Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Apoio à Decisão em Projetos de Solidariedade
Social – Redução do Desperdício Alimentar
João Gil Costa Ramos Pereira
V
ERSÃO1
Dissertação realizada no âmbito do
Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores
Major Automação
Orientador: José Soeiro Ferreira
Coorientador: Ana Maria Rodrigues
iii
O desperdício alimentar representa um dos principais desafios da Humanidade no século XXI, numa perspetiva ambiental, social e económica.
Anualmente, em todo o mundo, são enviadas para o lixo cerca de 1,6 mil milhões de toneladas de alimentos, desperdício responsável por um custo de 600 milhões de euros, aumento das emissões de gases de efeito de estufa, diminuição das reservas de água potável e impacto na biodiversidade ambiental.
A nível nacional, anualmente, estima-se um desperdício de 1 milhão de toneladas de alimentos, sendo que, 324 mil toneladas são ao nível do consumidor, cerca de 132 quilos de comida por pessoa. Esta realidade tem vindo a ser combatida por entidades como a “Good After”, a “ReFood” e a “Zero Desperdício”.
O reaproveitamento de géneros alimentares por parte de instituições alimentares, implica um cuidadoso planeamento operacional, especialmente quando se tem como foco uma partilha de recursos entre organizações. Será relevante considerar se o dito reaproveitamento é compensador, do ponto de vista económico, ambiental e social, uma vez que os produtos alimentares doados a uma instituição podem não ser vantajosos para a mesma, mas revelar-se uma mais valia para outra instituição necessitada do recurso alimentar.
Nesta ótica, a dissertação tem como propósito investigar e trabalhar para a conceção e desenvolvimento de um Sistema de Apoio à Decisão na redução do desperdício em Projetos de Solidariedade Social. Tal passará, naturalmente, pela colaboração entre instituições de solidariedade de forma a complementar as lacunas de géneros alimentares, de cada uma, por intermédio de uma partilha da rede de doadores. O sistema a desenvolver apoiar-se-á, nomeadamente, em conceitos e métodos relativos a Setorização e a Roteamento. Por exemplo, listas de doadores serão divididas por setores. Por outro lado, uma análise a novas propostas de doação para um dia, a avaliação da viabilidade para cada instituição deverá levar à sugestão de atribuição, ou não atribuição, da doação a uma das instituições e incorporação da mesma numa das rotas previamente definidas.
v
From an environmental, social and economic level, food waste can be found among the main challenges that humanity faces in the XXI century.
Yearly, on a global level, there are 1,6 thousand million tonnes of food that ends in the trash, an amount of waste responsible for a cost of 600 million euros, which also contributes to increasing greenhouse gases emissions, to the decrease of drinking water reserves and has a negative impact on environmental biodiversity.
Each year, it is estimated that 1 million tonnes of food are wasted on a national level alone and that 324 thousand of those are on the consumer level, representing around 132 kg of wasted food per person. This reality has been fought by movements such as “Good After”, “Refood” and “Movimento Zero Desperdício”.
The reuse of food by solidary solidarity institutions requires careful operational planning, especially when the objective is resource sharing between organizations. It is necessary to consider if the so-called reuse of a particular donation is worth from the social, economic and environmental standpoint, since a specific type of food donation may not be as valuable to an institution as it may be to another.
From this point of view, the purpose of this thesis is to investigate and work on the development of a Decision Support System on food waste reduction in social solidarity projects. That will naturally involve cooperation between solidarity institutions in order to fulfil the gaps of the different types of food in inventory from each institution by sharing the food donors network. The system to be developed will support itself on concepts related do Sectorization and Routing. For instance, donor lists divided into sectors, while on the other hand analysis to new donations for a certain day and the suggestion of the most suitable organization to acquire it by incorporating it in the pre-existing routes.
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Após cinco anos de crescimento e aprendizagem com muito trabalho, dedicação e diversas adversidades chega-se à reta final, resultando nesta dissertação como produto final.
Não podia deixar de agradecer a todas as pessoas que me acompanharam neste percurso desde os que estão comigo desde o início àqueles que entraram na minha vida mais tarde, mas que sinto que é como se estivessem presentes desde sempre.
Gostaria de agradecer ao meu orientador Professor Doutor José Soeiro Ferreira e à minha coorientadora Professora Doutora Ana Maria Rodrigues pelos ensinamentos, pela disponibilidade para comigo e por todo o apoio durante o desenvolvimento do meu trabalho. O apoio foi fundamental e sinto que não havia escolha de tema e orientadores mais acertada que esta.
À instituição que me acolheu neste projeto, o INESC-TEC, à LIPOR e à Câmara Municipal do Porto, em particular à Engenheira Susana Freitas da LIPOR e à Arquiteta Sara Isabel Pinheiro Velho da Câmara Municipal do Porto pela disponibilidade e auxílio prestado no decorrer deste projeto.
Aos meus pais pelo imenso apoio ao longo de todo o meu percurso académico e todas as minhas indisposições nervosismos tanto a nível académico como pessoal e sempre me motivaram a continuar. Não há palavras que quantifiquem o quão agradecido estou.
Aos meus amigos que me acompanharam durante estes 5 anos com quem formei uma forte ligação e a todos os outros que me acompanharam.
Aos amigos que me acompanharam desde sempre pela vida fora e que foram um pilar na altura desta dissertação em tempo de pandemia.
Por fim um agradecimento aos Matras que sempre me apoiaram e ajudaram em tudo o que podiam como uma segunda família que serão para sempre recordados.
