen de la hoja de vida

Modalidad que inscribe

Trabajo de investigación

Fecha de radicación de la propuesta

09/08/2019

Resumen de la propuesta

En la actualidad, la problemática ambiental no solo se preocupa por el agotamiento y escasez de recursos sino además se ha interesado en la sostenibilidad, esta consiste en utilizar como materia prima aquellos productos que cumplen su vida útil y están fuera de uso, con la finalidad de reintegrarlos a la cadena de valor. Un residuo que presenta problemas son los neumáticos o llantas, en Colombia anualmente se generan más de 5 millones de llantas usadas LU, lo que equivale a 100 mil toneladas de residuos de este tipo, logrando recuperar, reciclar o reutilizar el 35% (MADS, 2017). Existe un desaprovechamiento de estos residuos y una pérdida de oportunidades ya que  dicho residuo serviría para el reencauche, la producción de césped artificial, la fabricación de pisos de seguridad, la pavimentación de carreteras, la producción de suelas para calzado, material combustible para la industria cementera, entre otros (Martínez et al., 2013). Para aprovechar este residuo se hace necesario diseñar una cadena de suministro inversa, que considere factores ambientales, económicos y tome en consideración el contexto urbano. A través de este trabajo se impactará el proceso de logística inversa directamente en las actividades de transporte en la ciudad de Ibagué, las decisiones de transporte se identificaron como un problema de enrutamiento de vehículos VRP (Vechicle Routing Problem) que generalmente consiste en diseñar un conjunto óptimo de rutas para una flota de vehículos que debe satisfacer las demandas de un conjunto dado de clientes, algunas características de este problema son:  el  deposito es el punto de partida y de llegada, cada cliente es visitado una vez por un ciclo, la demanda de los nodos no excede la capacidad del vehículo, para la construcción del modelo se ubicaron los puntos generadores del residuo, las distancias entre cada uno de los nodos, y los costos logísticos variables evaluando el tipo de camión. Para dar solución a este problema la metodología a utilizar será buscar referentes teóricos sobre ruteo de vehículos en donde utilicen soluciones desde la optimización y desde la utilización de algoritmos heurísticos y metaheurísticos, con las respectivas características que cada autor otorga a su modelo en términos de condiciones de flota, de clientes, de costos, etc. Y así evaluar y adaptar una metodología a nuestro contexto.

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Contenido de la Propuesta

1. Planteamiento del problema y justificación

En Colombia anualmente se generan más de 5 millones de LU, lo que equivale a 100 mil toneladas de residuos de este tipo, logrando recuperar, reciclar o reutilizar el 35% (MADS, 2017). En este orden de ideas, se hace necesario el diseño de una cadena de recuperación de llantas usadas en el contexto urbano. En Ibagué, no existe una estadística que indique la cantidad de llantas comercializadas ni tampoco se ha estimado la cantidad de LU generadas, a esto se le suma la ausencia de un punto de recolección o a un sistema de gestión de residuos de este tipo, hace que la problemática se agrave con el paso del tiempo y sea más complejo disminuir el impacto sobre el medio ambiente, en el país ya se tomaron medidas y para el año 2017 sale una resolución que establece los sistemas de recolección y gestión ambiental para las LU, según esta resolución los productores de llantas que superen unos niveles de venta deberán formular, presentar e implementar sistemas de  gestión. Estas medidas también son gracias al potencial que tiene dicho residuo para incorporarlo a una cadena de valor, al ser procesado sus usos se extienden, en ingeniería civil se usa el caucho de LU en la mezcla asfáltica para vías lo cual mejora las propiedades y rendimiento del pavimento (Shu & Huang, 2014),  sirve para el reencauche, la producción de céspedes sintéticos, la fabricación de losetas para construcción, granulo de caucho, plantillas de zapatos, artesanías, entre otros (Sienkiewicz, Kucinska-Lipka, Janik, & Balas, 2012).^[a]

