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UMA ANALISE SOBRE O USO DA
PESQUISA OPERACIONAL NO
SUPORTE AO GERENCIAMENTO DE
RESÍDUOS ELETROELETRÔNICO
Ednael Silva
Gabriel Oliveira de Almeida
Patrícia Guarnieri
Lucio Silva
O trabalho avaliou 86 artigos, publicados entre 2008 e 2018,
relacionados ao uso de ferramentas de pesquisa operacional no
suporte a gestão de resíduos eletroeletrônicos. Para isso, foram
levantados aspectos sobre ano de publicação, pais onde foi realizada a
pesquisa, principais periódicos onde os artigos foram publicados, bem
como as principais metodologias utilizadas. Portanto, a ênfase esta
relacionada na identificação de áreas de pesquisa com uso de
ferramentas de pesquisa operacional para contribuição de novos
avanços na gestão de resíduos eletrônicos.
Palavras-chave: Revisão Literatura, Pesquisa Operacional, logística
reversa, resíduos eletroeletrônicos
XXXVIII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO “A Engenharia de Produção e suas contribuições para o desenvolvimento do Brasil”
Maceió, Alagoas, Brasil, 16 a 19 de outubro de 2018.
XXXVIII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO “A Engenharia de Produção e suas contribuições para o desenvolvimento do Brasil”
Maceió, Alagoas, Brasil, 16 a 19 de outubro de 2018. .
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1. Introdução
Com os avanços tecnológicos a nível mundial, a produção de equipamentos elétricos e
eletrônicos (EEE) emergiu como um dos setores industriais de mais rápido crescimento
(Hischier et al., 2005). Entretanto, este crescimento alterou significativamente os padrões de
consumo das sociedades modernas, conduzindo a uma maior penetração dos EEE na vida
cotidiana dos consumidores e subsequentemente ao rápido aumento das quantidades de
Resíduos de Equipamentos Eléctricos e Eletrônicos (REEE) (e-waste) (Achillas et al., 2010).
De acordo com Rada et al. (2010), o gerenciamento de resíduos é considerado um processo
multitarefa que envolve a geração, separação-fonte, armazenamento, coleta, transferência e
transporte, processamento e recuperação, e a eliminação desse resíduo. Diante desse cenário,
existe uma motivação para desenvolvimento de ferramentas de suporte a decisão com vistas à
otimização da rede logística reversa, que trata do retorno desses resíduos (Achillas et al.,
2010). Como resposta social à gestão de resíduos eletrônicos, (Williams, 2005) comenta que
Apoio a Decisão Multicritério (MCDA) tem se tornando uma ferramenta útil em combinação
com outras ferramentas utilizadas para a gestão desses resíduos.
Portanto, esse artigo tem como objetivo realizar um levantamento sobre o uso de ferramentas
de pesquisa operacional no contexto de gerenciamento de resíduos eletroeletrônicos, baseado
em pesquisas realizadas exclusivamente em periódicos associados as bases de dados Emerald,
Web of Science e Science Direct, acessados pelo do Portal de Periódicos da Capes
(www.periodicos.capes.gov.br).
Este artigo está estruturado em 5 (cinco) seções, incluindo esta introdução. Na segunda seção
há uma breve apresentação dos temas relacionados ao gerenciamento de e-waste e
ferramentas de pesquisa operacional no auxílio a essa gestão. Na terceira seção, é explicada a
metodologia/estruturação da análise deste estudo. Na quarta seção, os resultados da pesquisa
serão apresentados. Por fim, na última seção, serão expostas as considerações finais, e
proposições para trabalhos futuros.
2. Background
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Esta seção apresenta brevemente os conceitos básicos associados ao tema de gerenciamento
de resíduos eletroeletrônicos, bem como o uso de ferramentas de pesquisa operacional no
suporte a esse processo.
2.1. Gestão de e-waste
Resíduos de equipamentos elétricos e eletrônicos (REEE) tem sido reconhecido como
problemática do ponto de vista ambiental, uma vez que as quantidades de REEE estão
crescendo a cada ano em todo o mundo (Walther et al., 2010). Segundo (Kiddee et al., 2013),
os diversos problemas relacionados com esse tipo de lixo têm sido desafiados por autoridades
em vários países, as quais estão tomando medidas para aliviá-los com a introdução de
instrumentos e leis de gestão nos níveis nacional e universal. Com isso, a necessidade de uma
gestão adequada dos REEE tem sido muito discutida (Achillas et al., (2010) e Davis e Garb
(2015).