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“Get it down. Take chances. It may be bad, but it's the only way you can do anything really good." William Faulkner
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Índice
Capítulo 1 ... 1
Introdução ... 1 1.1 - Contexto ... 1 1.2 - Objetivos ... 2 1.3 - Motivação ... 2Capítulo 2 ... 3
Enquadramento do problema ... 3 2.1 – Solidariedade social ... 3 2.2 -Sustentabilidade ... 4 2.2.1 - Questao económica ... 5 2.2.2 - Questão social ... 5 2.2.3 - Questão ambiental ... 5 2.3 – Desperdício alimentar ... 6 2.3.1 - Conceito ... 62.3.2 – O desperdício alimentar a nível global ... 7
2.3.3 – O desperdício alimentar na Europa ... 7
2.3.4 -O despedício alimentar em Portugal ... 8
2.3.5 - Desperdício alimentar no município do Porto ... 10
2.4 – Cadeias de abastecimento dos movimentos de solidariedade ... 11
2.5 - Setorização ... 12
2.6 – Roteamento de veículos ... 13
Capítulo 3 ... 14
Caracterização do problema e solução proposta... 14
3.1 – Caracterização do problema ... 14
3.2 - Movimento Zero Despedício e Refood ... 16
3.2.1 - Caracterização dos veículos utilizados ... 16
3.2.2 - Acomodações das doações para transporte ... 17
3.2.3 - Rotas existentes ... 18
3.2.3.1 - Refood Foz do Douro ... 19
3.2.3.2 - Refood Maia Centro ... 20
3.2.3.3 - Movimento Zero Desperdício Paranhos ... 21
3.2.3.4 - Movimento Zero Desperdício Maia ... 21
3.2.4 - Restaurantes solidários ... 22
3.3 – Método de solução proposta ... 22
3.3.3.3 – needs_and_stock.txt ... 25 3.3.4 - Leitura de dados ... 26 3.3.5 - Menu ... 26 3.3.6 - Pesos ... 27 3.3.7 - Doadores esporádicos ... 27 3.3.8 - Mapquest... 27 3.3.9 - Matriz solução ... 28 3.3.10 - Rotina de alocação ... 28 3.3.11 - Update de stock ... 29 3.4 - Setores de atuação ... 29
Capítulo 4 ... 31
Resultados computacionais ... 314.1 – Funcionamento da ferramenta computacional ... 31
4.1.1 - Ficheiros de entrada ... 32
4.1.1.1 - needs_and_stocks.txt ... 32
4.1.1.2 - organizations.txt ... 32
4.1.1.3 - config.txt ... 32
4.1.2 - Menu ... 33
4.1.3 - Alterar pesos dos critérios ... 33
4.1.4 - Escoar excedentes para restaurantes solidários ... 34
4.1.5 - Não executar redistribuição de excedentes entre instituições ... 34
4.1.6 - Execução da ferramenta ... 34
4.2 – Setorização ... 38
Capítulo 5 ... 40
Conclusões e trabalho futuro ... 40
5.1 – Conclusões ... 41
5.2 – Trabalho futuro ... 41
Referências ... 43
Anexo A ... 45
Figura 2-1 Relação existente entre as três dimensões da sustentabilidade ... 4
Figura 2-2 Estimativa do desperdício alimentar em 2010 (kg per capita) [15] ... 8
Figura 2-3 Zonas de ação do Movimento "Zero Desperdício" em Portugal Continental – [17] ... 9
Figura 2-4 Zonas de ação do Movimento "Zero Desperdício" na Madeira - [17] ... 9
Figura 2-5 Zonas de ação do Movimento "Zero Desperdício" na ilha de São Miguel, Açores - [17] ... 10
Figura 2-6 Desperdício alimentar e respetivos valores no município do Porto [19] ... 11
Figura 3-1 Renault Kangoo com logótipo Zero Desperdício – [24] ... 17
Figura 3-2 Caixa utilizada para recolha dos géneros alimentares – [24] ... 18
Figura 3-3 Organização das caixas no compartimento de carga – [24] ... 19
Figura 3-4 Arquitetura do programa ... 24
Figura 3-5 Consola de dados disponibilizada por Mapquest ... 27
Figura 3-6 Setores de atuação das instituições ... 29
Figura 4-1 Menu Inicial ... 33
Figura 4-2 Alteração dos pesos dos critérios ... 33
Figura 4-3 Inserção de doador esporádico ... 35
Figura 4-4 Parcela Social ... 36
Figura 4-5 Parcela Económica ... 36
Figura 4-6 Parcela Ambiental... 37
Figura 4-7 Alocação de doação a instituição ... 37
Figura 4-8 Resultado de alocar um doador esporádico ... 37
Figura 4-9 Resultado de uma redistribuição de stock excedente entre instituições ... 38
Tabela 3-1 Rotas da Refood Maia Centro ... 20 Tabela 3-2 Tipos de alimentos nas necessidades e stock excedente ... 25 Tabela 4-1 Tabela com os pesos dos diferentes citérios ... 32 Tabela A-1 Exemplo de excedentes diários de uma célula apresentada no ficheiro
needs_and_stocks.txt ... 45 Tabela A-2 Necessidades diárias de uma célula presente no ficheiro needs_and_stock.txt ... 45 Tabela A-3 Exemplo de informação das rotas ... 46 Tabela A-4 Capacidades de armazenamento de produtos congelados, não congelados e
coordenadas das Instituições ... 46 Tabela A-5 Tabela referente a doações na Refood Foz do Douro de um doador em Agosto
de 2018 ... 47 Tabela A-6 Doações ao Movimento Zero Desperdício da Maia por parte de diferentes
supermercados ... 51 Tabela A-7 Bens alimentares doados à Refood Maia Centro ... 67 Tabela A-8 Registo de excedentes alimentares da Refood Maia Centro... 77
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Abreviaturas e símbolos
LIPOR Serviço Intermunicipalizado de Gestão de Resíduos do Grande Porto
IPSS Instituições Particulares de Solidariedade Social
FEUP Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
API Interface de Programação de Aplicação
km Quilómetros
Capítulo 1
Introdução
1.1 - Contexto
Em Portugal, estima-se um desperdício de 1 milhão de toneladas de alimentos, anualmente, o que significa que em média cada português desperdiça 132kg de comida. Deste milhão de toneladas, 324 mil toneladas são ao nível do consumidor.
Considerando-se um cenário mais abrangente, como a Europa, estima-se um desperdício anual de cerca de 89 milhões de toneladas de alimentos [1] com custos estimados em 143 biliões de euros [2]. Consequentemente, existem por toda a União Europeia, uma série de organizações e movimentos, que lutam por reduzir o número de refeições já confecionadas, e que não são aproveitadas, assim como outras formas de desperdício alimentar.
É ainda de salientar que a problemática do desperdício alimentar tem também consequências ao nível social, uma vez que existem 43 milhões de pessoas na União Europeia sem possibilidade de uma segunda refeição, dia sim, dia não. Este problema tem também consequências ambientais, uma vez que o desperdício alimentar gera cerca de 8% das emissões de gases de efeito de estufa[2].
Ao adicionar a componente económica à problemática, estão completos os critérios essenciais à sustentabilidade de uma organização.
De tal forma, neste contexto, surge a necessidade de desenvolver uma ferramenta de Apoio à Decisão, que ajude organizações de ação social a combater o desperdício alimentar ao partilharem entre si recursos e doadores de alimentos de forma eficaz, organizada e ponderada.
1.2 - Objetivos
Esta dissertação pretende criar uma ferramenta de Apoio à Decisão, que permita a cooperação entre duas ou mais organizações envolvidas no combate ao desperdício alimentar pela recolha de alimentos, por forma a que tenham a melhor resposta imediata face às necessidades.
Para tal, é necessário considerar o valor atribuído às doações por cada instituição em cada momento atendendo aos critérios para cada instituição, tendo em conta os critérios sociais, ambientais e económicos.
Outro objetivo é a setorização da área geográfica em espaços de atuação, atendendo aos diferentes doadores habituais de géneros alimentares e o impacto das respetivas doações, assim como às distâncias dos mesmos às instituições.
Há ainda como objetivo a incorporação de doadores esporádicos nas dinâmicas logísticas pré-definidas das instituições e possível alteração nas mesmas, através de um processo de roteamento na recolha de alimentos. Processo este, que respeita as condições associadas ao transporte, tais como questões associadas a higiene e segurança alimentar, tempo associado a cada rota, uma vez que existem alimentos perecíveis, e ainda, a capacidade do veículo utilizado.
Espera-se que a ferramenta de Apoio à Decisão venha a constituir uma mais valia para as instituições referenciadas, facilitando a tomada de decisão diária e satisfazendo os seus requisitos.
