Optimización Multi-objetivo

Programa: Programa de Pos-graduación en Ingeniería de Producción

Universidades: Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG)

                   Universidad Federal do Paraná (UFPR)

                   Universidad Federal de Pernambuco (UFPE)

Tema: Optimización Multi-objetivo

Es de gran importancia, reconocer que la selección del programa de Maestría en Ingeniería de Producción, se debe principalmente a las posibilidades y herramientas que pueden llegar a proporcionar las Universidades en Brasil, en el logro de metas y alcance de los objetivos de formación personal; además de contener dentro de su plan de estudios muchas de las temáticas que dentro de mi formación como Ingeniero Industrial generaron curiosidad y al día de hoy se constituyen en el principal motor para la investigación en esta rama de la ingeniería. A continuación, se describe una propuesta de investigación, que toma como referente la problemática mundial acerca del empleo de fuentes de energía alternativas y se contextualiza tomando algunos de los casos identificados en la literatura.

Modelo de Optimización Multi-Objetivo de la Cadena de Suministro de Biocombustibles en Países en Desarrollo

El problema de encontrar fuentes de energía que logren reemplazar la generada a partir del petróleo es una temática de gran importancia, teniendo en cuenta que este es un recurso no renovable y los efectos que genera su uso sobre el medio ambiente. Los biocombustibles, definidos como “todos los combustibles derivados de sustancias orgánicas” [1], son considerados como una herramienta que puede llegar a reemplazar los combustibles fósiles. Si bien el tema de biocombustibles no suscita gran novedad, tomando como referente que la transesterificación de un aceite vegetal fue conducida por primera vez en 1853 por E. Duffy y J. Patrick, y sólo después de 40 años aproximadamente fue puesto en marcha el primer motor diesel diseñado por Rudolf Diesel, haciendo una demostración pública en 1892 accionándolo mediante aceite de maní, en su momento y por los costos del petróleo el biodiesel fue dejado de lado, por lo que Rudolf expresó: “el uso de aceites vegetales como combustibles puede parecer insignificante hoy. Pero con el tiempo pueden convertirse en combustibles tan importantes como el petróleo o el carbón lo son en nuestros días” [2]; la crisis mundial energética de los 70’s, fue uno de los factores que impulso el desarrollo significativo del biodiesel, sin embargo, en la actualidad las opiniones frente a la importancia de los mismos es variada, mientras algunos reconocen que producen menos efectos negativos sobre el ambiente (frente al uso de derivados del petróleo), produce menos emisiones de gases corrosivos y aquellos que producen el efecto invernadero además de ser biodegradable [3]; otros opinan, que el empleo de este tipo de combustible es debatible, considerando las campañas que gobiernos y empresas promueven, a sabiendas que los cultivos para obtener la materia prima requieren de grandes extensiones de tierra utilizables para la producción de alimentos o  mediante la sustitución de ecosistemas naturales [4].  

Algunos países como Estados Unidos, Brasil, algunos países Europeos, entre otros han promovido la comercialización de biocombustibles [5], teniendo en cuenta esto el empleo de la Investigación Operativa, se ha constituido en una herramienta de gran utilidad  para la optimización de la cadena de suministro.  Es posible identificar diferentes trabajos en la literatura, que buscan tales objetivos, por ejemplo, el trabajo propuesto por Sylvain Leduc et al [6], en el que plantea un modelo de programación lineal entera mixta para determinar el número óptimo y ubicación de las plantas de biodiesel, la optimización se basa en la minimización de los costos de la cadena de suministro con respecto a los costes de biomasa, producción y transporte; Zamboni, Bezzo y Shah [7], proponen un modelo multi-objetivo que incluye la ubicación de los cultivos de biomasa, la capacidad de producción, el transporte y el impacto medio-ambiental del sistema medido en términos de los gases invernaderos producidos a lo largo de la cadena;  Ian Bowling et al [8], proponen un modelo de optimización para determinar la cadena de suministro, tamaño, estrategias operativas y la ubicación de las instalaciones de cubo de bio-refinería y pre-procesamiento; Raphael Leao at el [9], proponen una metodología para optimizar la cadena de suministro de una planta de biodiesel procedente de la agricultura familiar, teniendo en cuenta aspectos agrícolas logísticos, industriales y sociales; Marvin et al [10], proponen un modelo de programación lineal entera mixta, para establecer la ubicación y capacidad óptimas de las bio-refinerías, incluyendo de modo simultaneo la recolección y distribución de biomasa; Fengqi You at el [11], proponen un modelo multi-objetivo de programación lineal entera mixta de las cadenas de suministro de etanol con objetivos económicos, ambientales y sociales, incluyendo la estacionalidad de la oferta y la diversidad geográfica, la degradación de la biomasa, la densidad de la materia prima, diversas vías de conversión y subproductos, la compatibilidad de la infraestructura, la distribución de la demanda , los incentivos de la economía regional y del gobierno; finalmente, Dajun Yue , Min Ah Kim , y Fengqi You [12], muestran un caso de estudio sobre los biocombustibles de hidrocarburos a través de un modelo explícito para la cadena de suministro a nivel del condado en Illinois.

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