Uma vez que esse gerenciamento é considerado um processo multitarefa (Rada et al, 2010),
existe uma motivação para desenvolvimento de ferramentas de suporte a decisão com vistas à
otimização da rede logística reversa, que trata do retorno dos resíduos (Achillas et al., 2010).
Nesse sentido, muitas ferramentas em Pesquisa Operacional têm sido utilizadas e, dentre elas,
os modelos matemáticos, ideais em casos onde as grandezas são representadas por variáveis
de decisão, e as relações entre as mesmas por expressões matemáticas, centrando-se na
minimização do custo total do sistema.
Além disso, de acordo com (Kiddee et al., 2013), dentre esses instrumentos, podemos citar
que a Análise de Ciclo de Vida (ACV), a Análise de Fluxo de Materiais (MFA) e a Apoio a
Decisão Multicritério (MCDA). Embora o MCDA não seja amplamente utilizado para o
gerenciamento de e-waste, é comumente utilizado para resíduos sólidos (Kiddee et al., 2013)
e gestão de resíduos perigosos. Entretanto, MCDA tem sido recomendada para a resposta
social à gestão de resíduos eletrônicos (Williams, 2005), tornando-se uma ferramenta útil em
combinação com outras ferramentas utilizadas para a gestão desses resíduos.
2.2. Ferramentas de Pesquisa Operacional em gestão de e-waste
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De acordo com Behzadian et al. (2010), o apoio multicritério a decisão (MCDA) tem sido
uma das áreas de rápido crescimento da Pesquisa Operacional (PO) durante as duas últimas
décadas. Nesse sentindo, conforme de Souza et al. (2015), ultimamente tem-se percebido um
número notável de publicações sobre o uso de MCDA em problemas de decisão de gestão de
resíduos. Porém, ainda de acordo com os mesmos autores, poucos têm aplicação direta de
MCDA na gestão de REEE (Resíduos Eletroeletrônicos).
Por outro lado, têm sido encontrados na literatura diversos modelos de otimização, através do
uso de heurísticas, na logística reversa.
Dessa forma, o objetivo desse trabalho e apresentar as diferentes segmentações do uso de
ferramentas de Pesquisa Operacional no suporte ao gerenciamento de REEE.
3. Metodologia
Com o intuito de analisar e apresentar diferentes segmentações do uso de ferramentas de
Pesquisa Operacional no suporte ao gerenciamento de REEE, foi realizada uma busca em
periódicos acessados através de bases de dados Emerald, Web of Science e Science Direct, na
qual as palavras-chave foram: Mcdm or multicriteria”, “Multiple criteria” ou “Mcdm”,
“Optimization”, “Heuristics”, “E-waste”.
Dentre os métodos MCDM analisados, podemos destacar o Promethee, AHP, Topsis, Vikor,
Electre, Damatel, Fuzzy. Com vistas ao uso de ferramentas de otimização, podemos destacar
as heurísticas (algoritmos aproximados, vizinho mais próximo, recozimento simulado)
programação linear e não linear.
Na próxima seção apresentaremos os resultados da pesquisa, cujo objetivo é avaliar o
quantitativo de artigos por ano, análise do país de origem, principais journals de publicação e,
por fim, as principais segmentações utilizadas de ferramentas de PO.
4. Resultados
A ênfase do trabalho foi dada em metodologias de otimização e ferramentas de multicritério
na gestão de resíduos eletroeletrônicos. Sobre ferramentas multicritério no auxílio a gestão de
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REEE, o apanhado final foi de 60 artigos, num intervalo que vai do ano de 2008 a 2018. Já
em otimização tivemos por fim 26 artigos, durante o mesmo período. Para fins de
identificação, iremos apresentar os resultados para área de multicritério e, posteriormente,
otimização.
4.1. Quantitativo de artigos por ano
O gráficos da Figura 1, abaixo, mostram a linha do tempo das pesquisas na área de REEE ao
longo dos anos, utilizando-se para tal, ferramentas de multicriterio e otimizacao. É curioso
observar que no ano de 2017 não foi constatada nenhuma aplicação de metodologias
multicritério na área.