1.3 - Motivação
A dissertação tem como principal motivação a temática associada a um movimento nacional de combate ao desperdício alimentar, tendo a possibilidade de colaborar com instituições ligadas ao tema em questão.
Entidades como a Refood ou o Movimento Zero Desperdício contribuem de forma ativa contra o desperdício alimentar no país.
As organizações, seja qual for o meio de atuação, necessitam de tomar decisões aos mais diversos níveis, em especial organizações focadas em trabalho voluntário, sem fins lucrativos. Uma vez que são organizações focadas na distribuição de alimentos, é necessário tomar decisões a nível logístico, de forma a obter o sucesso da organização.
Habitualmente organizações operam de forma independente umas das outras, com as suas próprias rotas e doadores fixos, havendo mais necessidade de uns bens do que de outros e a possibilidade de uma outra organização ter excesso desses bens e falta de outros.
Posto isto, emerge a necessidade de criar uma ferramenta de baixo custo que, tendo como critérios os custos e as necessidades de cada organização, consiga planear as rotas e aconselhar os utilizadores sobre as decisões a tomar com base numa análise dos dados existentes.
A junção de um tema da atualidade tão nobre e relevante como o reaproveitamento alimentar de forma a auxiliar pessoas carenciadas, o impacto ambiental e a sustentabilidade associados ao desenvolvimento dum Sistema de Apoio à Decisão constituem um forte argumento na motivação do desenvolvimento deste projeto.
Capítulo 2
Enquadramento do problema
Neste capítulo serão abordadas temáticas fundamentais para a dissertação, nomeadamente solidariedade, sustentabilidade, setorização, roteamento e desperdício alimentar, tendo em conta as características principais.
Não será de todo um capítulo extenso, contém apenas o relevante. Acerca da sustentabilidade, serão ainda abordados os critérios considerados como pilares da mesma.
2.1.
Solidariedade social
Por todo o mundo existe uma grande discrepância a nível social e económico, estando, muitas vezes, ambas associadas na medida em que a carência económica muitas vezes implica carências sociais e dificuldades a vários níveis, inclusive necessidades essenciais à sobrevivência como a alimentação. O nosso país inclui-se nesta realidade global.
A solidariedade social tem-se tornado mais proeminente à nossa volta, em favor de quem é mais necessitado, e tem sido demonstrada de diversas formas, desde ações espontâneas de voluntariado a atividades realizadas por instituições de solidariedade social.
Empresas têm vindo a interpretar um papel essencial na área da solidariedade social. Para além de todas as razões éticas para o fazer, as empresas terão publicidade extra, uma vez que este tipo de ação capta o interesse dos meios de comunicação, influenciando a opinião pública. Outros motivos, pelos quais as empresas investem na solidariedade social são, por exemplo, melhores relações com a comunidade, prestígio e a melhoria da imagem externa além-fronteiras, uma vez que problemas destes são do interesse global. É ainda de salientar que, a empresa ao estar envolvida em projetos e atividades destas áreas, pode dar origem a relações com outras empresas que podem culminar em oportunidades de negócio.
Para além destas vantagens, o Estado português favorece ainda as empresas solidárias através de benefícios fiscais. São consideradas do ponto de vista fiscal, custos ou perdas o exercício as doações
a diversas entidades, designadamente as IPSS, sejam os donativos em dinheiro ou em géneros como bens alimentares [3].
2.2.
Sustentabilidade
A humanidade depara-se com desafios de sustentabilidade cada vez mais complexos uma vez que na atualidade os recursos mundiais são limitados, as populações aumentam e são ultrapassados os limites do planeta. Durante os últimos anos tem subido a pressão para aumentar os cuidados a nível de recursos, tanto relativamente à consequência da produção de certos produtos, prestação de serviços e processos, assim como a relação entre lucro, pessoas e ambiente [4].
A sustentabilidade integra responsabilidades sociais, ambientais e económicas de forma a suportar o uso racional dos recursos atuais, proteger o bem-estar de cada geração e oferecer um ambiente saudável para o desenvolvimento de gerações futuras. Sendo estas três dimensões os pilares das sustentabilidade como apresentado na figura 2-1.
As dificuldades sociais, ambientais e económicas têm sido cada vez mais complexas, obrigando as sociedades a inovar, gerir, alterar e adotar novas tecnologias, atividades, atitudes e comportamentos. Isto requer um realinhamento das operações da cadeia de abastecimento de forma a incluir não só a vertente económica mas também fatores sociais e ambientais [5], garantindo assim uma gestão sustentável.
A sustentabilidade social está relacionada com o impacto de produtos e operações envolvidos com direitos humanos, trabalho, saúde, segurança e bem-estar de uma forma geral.
A sustentabilidade ambiental relaciona-se com a integridade ambiental e a proteção da mesma, controlo de poluição, avaliação de recursos naturais.
A vertente económica está relacionada com o processo de criação de valor de forma sustentável, a sustentabilidade de negócio, diminuição de custos, eficiência operacional e desempenho financeiro.
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2.2.1. Questão económica
Neste contexto, apesar de as organizações serem constituídas por voluntários e sem fins lucrativos, nunca se pode descuidar a parte económica, sendo importantíssimo minimizar os custos associados à recolha e transporte[6]. A gestão de transportes determina o tipo de transporte utilizado, qual o planeamento da carga, tipo de rota e gestão de operações de modo a minimizar os custos associados ao transporte dos alimentos [7].
Em adição aos custos, considera-se ainda o valor económico gerado pela distribuição dos bens alimentares, valor este calculado através das expressões fornecidas pelo movimento solidário “Zero Desperdício”.
Alimentos recuperados (toneladas) = X Sopa recuperada (toneladas)
+Y Conduto recuperado(toneladas) (2.1)
+Z Complementos recuperados (toneladas)
+0,8
×
Géneros alimentícios recuperados (toneladas) Refeições equivalentes (unidades) = Alimentos recuperados (toneladas)×
10000,500 (2.2)
Valor económico gerado (€) = Alimentos recuperados (toneladas)
×
18+Emissões de CO2 evitadas (toneladas)
×
6,8 (2.3) +Refeições equivalentes (unidades)×
2,52.2.2. Questão social
A vertente social é a mais difícil de quantificar por se basear em critérios difíceis de avaliar. Pretende-se que as refeições sejam divididas com equidade, no que toca a quantidades e valores nutricionais. A questão social diferencia-se da dimensão económica e ambiental, na medida em que, estas duas devem ser minimizadas, e a social deve ser maximizada [8], [9].
2.2.3. Questão ambiental
A questão ambiental foca-se na quantidade de CO2 evitado, ao reaproveitar os bens alimentares, e nas emissões dos veículos utilizados nos transportes dos alimentos.
As emissões dos veículos de transporte traduzem-se nas seguintes expressões [10]: Para veículos Diesel:
1L = 875g (2.4) Em termos de gases emitidos por cada litro de diesel consumido, em que 82,2% correspondem a carbono (C):
1L = 720g (2.5) de carbono emitido por litro de diesel consumido.
Para a combustão dos 720g de carbono são necessários 1920g de oxigénio, logo,
de CO2 libertado por litro de diesel.