La investigación se centra en el diseño de una metodología para el ruteo de vehículos en la recolección de LU en contextos urbanos, este problema está ligado a una cadena de abastecimiento inversa y un típico problema de diseño de cadena, incluye decisiones de transporte, capacidad, localización de instalaciones y flujo de materiales e inventarios (Farahani & Hekmatfar, 2009), en primera medida la investigación solo abarcara las decisiones de transporte y se enfocara en dar soluciones para el problema de ruteo de vehículos VRP( Vehicule Routing Problem). Dentro de las condiciones generales de este problema de optimización combinatoria, se encuentra que un determinado vehículo de la flota V, debe visitar a cada cliente exclusivamente una vez, su recorrido debe iniciar y finalizar en un determinado depósito D, y finalmente el cumplimiento de determinadas restricciones laterales (Çağrı Koç & Laporte, 2018). El problema de ruteo de vehículos VRP es una de las principales herramientas para el diseño y construcción de rutas que satisfacen unos requerimientos determinados dependientes del contexto de desarrollo del problema. Según Arboleda-Zúñiga, López, & Lozano (2016) estos componentes son: la red de carreteras, los depósitos, los clientes, los vehículos y los conductores, esta información referente a la operación de transporte, será determinante y su recopilación se llevara a cabo mediante la colaboración del municipio y otras fuentes de investigación por medio de entrevistas, informes industriales y literatura.^[b]

Por lo anterior, dentro del diseño de la red es de vital importancia la recolección y el transporte del material (Dhouib, 2014); según Jaunich (2016) el proceso de recolección de desechos representa más del 40% del costo total de la gestión de desechos sólidos municipales. Para la investigación se identificó un tipo de VRP más acorde a la realidad como lo es CVRP (Capacited Vechicle Routing Problem) por la restricción de capacidad presente en los camiones, y para solucionarlo se implementa alguna  heurística estudiada. La solución determina las sub-rutas que integran la red de logística inversa con el respectivo orden en que cada vehículo debe visitar los diferentes puntos generadores de LU, la solución del problema no solo impactara los costos de operación, minimización del tiempo sino que simultáneamente incrementaran el margen de ganancia y minimizaran el impacto ambiental, además facilitara la toma de decisiones de la persona encargada del centro de acopio. Los métodos de solución a emplear son programación lineal o dado a la complejidad al modelar cadenas de abastecimiento al emplear métodos exactos, los enfoques heurísticos y meta-heurísticos serían los más recomendados (Aravendan & Ramasamy, 2014).

2. Objetivos

Objetivo General

Diseñar una metodología para el ruteo de vehículos en la recolección de llantas usadas en Ibagué, considerando el impacto de las variables en función de: beneficio económico, social y ambiental.^[c]

Objetivos Específicos

• Identificar las bases conceptuales, y elementos a considerar para el diseño de la metodología del ruteo de vehículos
• Caracterizar los actores relevantes involucrados en la logística de recolección de residuos.
• Caracterizar casos empíricos referenciados en la literatura científica y evaluar su metodología para el ruteo de vehículos en contextos urbanos.^[d]
• Generar una metodología para el ruteo de vehículos para el caso de llantas usadas en Ibagué.

3. Referentes Empíricos & Teóricos

En la última década, el manejo de los residuos ha sido un tema que ha tomado fuerza debido a la alerta ecológica que ha traído el calentamiento global (Kayakutlu, Daim, Kunt, Altay, & Suharto, 2017). Esta compleja necesidad de cuidar nuestro medio ambiente hizo que la logística inversa apareciera. Se ha presentado un especial interés en recolectar productos que han terminado su vida útil o que han sido desechados por los consumidores, pero aún es posible recuperarlos.^[e] Primero se  recolectan luego depende de las actividades  para transformarlo, las cuales son: el reúso, la reventa o redistribución, el reprocesamiento, el reciclaje y como último recurso la eliminación.^[f] En un sentido más amplio  la logística inversa se encarga de la recuperación de estos residuos y está conformado por 6 actividades principales: recolección, inspección y clasificación, recuperación directa, transformación, transporte, almacenamiento. A través de este trabajo se impactará el proceso de logística inversa directamente en las actividades de transporte. Se diseñarán rutas con el fin de optimizar los costos, disminuir el impacto ambiental y aprovechar adecuadamente la capacidad de los camiones.

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