Figura 1 – Quantidade de publicações
Fonte: Autor
4.2. Análise do país de origem
Nesse topico, cabe ressaltar que uma boa parte dos artigos estudados não foram
exclusivamente desenvolvidos por pesquisadores de um mesmo país, o que significa que cada
artigo pode ter mais de um país envolvido na sua elaboração. Os gráficos da Figura 2, abaixo,
mostram a frequência em cada um dos países.
Figura 2 – Países envolvidos nas pesquisas
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Fonte: Autor
4.3 Principais Journals
O trabalho também avaliou o fator de impacto de cada um dos Journals onde os artigos foram
publicados, obtidos diretamente da página online do Journal Citation Reports (JCR). O fator
de impacto levado em consideração foi sempre o mais recente fornecido. Por fim listamos o
quantitativo de cada artigo nos periódicos por fator de impacto, conforme os gráficos da
Figura 3, abaixo. Alguns periódicos ainda não possuíam coeficiente no JCR, no entanto, por
serem relevantes para área de pesquisa, foram mantidos.
Figura 3 – Principais journals
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Fonte: Autor
4.4 Métodos usados
Durante o levantamento dos artigos, foi realizada uma análise da aplicabilidade dos métodos
que foram propostos, dentro da área de apoio a gestão de resíduos eletroeletrônicos. Nos
artigos relacionados às técnicas multicritério, foi observado que diversos autores usaram
técnicas multicritério aliadas a outras ferramentas computacionais.
As Tabelas 1 e 2, abaixo, resumem algumas das aplicações de técnicas multicritério (Tabela
1) e otimização (Tabela 2). Para maiores detalhes, os autores sugerem as referencias abaixo.
Tabela 1 – Aplicações de métodos multicritério
Método Aplicação Autores
ELECTRE III Determinação da melhor
localização para uma Unidade de
Tratamento de e reciclagem
considerando também fatores
qualitativos além dos quantitativos
(Achillas et al. 2010)
PROMETHEE Escolher dentre doze sistemas
alternativos de gerenciamento de
REEE o melhor para Chipre;
Avaliação de locais para a
Rousis et al. 2008); (Queiruga et
al. 2008)
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localização de usinas de
reciclagem de REEE na Espanha
DAMATEL Propõe uma estrutura para
operações de reciclagem de
computadores em fim de vida
(Rahman and Subramanian 2012)
FUZZY Avaliar e selecionar uma
estratégia de tratamento de EEE;
Estrutura integrada de
balanceamento de linha de
desmontagem com objetivos
ecológicos e de negócios usando
um MCDM misto
(Bereketli et al. 2011);
(Kazancoglu and Ozturkoglu
2018);
AHP Selecionar o portfólio mais eficaz
para solucionar os graves
problemas causados pela
reciclagem informal de lixo
eletrônico e promover o
desenvolvimento da indústria
chinesa de reciclagem de REEE
em uma abordagem sustentável;
Explorar as diversas alternativas
de disposição e desenvolver uma
estrutura para as decisões ótimas
de disposição em logística reversa;
Aplicação da metodologia AHP
para seleção de resíduos de
equipamentos elétricos e
eletrônicos (WEEE) a serem
considerados no projeto de uma
cadeia logística reversa
(An et al. 2015); (Agrawal, Singh,
and Murtaza 2016); (de Jesús
Casas et al. 2015);
TOPSIS Uma abordagem integrada de
tomada de decisão em grupo
multi-critérios para a seleção de
sistemas ERP; Abordagem para
Seleção de Prestadora de Serviços
de Logística Reversa: Um Estudo
de Caso da Indústria de Telefonia
Móvel
(Efe 2016); (Jayant et al. 2014)
VIKOR Avaliação e seleção de parceiro de
logística reversa de terceiros para
a indústria eletrônica indiana
(Prakash and Barua 2016a)
ANP Prever o volume de vendas de
impressoras em Taiwan para
ajustar a taxa de reciclagem e
tratamento como um incentivo
para as indústrias de reciclagem
(Shih et al. 2012)
DEA Desenvolver um modelo de
seleção de fornecedores verdes
(Kuo, Wang, and Tien 2010)
Múltiplos Critérios Ajudar na concepção, avaliação e /
ou implementação de um sistema
de coleta pós-consumo
conveniente sob uma estrutura de
EPR; Auxiliar os fabricantes de
EEE na escolha de alternativas
para destino de fim de vida útil
dos REEE; Identificar do ponto de
vista de negócios o nível de
maturidade da logística reversa de
(Wagner 2013); (Iakovou et al.