Considerando um consumo médio de 5 L/100 km, tem-se 5
×
2640100 = 132 g (2.7)
de CO2/km
Para veículos a Gasolina:
1 L = 750g (2.8)
De gases emitidos por cada litro de gasolina consumido, dos quais 87% correspondem a carbono(C), ou seja,
1 L = 652 g (2.9)
de carbono emitido por cada litro de gasolina consumido.
Para a combustão de 652g de carbono é necessário 1740g de oxigénio. Então,
1 L = ( 652 + 1740 ) g = 2392 g (2.10)
de CO2 libertado por litro de gasolina.
Considerando um consumo médio de 5L/100km, tem-se 5
×
2392100
=
120 g (2.11)de CO2/km.
2.3.
Desperdício Alimentar
2.3.1. Conceito
O desperdício alimentar engloba toda a cadeia logística e toda a complexidade dos elos entre produtores, revendedores e consumidores. Ao longo de toda a cadeia, grandes quantidades de desperdício são geradas.
Este conceito pode-se dividir em perdas alimentares e resíduos alimentares.
As perdas alimentares, no início da cadeia, ocorrem por diversos motivos, como por exemplo, o valor económico dos alimentos colhidos ser inferior ao preço de custo da colheita o valor económico dos alimentos colhidos ser inferior ao preço de custo da colheita, ou por haver incerteza nas quantidades necessárias a produzir, o que leva, por defeito, a uma produção excessiva. Parte da colheita pode ainda ser descartada devido a questões meramente estéticas [11].
No que toca a resíduos alimentares estes são definidos como desperdícios das superfícies comerciais de distribuição, restauração e consumo doméstico. Cadeias de vendedores ao consumidor retiram de venda produtos ainda em perfeitas condições e dentro dos prazos de validade. Os consumidores domésticos e a restauração descartam quantidades de comida substanciais devido ao mau racionamento de porções, entre outras razões, como comprar a mais, confundir prazos de validade, entre outros [12].
As práticas atuais de consumo, distribuição e produção são insustentáveis tendo em conta o cenário de alteração climática e o contínuo aumento populacional a nível mundial. Reduzir o desperdício alimentar e perdas alimentares ao longo de toda a cadeia é essencial.
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2.3.2. O desperdício alimentar a nível global
Por pessoa, na América do Norte, o desperdício alimentar é entre 280-300 kg/ano. Na África subsariana e no sul e sudeste asiático é cerca de 120-170kg/ano. Enquanto isso, o total da produção de géneros alimentares para consumo humano, para a Europa e América do Norte, é cerca de 900kg/ano, e na África subsariana e no sudoeste asiático, é de 460kg/ano por pessoa.
Por pessoa os bens alimentares ao nível do consumidor na Europa e na América do Norte é 95-115 kg/ano enquanto que na África subsariana e sudeste asiático é apenas 6-11 kg/ano.
O desperdício alimentar nos países mais industrializados é tao elevado quanto em países em desenvolvimento, com a diferença de que mais de 40% do desperdício alimentar ocorre pós colheita e ao nível de processamento, enquanto que nos países industrializados, mais de 40% do desperdício alimentar ocorre ao nível do consumidor e a nível de retalho. É de salientar que nos países industrializados o desperdício alimentar ao nível do consumidor é quase igual a toda a rede de produção alimentar na África subsariana [13].
2.3.3. O desperdício alimentar na Europa
Ao nível da União Europeia (UE), as estimativas demonstram que 88 milhões de toneladas de alimentos, correspondentes a cerca de 20 % dos alimentos produzidos, são desperdiçados todos os anos [14].
A nível mundial e da UE, são diversas as iniciativas já adotadas para combater o desperdício alimentar, entre as quais se destacam a «Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável», aprovada pela Assembleia Geral das Nações Unidas em 25 de setembro de 2015, e a Resolução do Parlamento Europeu, de 9 de julho de 2015, sobre a eficiência de recursos: transição para uma economia circular.
Na União Europeia existe uma grande variação do nível médio de desperdício per capita. Na figura 2-2 apresentam-se os valores de desperdício relativos a 2010. Os maiores geradores de desperdício alimentar, expresso em kg per capita, são os Países Baixos(541 kg), Bélgica(345 kg), Chipre (327kg) e Estónia (265kg) [15].
Figura 2-2 Estimativa do desperdício alimentar em 2010 (kg per capita) [15]
Já foram tomadas medidas por parte dos países membros no combate ao desperdício alimentar. Espanha, por exemplo, priorizou ações de prevenção do desperdício alimentar, reutilização, reciclagem e outros tipos de recuperação. As medidas são implementadas através de recomendações, acordos voluntários e autorregulação. No entanto, em algumas áreas, as medidas são acompanhadas de iniciativas regulatórias com o propósito de tornar mais eficiente a cadeia de abastecimento. [16]
2.3.4. O desperdício alimentar em Portugal
Em Portugal, estima-se um desperdício de 1 milhão de toneladas de alimentos, anualmente, o que significa que em média cada pessoa desperdiça 132kg de comida. Deste milhão de toneladas, 324 mil toneladas são ao nível do consumidor. Existem, em Portugal, vários programas que têm por objetivo limitar as quantidades de comida no lixo.
A nível nacional, a Assembleia da República, através da Resolução n.º 65/2015, «Combater o desperdício alimentar para promover uma gestão eficiente dos alimentos», de 17 de junho, declarou o ano de 2016 como o ano nacional do combate ao desperdício alimentar. Foi também criada a Comissão Nacional de Combate ao Desperdício Alimentar [14].
Existem diversos movimentos em Portugal que lutam contra o desperdício alimentar, como, por exemplo, o Movimento “Zero Desperdício”, a “Refood” e a “Fruta Feia”.
O Movimento “Zero Desperdício” é um projeto assente na promoção de diferentes atitudes e perceções acerca dos aspetos sociais, económicos, ambientais, e éticos do desperdício, e na transição para uma economia circular [17].
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Figura 2-3 Zonas de ação do Movimento "Zero Desperdício" em Portugal Continental – [17]
Como se pode ver na figura 2-3, o movimento “Zero Desperdício” está presente de norte a sul do país, tendo maior presença nas zonas litorais. Este movimento está também presente nos arquipélagos da Madeira e dos Açores, nas cidades deFunchal e de Ponta Delgada como se pode ver nas figuras seguintes (figura 2-4 e figura 2-5).
Figura 2-5 Zonas de ação do Movimento "Zero Desperdício" na ilha de São Miguel, Açores - [17]
O movimento “Zero Desperdício” conta atualmente com uma rede de 523 doadores e 224 recetores e presta apoio alimentar a 77 mil famílias. Distribuiu 11 193 673 refeições, o que se traduz num valor monetário de 28 244 772 € [17].
A Refood conta com cerca de 46000 refeições distribuídas por mês, 2500 beneficiários, 4000 voluntários e cerca de 25 núcleos com 900 parceiros de fontes alimentares por todo o país[18].
