Otimização do processo de coleta de resíduos para produção de biogás

Abstract

Os biodigestores são instalações onde os resíduos orgânicos são fermentados, produzindo o biogás e o biofertilizante. O biogás é rico em metano, o qual é usado principalmente para geração de energia. Para a produção do biogás em grande escala é necessário recolher o resíduo a ser usado em diferentes pontos. Nas áreas rurais, os pontos de coleta de resíduos estão em diferentes fazendas. Este processo de coleta requer um eficiente planejamento, pois o excesso de viagens em busca de resíduos nas fazendas podem gerar custos econômicos e ambientais indesejáveis, devido ao intenso consumo de combustível. Neste contexto, este trabalho propõe um modelo de otimização visando determinar rotas para os caminhões de coleta dos resíduos que minimizem o custo de transporte. Propõe-se também o uso de heurísticas para a resolução do modelo matemático. Tais técnicas foram implementadas computacionalmente e testadas utilizando diferentes cenários retratando a realidade. Os resultados apresentados mostraram que as metodologias propostas têm potencial para serem utilizadas no processo de tomada de decisões de empresas produtoras de biogás.

Biodigesters are facilities where organic waste is fermented, producing biogas and biofertilizer. Biogas is rich in methane, which is mainly used for power generation. For large-scale biogas production it is necessary to collect the waste to be used at different points. In rural areas, the waste collection points are on different farms. This collection process requires efficient planning, as excessive travel in search of residues on farms can generate undesirable economic and environmental costs, due to the intense consumption of fuel. In this context, this work proposes an optimization model aiming to determine routes for waste collection trucks that minimize the cost of this transport. The use of heuristics to solve the mathematical model is proposed as well. Such techniques were computationally implemented and tested using different scenarios portraying reality. The results presented showed that the proposed methodologies have the potential to be used in the decision-making process of biogas producing companies.