2009); (Janse, Schuur, and De
Brito 2010); (Wibowo and Deng
2015); (Govindan and Popiuc
2014)
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uma empresa; Avaliar
efetivamente o desempenho de
programas de reciclagem de lixo
eletrônico sob incerteza em uma
organização; Reverter a
coordenação da cadeia de
suprimentos por contrato de
compartilhamento de receita: um
caso para a indústria de
computadores pessoais
Tabela 2 – Aplicações de métodos de otimização
Método Aplicação Autores
Programação Matemática Finalidade de reduzir custo de
coleta através da otimização de
roteirização e tratamento REEE
(Dat et al. 2012)
Programação Linear (LP);
Programação Linear Inteira Mista
(MILP); Programação Linear De
Múltiplos Objetivos (MOLP)
Planejamento de operação multi-
período para reciclagem de REEE
considerando parâmetros fuzzy;
Projeção de um sistema de
logística WEEE na Turquia;
Abordagem heurística para
modelagem de logística reversa; A
proposta minimiza os custos
logísticos totais, o consumo de
combustível fóssil e a produção de
emissões devido ao transporte de
WEEE com o uso de diferentes
tipos de contêineres
(Capraz, Polat, and Gungor 2015);
(Kilic, Cebeci, and Ayhan 2015);
(D. H. Lee and dong 2008);
(Achillas et al. 2012)
Teoria Dos Gráficos E A
Abordagem Matricial (GTMA)
Realizar um estudo de caso com a
finalidade de encontrar os
melhores pontos de coleta para
uma rede de logística reversa
(Malik, Kumari, and Agrawal
2015)
Modelo De Fluxo Da Rede E-
Waste (Criado)
Análise da influencia de fatores
técnicos, de mercado e legislativos
sobre quantidade total de lixo
eletrônico que é coletado,
reciclado, exportado e (legal e
ilegalmente) descartado.
(Wakolbinger et al. 2014)
Colônia de Formiga; Busca Tabu;
Clark And Wright; 2-Opt
Algorithm; Particle Swarm
Optimization;
Abordagem de uma rede de
transporte de REEE por meio de
uma abordagem de solução
integrada; Comparação de um
método criado vizinhança-tabu
híbrida com o Método Colônia de
Formigas; Criação e otimização de
redes de coleção de WEEE;
Apresenta um modelo de um
sistema de logística de
encaminhamento para frente e
verso de múltiplos períodos,
multi-escalão e de veículos;
Criação de uma técnica de
desmontagem seletiva capaz de se
adequar a diversas especificações
(Gamberini et al. 2010); (Belhaiza,
Hansen, and Laporte 2014); (Yao
et al. 2013); (V. N. S. A. Kumar et
al. 2017); (W. D. Li et al. 2013).
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dos steakeholders
Modelo De Programação
Estocástica
Propor um modelo genérico de
Design de Redes de Logística
Reversa sob quantidade de
retorno, razão de triagem
(qualidade) e incertezas de custos
de transporte
(Ayvaz, Bolat, and Aydın 2015)
Modelos de Simulacao Coleta eficiente de REEE através
de uso de modelos de simulação
Elia et al (2017)
5. Conclusão
De uma maneira geral, a pesquisa realizada possibilitou um maior conhecimento do perfil das
publicações em gerenciamento de e-waste utilizando-se ferramentas de PO. Uma vez que se
trata de um tema de grande responsabilidade, associado a questão ambiental, vários autores
estão trabalhando nessa temática.
Podemos perceber, em multicritério, que cada vez mais os autores são capazes de integrar
diversos métodos na elaboração de seus artigos. O que antes era restrito a métodos únicos,
com o advento das pesquisas em MCDM passou-se a realizar a integração de diversos
métodos, de modo a compensar as deficiências oriundas do uso isolado das técnicas,
incorporando ferramentas estatísticas e lógicas difusas nas pesquisas. Técnicas muito
utilizadas como AHP e ANP passam agora serem pensadas envolvendo a incerteza dos
decisores, ou seja, utiliza-se da lógica fuzzy, gerando agora os métodos FAHP e FANP.
Desta forma, pretende-se com esse artigo dar suporte aos pesquisadores que se utilizam de
técnicas de PO a fim de aprimorar o uso, ou inserção de novos insights para que os trabalhos
possam ter avanços significativos.
6. Agradecimentos
Esse trabalho foi apoiado pelo CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e
Tecnológico).
REFERÊNCIAS
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