2.3.5. Desperdício alimentar no município do Porto
Existem iniciativas como restaurantes solidários focados na redistribuição e combate à insegurança alimentar. O restaurante solidário na Batalha oferece cerca de 200 refeições diariamente a pessoas com carências económicas, permitindo assim uma alimentação equilibrada e saudável. Está planeada para breve a abertura de dois novos restaurantes solidários. Estes restaurantes são geridos em parceria com organizações não governamentais, hotéis, nutricionistas e a Câmara Municipal do Porto. As doações estão a reduzir o desperdício de alimentos em perfeitas condições em cerca de 11% por ano, no entanto, o desperdício alimentar no município do Porto ainda é um problema de relevância como se pode ver na figura 2-6 [19].
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Figura 2-6 Desperdício alimentar e respetivos valores no município do Porto [19]
No município do Porto, o Movimento “Zero Desperdício” conta com 15 doadores e 2603 famílias beneficiárias, mais exatamente 6325 pessoas. Desde que tornado operacional, no município do Porto, foram servidas 185 856 refeições, o que se traduz no valor de 468 968€ [17].
A Refood tem também uma presença forte no distrito do Porto, contando com células operacionais na Foz do Douro, Senhora da Hora, Ermesinde, Maia-Centro, Leça da Palmeira e Gaia-Centro. Sendo o núcleo da Foz do Douro o único dentro do município do Porto.
2.4.
Cadeias de abastecimento dos movimentos de
solidariedade
As cadeias de abastecimento de movimentos de solidariedade são compostas por três elementos diferentes. Em primeiro lugar, surgem os doadores, compostos por agricultores, retalhistas, grossistas, restauração e consumidores, através de campanhas de recolha de alimentos. Em segundo lugar, vêm os armazéns ou centros de distribuição, que não são homogéneos, variando nas suas dimensões, capacidade de refrigeração, infraestruturas e tipos de produto. Em terceiro lugar, e por último, seguem-se os beneficiários do movimento, desde famílias carenciadas a outras organizações, que dependem dos alimentos angariados para alimentar pessoas carenciadas, como por exemplo, um restaurante social.
Os produtos transportados podem ser divididos em secos, refrigerados e congelados. Assim sendo, parte dos produtos requer condições especiais de armazenamento e deve ser possível armazenar todo o tipo de alimentos.
Em adição às instalações estarem preparadas para receber este tipo de alimentos, os veículos deveriam também ter as mesmas condições, apesar de tal nem sempre se verificar.
2.5.
Setorização
Setorização refere-se à divisão de um todo em partes mais pequenas, os setores, de forma a atingir objetivos ou agilizar uma atividade. Geralmente estão diversos critérios envolvidos, o que aumenta a complexidade da otimização de problemas. Tipicamente as aplicações ocorrem em diversos contextos, sejam estes políticos, distritos escolares e saúde, redes sociais e território de vendas ou atribuição de espaço aéreo.
Este método é utilizado em diversos contextos com o propósito de atingir algum objetivo ou diminuir a dificuldade de alguma atividade. Grande parte das vezes, a divisão é direcionada a obter uma melhor organização de algo já pré estruturado ou uma simplificação de um problema de maiores dimensões, que pode ser transformado em subproblemas de menores dimensões. A setorização pode também ser utilizada para promover o agrupamento de elementos com características semelhantes. A aplicação do conceito de setorização trará vantagens a este trabalho como se verificará posteriormente nesta dissertação. De forma a avaliar a qualidade dos setores obtidos após a setorização, deve-se ter em consideração alguns indicadores gerais. O primeiro é equilíbrio, ou seja, diferentes setores devem conter aproximadamente a mesma população ou quantidade de tarefas ou trabalho a realizar. Em segundo lugar, a contiguidade, sendo que, cada setor deve ser possível deslocar de um ponto para outro ponto, dentro do mesmo setor, sem transpor as suas fronteiras. Em terceiro e último lugar, o grau de compactação, o que significa que se deve optar por formas mais redondas e compactas em detrimento de formas em “U” e dispersas [8]. Como indicadores específicos tem-se o número de pedidos de ajuda, desperdício alimentar, quantidade de doadores fixos.
Surge então uma relação clara na otimização do planeamento do transporte dos bens alimentares pelas instituições de solidariedade.
Os métodos utilizados para alcançar soluções dependem das aplicações, podendo ser classificados em métodos exatos e métodos aproximados. Como métodos exatos tem-se por exemplo Programação Linear Inteira Mista, a Programação Dinâmica e o algoritmo Branch-and-Bound. Por outro lado, em métodos aproximados há que salientar todo o tipo de Heurísticas e Meta-Heurísticas existentes.
Existe a necessidade de um medidor de atividade. Num caso de uma rede solidária de recolha e distribuição de alimentos, a escolha do medidor pode passar por número de beneficiários, número de pedidos de ajuda ou por exemplo a capacidade da instituição. Pode-se ainda optar por mais do que um critério.
Todavia, é de salientar também a existência de modelos que consideram uma rede de distribuição previamente implementada de forma a causar um menor impacto na rede [20].
A utilização de heurísticas e meta-heurísticas é de elevada frequência uma vez que são de grande flexibilidade, fáceis de programar contrariamente aos métodos exatos, que apresentam dificuldades, pois dificilmente alcançam a solução ótima em tempo aceitável. Num caso concreto, como por exemplo a setorização de zonas de atuação de instituições de solidariedade que efetuem a recolha de bens alimentares, em que existem uma série de janelas temporais para recolha e em que podem surgir situações esporádicas que encurtam o tempo útil de utilização do método.
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2.6.
Roteamento de veículos
A movimentação eficiente de bens ou trabalhadores com o objetivo de aumentar e ir ao encontro das exigências de mercado é muitas vezes enfatizado na estratégia de negócio das empresas. Pode-se assim afirmar que o planeamento de rotas é um dos conceitos chave numa cadeia de abastecimento. Estima-se que o processo de distribuição constitua mais de 45% do custo total das operações logísticas [21].
Um problema clássico de roteamento de veículos resume-se à minimização do custo de um conjunto de rotas que iniciem e terminem no mesmo local, passando pelos pontos definidos. As rotas têm de obedecer a uma série de restrições que podem ser temporais ou de capacidade [21].
No entanto, diversas condicionantes alteram o problema como o tipo de veículo a utilizar (importante num contexto de transporte de bens alimentares onde a refrigeração ou a ausência dela condiciona o tempo máximo possível de transporte), o tipo de clientes (cada instituição de solidariedade tem os seus próprios objetivos e tipos de refeição) e a possibilidade de se poder revisitar o mesmo ponto (pode-se revelar vantajoso ou mesmo necessário no caso de se lidar com uma capacidade de carga limitada) [21].
A problemática do roteamento de veículos adquiriu um papel central no que toca a gestão de distribuição e tem vindo, há muito, a atrair a atenção da investigação operacional. Métodos exatos são raramente aplicados a problemas com mais do que 50 vértices, ou pontos de paragem.
Incluso nos métodos aproximados, foram desenvolvidas heurísticas construtivas adaptadas aos problemas de roteamento de veículos, um exemplo é a heurística de inserção sequencial em que se cria uma rota exclusiva para o cliente mais afastado duma rota previamente estabelecida, comparando o impacto da inserção ou não inserção do cliente na rota previamente estabelecida.
