Modelagem, simulação e otimização do transporte de cargas na Ferrovia de Integração Oeste Leste (FIOL)

Abstract

A expansão do modal ferroviário brasileiro tem sido um tema central no contexto de políticas públicas para o desenvolvimento nacional. São inúmeras as contribuições do transporte ferroviário para a competitividade de um país de dimensões continentais e exportador de commodities. Motivado por esse propósito, este trabalho apresenta um estudo de do futuro transporte de cargas na Ferrovia de Integração Oeste Leste (FIOL), em fase de construção nos estados do Tocantins e Bahia, conectando a Ferrovia Norte Sul, em Figueirópolis-TO, ao Porto Sul, em Ilhéus-BA. Este trabalho se justifica em função da queda acentuada dos preços das commodities que compõem a maior proporção de receitas da FIOL (especialmente, o minério de ferro), além das restrições orçamentárias enfrentadas pelos entes públicos e privados que reduziram a oferta de recursos de infraestrutura deste empreendimento. Como consequência, problemas de capacidade poderão surgir em um novo cenário que ainda não foi avaliado pelos stakeholders do negócio. Sendo assim, um estudo de Modelagem, Simulação e Otimização de caráter determinístico foi proposto com o mérito de identificar os gargalos do processo, fornecendo soluções economicamente eficientes para resolvê-los. Foram modelados, em nível conceitual, os macroprocessos de circulação, carregamento e descarregamento de trens. A partir dos estudos operacionais e de licenciamento da FIOL e do Porto Sul, foi possível alimentar esse modelo com os dados relativos a cada atividade relativa a esses macroprocessos. Com o processo descrito e os dados coletados, o modelo computacional foi implementado no software Arena®, onde as simulações foram realizadas. Posteriormente, o modelo foi validado de acordo com critérios objetivos, avaliando-se a diferença entre os resultados das simulações e do comportamento esperado do sistema. A partir de então, conduziu-se uma série de experimentos onde foi possível identificar/reconhecer os macroprocessos de carregamento e descarregamento como gargalos do sistema. Por fim, uma análise de otimização foi realizada, visando proporcionar um portfólio de investimentos ótimo para resolver os problemas de capacidade do sistema. Utilizando-se a meta-heurística Scatter Search, executada pelo software OptQuest, buscou-se minimizar uma função de investimento total em infraestrutura, respeitando restrições de oferta mínima de cada mineradora envolvida no negócio. Analisando-se os resultados, foi possível constatar que uma permutação simples na solução fornecida pelo programa (2 silos de carregamento com menor capacidade por 1 silo com maior capacidade) conseguiu melhorar o valor da função objetivo, destacando a importância de uma visão crítica sobre os resultados obtidos nesse tipo de análise