Com a evolução empresarial e o dinamismo envolvente na crescente competitividade empresarial, os níveis de exigência na otimização das operações logísticas têm subido [21], tendo como objetivo a minimização de custos e consequente aumento dos lucros. Esta evolução fez com que se considerassem novas variáveis para determinação de rotas e setorização. Estes problemas tornaram-se mais complexos, exigindo a intervenção de meios computacionais batornaram-seados em métodos de apoio à decisão e de otimização na obtenção de resultados em problemas de roteamento.
Considerando o caso concreto da recolha e posterior distribuição de bens alimentares às IPSS, em adição à componente económica, inserem-se também fatores sociais e ambientais, que assumem um importante papel como variáveis dum sistema de apoio à decisão que resultará numa setorização e roteamento otimizado.
Capítulo 3
Caracterização do problema e solução
proposta
Neste capítulo será caracterizado o problema a abordar, nomeadamente a elaboração da ferramenta e a perspetiva de setorização tendo em consideração os critérios do agente decisor, sempre baseado nos três princípios da sustentabilidade para a escolha da melhor decisão.
Este caso de estudo contempla o enquadramento da ferramenta a problemas de apoio à decisão na alocação de doações esporádicas que proponha a melhor solução possível enquanto obedece a um conjunto de restrições específicas.
A ferramenta a desenvolver deverá ter a capacidade de trabalhar com um número avultado de instituições e de doadores, tendo como limitação apenas a tecnologia de localização GPS.
Após o enquadramento da realidade problemática, seguir-se-á a abordagem de resolução e estruturação das diferentes fases de funcionamento da ferramenta computacional de apoio à decisão.
3. Caracterização do problema
3.1.
Caracterização do problema
Uma instituição de solidariedade social tem como principal objetivo conseguir o maior impacto social possível com os recursos que tem, tentando chegar ao maior número de pessoas carenciadas possível dentro da sua capacidade.
Assim sendo, quanto mais otimizado for o processo logístico de recolha e distribuição de bens doados, mais eficiente é a organização e, consequentemente, maior impacto social tem.
O planeamento das rotas de recolha nem sempre é feito da forma mais eficiente, por vezes, fazem-se recolhas de donativos desprovidos de valor para a instituição ou fazem-seguem-fazem-se trajetos desadequados.
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No entanto, o que é desvalorizado por uma organização, pode possivelmente ser um bem em falta e de valor noutra organização. Será importante conciliar as necessidades de duas, ou mais organizações de solidariedade social, que partilhem a mesma área de operações, estabelecendo uma relação de cooperação e otimizando assim os recursos disponíveis e os donativos alimentares existentes. Tal meta passa sempre por maximizar o impacto social, diminuir o impacto ambiental (minimizar bens alimentares desperdiçados assim como emissões de gases de efeito de estufa) e o impacto económico (custo económico associado ao transporte dos bens), garantindo um desenvolvimento sustentável ao se considerar as três dimensões da sustentabilidade [5], [22].
Considera-se então que o problema se caracterizará pela setorização de áreas geográficas e pelo planeamento de rotas no transporte de géneros alimentares de instituições de solidariedade social em que existe a troca de doadores consoante as necessidades das mesmas. O problema envolverá diferentes critérios a atender conforme se explicará.
Neste contexto, existem dois tipos de doadores de bens alimentares, os doadores habituais e os pontuais. Os doadores habituais fazem doações periódicas (todas as semanas) em quantidades relativamente constantes de tipos de bens alimentares igualmente constantes (fruta, legumes, refeições cozinhadas, entre outros). Este grupo de doadores habituais é compostos por estabelecimentos e superfícies comerciais, cantinas sociais, cafés, restaurantes, padarias e confeitarias, entre outros locais que têm um acordo prévio de parceria com uma das instituições. Os doadores pontuais representam empresas de catering ou entidades organizadoras de eventos que entram em contacto com uma das instituições beneficiárias quando surge algum tipo de evento que origine excedentes alimentares.
Tal como mencionado anteriormente, no caso dos doadores pontuais, se a análise multicritério se verificar mais vantajosa para a outra organização, os doadores podem ser redirecionados e incluídos nas rotas da mesma.
Relativamente às rotas, convém que sejam definidas de forma equilibrada a nível temporal. Cada trajeto condicionado pelo tempo limite de viagem e pela capacidade máxima do veículo utilizado.
Na elaboração das rotas, far-se-á uso de uma função com pesos associados tanto à distância como ao tempo necessário para deslocação de um doador a outro.
A distância útil de recuperação para uma instituição é definida mediante a existência de três critérios. Uma alocação de um doador novo numa rota previamente estabelecida tem de ser economicamente viável, existindo um custo associado à deslocação extra e um benefício consoante a quantidade e o tipo de bens doados, sendo que, há um limite máximo de custo económico que a instituição se dispõe a investir no transporte duma doação.
Relativamente ao critério ambiental, é de salientar dois aspetos, as emissões de CO2 por parte do
veículo transportador e a quantidade de CO2 não lançado para a atmosfera com a recuperação dos
bens alimentares.
De acordo com o que foi previamente referido, o critério social é o mais difícil de definir. Como tal, os bens alimentares doados classificam-se em duas categorias gerais: produtos urgentes e produtos não urgentes. Esta classificação está diretamente relacionada com o facto dos produtos serem rapidamente perecíveis ou não.
Os produtos urgentes correspondem a refeições cozinhadas, alimentos que necessitam refrigeração, produtos com prazo reduzido de validade e alimentos considerados mais relevantes pelas instituições. Estes bens, devido ao prazo de validade reduzido devem ser escoados o mais
rapidamente possível de armazém, apesar de, por norma, serem também os alimentos mais procurados, o que faz com que se tente igualar a oferta destes alimentos à sua procura. É ainda de salientar que os veículos usados não são refrigerados.
Os produtos não urgentes são produtos com prazos de validade mais alargados, como conservas, que por norma existem em armazém, assim como produtos mais específicos que não são considerados essenciais para uma dieta equilibrada [23], tendo assim ambos menos valor para a instituição.
3.2.
Movimento Zero Desperdício e Refood
O Movimento Zero Desperdício e a Refood propõem contribuir para a redução significativa do desperdício alimentar existente em Portugal. Para atingir tal objetivo, passa-se pela criação de uma rede de parceiros sobre o papel de doadores e voluntários das organizações que facilitem o transporte de bens alimentares às instituições necessitadas.
Ao terem como parceiro o Serviço Intermunicipalizado de Gestão de Resíduos do Grande Porto (LIPOR), pretendem criar a ponte entre entidades detentoras dos resíduos (restaurantes, hipermercados, hotéis, etc.) e as instituições necessitadas, como é o caso das IPSS, as Misericórdias, assim como outras entidades solidárias como os restaurantes solidários da Câmara do Porto. Promovendo a redução do desperdício alimentar nas suas áreas geográficas e beneficiando pessoas necessitadas.
Tanto o Movimento Zero Desperdício como a Refood têm uma rede própria, mas individual e das quais não há conhecimento sobre a eficiência. Desta forma, destaca-se a relevância em otimizar ambas de forma integrada, mantendo, numa fase inicial a estrutura e identidade de cada uma. Com o surgimento diário de doações esporádicas é possível equilibrar as necessidades de cada um dos núcleos das organizações, otimizando também do ponto de vista da sustentabilidade.
Em alguns casos nas organizações, os bens alimentares enviados aos beneficiários variam em diversidade e quantidade consoante as doações recebidas no próprio dia. Esta característica, operacional aliada a um possível aumento de beneficiários das instituições, culmina numa lista de necessidades relativamente vagas e baseadas em estimativas e previsões.
3.2.1. Caracterização dos veículos utilizados
Para o transporte de alimentos, a Refood utiliza carrinhas de carga de grande dimensão e veículos ligeiros dos voluntários. Uma vez que células diferentes do Movimento Zero Desperdício utilizam veículos diferentes, de acordo com os dados obtidos junto da célula na junta de freguesia de Paranhos, onde há a utilização de veículos ligeiros de mercadorias do tipo Renaul Kangoo Maxi da data de 2017 como se pode ver na figura 3-1.
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Em termos de capacidade e características de consumo e emissões, de uma forma geral, os veículos utilizados diferem. Desta forma, seria possível definir as especificações para cada rota assim como as capacidades dos veículos, mas, de forma a simplificar a execução da ferramenta dum ponto de vista de simulação, utilizou-se os valores dum veículo que representa de forma geral a “média” desta realidade. O veículo que teremos como modelo de representação de transporte em ambas as instituições será, portanto Renault Kangoo Maxi da data de 2017, pois a capacidade de carga é intermédia entre veículos ligeiros de passageiros e as carrinhas de carga, assim como os consumos de combustível e emissões de CO2. No entanto, as rotas terão um valor de capacidade de carga e tempo
disponível no final de uma rota que será atualizado a cada alocação de um doador esporádico.
3.2.2. Acomodação das doações para transporte
Para o transporte de alimentos, o Movimento “Zero Desperdício” utiliza caixas com as dimensões 54cm x 30cm x 33.5cm igual à da figura 3-2.
No caso da Refood utilizam caixas térmicas como, por exemplo, os estafetas de entrega de alimentos com dimensões 40cm x 43cm x 35cm, havendo uma diferença de cerca de 10% de volume. Apesar de se trabalhar com os pesos dos alimentos, as dimensões das caixas são importantes para se poder fazer uma estimativa de quantas caberiam no veículo transportador e a respetiva capacidade de transporte. De acordo com as instituições, o espaço não é um fator limitativo nas rotas de recolha habituais, o que significa que existe espaço extra em todas as rotas. O espaço extra apesar de existir, não é infinito, o que faz com que seja importante quantificá-lo. Esta informação faz com que doações de elevadas dimensões se tornem impossíveis de aceitar por algumas células, no entanto, as doações esporádicas, sendo usualmente de dimensões menores, podem ser aceites por todas as instituições uma vez que os veículos por norma têm sempre capacidade suficiente.[24]
3.2.3. Rotas existentes
Devido a complicações com as organizações de voluntariado durante a pandemia do Covid-19 não foi possível obter as rotas atualizadas de cada uma das organizações. Posto este contratempo, foram simuladas doações e rotas baseadas em ocorrências passadas, assim como as doações esporádicas.
O programa vai simular tendo como dados, diferentes rotas para cada célula, rotas em que são recolhidos alimentos com características diferentes que podem ou não impor um limite na duração máxima de uma rota, habitualmente, a Refood limita as rotas a uma hora. Esse limite temporal é considerado com alguma margem para alocação de doadores esporádicos. Para tal assume-se que as recolhas são feitas em relativa simultaneidade.
Por norma, a capacidade máxima dos veículos não é posta em causa em instituições de maior dimensão, apenas a capacidade de refrigeração. Por vezes, as doações ao Movimento Zero Desperdício incluem produtos não alimentares e as rotas da Refood têm durações inferiores a uma hora. Nestes transportes são usadas caixas com capacidade de conservação térmica, o que faz com que a questão de diminuição do tempo de rota devido à presença de alimentos que requerem condições térmicas de conservação especiais se torne desprezável como ilustrado na figura 3-3. No entanto, considera-se uma capacidade máxima de alimentos para as diferentes rotas. Como as doações habituais são relativamente constantes é possível prever a capacidade de carga necessária para as rotas habituais, com esta informação, calcula-se a capacidade para alocar as doações esporádicas.
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As capacidades máximas por rota são estabelecidas tendo em conta que algumas das diferentes células tanto da Refood como do Movimento “Zero Desperdício” utilizam veículos dos próprios voluntários, como por exemplo, é o caso da célula Refood de Ermesinde e da célula Refood Foz do Douro, que utilizam veículos dos próprios voluntários, o que torna a capacidade máxima em algumas rotas relativamente limitada.
3.2.3.1. Refood Foz do Douro
Alguns exemplos de doadores presentes em algumas rotas da Refood Foz do Douro os seguintes:
ROTA A
• Ideias com Sabor, 21h - Rua Professor Mota Pinto, 12, Lj 23 - 5 CAIXAS COMIDA • Continente Bom Dia (Mota Pinto), 21h - Prof Mota Pinto
ROTA B
• Continente Bom Dia Pinhais (S.João da Foz), 21h – Rua João Barros, 265 Pinhais da Foz • Pingo Doce Marechal, 21h – Av. Marechal Gomes da Costa, 855
ROTA C :
• Casa Rocha, por volta das 22h e tal - Rua Senhora da Luz, 424
• Da Terra, 23h - Rua Doutor Afonso Cordeiro, 71, Matosinhos - 1/2 CAIXAS GRANDES SOPA. 4 PEQUENAS/ MÉDIAS DE COMIDA (equivalente a uma ou duas grandes)
ROTA D :
• Hotel Ipanema Porto, 22h30 – Rua do Campo Alegre, 156
• Tuela, 22h30 - R. Arquitecto Marques da Silva 200, 4150-483 Porto - Doador Esporádico • Treze, 23h30-24h % - Rua da Cerca, 440
Em termos de géneros alimentares, as superfícies comerciais de maior volume como supermercados, geralmente fazem doações mais volumosas e de maior variedade. Alimentos normalmente embalados (como salgados ou doces) ou take away (por exemplo, frango no churrasco). Nestas doações também estão presentes elevadas quantidades de pão.
No que toca a restaurantes, as quantidades variam muito com exceção da sopa que, por norma, é o bem alimentar mais abundante nestas doações.
3.2.3.2. Refood Maia Centro
Tabela 3-1 Rotas da Refood Maia Centro
Rota 1 Rota 2
Rota 3
Croissenteria Veneza Confeitaria Bela Maia
Restaurante Ranchão
Café Wimpy D.Pernil
Musaxi-Restaurante Japonês
Dona Mercearia Restaurante Baia
Tentação Bifanas 2
Confeitaria Brilhante Solar do Galo Paladares de Goa Pingo Doce Venepor Pão Quente Lavrador Restaurante Miramaia
Café Santiago Confeitaria Miramaia
Churrasqueira da Pinta Tradição Antiga Café Budeguita
A Refood Maia Centro utiliza um veículo comercial com capacidade de carga relativamente elevada na maioria das suas rotas, sendo que é uma instituição que opta por rotas mais extensas de forma a rentabilizar os meios que tem, o que faz com que o valor temporal das rotas seja variado, por vezes ultrapassando os 60 minutos habituais. Como estes valores variam de instituição para instituição, os limites temporais serão introduzidos no ficheiro organizations.txt que é um ficheiro essencial à execução da ferramenta onde contém as informações das organizações.
21
3.2.3.3. Movimento Zero Desperdício Paranhos
ROTA A • Serdial Cais 16 • Hosp. Lusiadas • FEUP • Hosp. S.Joao • Pingo Doce
Para além dos pontos de paragem evidenciados na rota, existem ainda alguns doadores menos frequentes. Estes doadores em vez de realizarem doações diárias, fazem doações duas vezes ou uma vez por semana. Esta instituição também tem alguns doadores esporádicos, mas constantes que apesar de não serem incluídos nos dados de simulação, são tidos em conta posteriormente para a setorização.
3.2.3.4. Movimento Zero Desperdício Maia
O Movimento Zero Desperdício da Maia trabalha bastante com supermercados Lidl o que faz com que as doações individuais de cada um sejam frequentemente na ordem dos 50kg de alimentos até 250 kg por doação.
Rota A:
• LIDL – Loja 482 – Porto – Pasteleira • LIDL – Loja 453 – Matosinhos • LIDL – Loja 457 – Matosinhos
• LIDL – Loja 277 – Matosinhos – Leça da Palmeira • LIDL – Loja 228 – Matosinhos – Senhora da Hora • LIDL – Loja 207 – Matosinhos – Monte dos Burgos
Rota B:
• LIDL – Loja 246 – Porto – Prof. Joaquim Bastos • LIDL – Loja 440– Maia – Moreira
• LIDL – Loja 431 – Maia – Vermoim • LIDL – Loja 255 – Maia – Nogueira • LIDL – Loja 231 – Maia – Brás Oleiro
• LIDL – Loja 500 – Porto – Av. Fernão de Magalhães • LIDL – Loja 423 – Porto – Avenida Camilo
3.2.4. Restaurantes solidários
Nos últimos 10 anos, o número de sem-abrigo que recorrem à ajuda alimentar de instituições, só na Baixa do Porto, duplicou. A Câmara Municipal do Porto criou restaurantes solidários de forma a dar resposta a esta realidade, sendo que o restaurante na Baixa alimenta cerca de 200 pessoas por noite [25].
No antigo Hospital Joaquim Urbano são rececionados bens alimentares não confecionados, que depois de cozinhados são distribuídos nos restaurantes solidários. Devido ao aumento de pessoas carenciadas a usufruir dos restaurantes solidários, verificou-se um aumento no consumo de bens alimentares e consequentemente um aumento na necessidade de doações de cariz alimentar não confecionado.
Desta maneira, como possível forma de aproveitar excedentes das instituições Refood e Movimento Zero Desperdício, alguns dos bens que forem adequados podem ser reencaminhados para a cozinha do Hospital Joaquim Urbano.
Com a inclusão dos restaurantes da Câmara Municipal do Porto nesta rede seria possível maximizar o reaproveitamento dos bens alimentares e possivelmente uma inclusão dos mesmos numa rede de cooperação mútua entre as diversas instituições inclusive ao nível da rede de doadores.
3.3.
Método de solução proposta
Perante o problema exposto, compreende-se a relevância e a necessidade em desenvolver uma solução computacional, uma Ferramenta de Apoio à Decisão, que avalie e proponha para cada doador esporádico, a necessidade relativa de cada instituição em relação à doação, e em que rota e posição da mesma a doação se insere ou não e em que rota e posição se deve inserir.
Pretende-se resolver o problema através da implementação de uma ferramenta computacional de Apoio à Decisão que permita, em conformidade com os três critérios de sustentabilidade, o planeamento de colheitas das doações esporádicas de géneros alimentares para instituições de solidariedade social. Este planeamento será efetuado com os dados disponibilizados pelo conjunto de instituições participantes, nomeadamente, as localizações dos centros de distribuição e rotas habituais assim como, um ficheiro com as necessidades e excedentes habituais pós recolha.
Para tal, calcula-se a distância do novo doador a cada ponto de cada rota, consideram-se os fatores económicos como as restrições do transporte consoante o tipo de alimento, condições de higiene e segurança alimentar e quantidade, capacidade do veículo transportador e capacidade de armazenamento das instituições que está dividido em armazenamento refrigerado e não refrigerado. Considera-se ainda, do ponto de vista do critério ambiental, as quantidades de CO2 emitidas na
ocorrência do desperdício alimentar e as emissões do veículo.
Pretende-se desta forma sugerir alocações e redirecionar as doações para onde são mais necessárias e mais próximas às células, procurando minimizar as distâncias normalmente percorridas satisfazendo as necessidades das instituições de acordo com os critérios, ou seja, setorizando as novas doações minimizando as deslocações desnecessárias.
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Ao incluir na abordagem ao problema uma análise de setorização, possibilita a comparação da cobertura atual dos setores de atuação das instituições de forma individual e fazer uma análise comparativa com a abrangência que teriam se colaborassem numa ótica de partilha de doadores.
Espera-se que a solução proposta vá permitir a cooperação entre instituições de solidariedade na recolha de alimentos, complementando-se doações umas das outras, uma vez que cada instituição tem excedentes provenientes dos seus próprios doadores, contribuindo assim para um menor desperdício alimentar e um maior impacto social por parte das instituições envolvidas, permitindo concluir sobre as vantagens de partilhar a rede de doadores.
3.3.1. Seleção da linguagem e do IDE
Como forma de encarar o problema apresentado, desenvolveu-se um programa em linguagem Python, sendo esta caracterizada por ser de alto nível orientada ao processamento de texto e dados científicos, privilegiando a facilidade e legibilidade do código.[26]
O ambiente de desenvolvimento integrado foi o Microsoft Visual Studio, devido à sincronização com o Github e à facilidade de instalação de bibliotecas.
A utilização do Github permite a gravação constante do código desenvolvido numa cloud, desta forma evitando percalços que possam afetar a integridade do trabalho realizado. Em adição a essa vantagem, o Github permite também recuperar versões anteriores do programa na eventualidade de ser necessário recomeçar a partir de uma versão anterior.
3.3.2. Arquitetura do programa
A arquitetura do programa desenvolvido consiste em diferentes blocos de código e inputs do programa que partilham uma ligação entre si como demonstrado na Figura 3-4.
Figura 3-4 Arquitetura do programa
3.3.3. Entradas do programa
O programa desenvolvido necessita de três ficheiros de entrada, os quais fornecem as informações inseridas pelos utilizadores necessárias ao seu funcionamento. Estas informações são referentes à componente logística das organizações, desde o roteamento de veículos até à capacidade de armazenamento e gestão de necessidades e stock excedente.
Existe ainda a informação sobre as prioridades de utilização da ferramenta relativamente aos três pilares da sustentabilidade, os critérios nos quais as sugestões de alocação serão baseadas. Esta informação é armazenada para utilizações futuras, uma vez que a sua alteração será como propósito de adaptação à realidade operacional que se vai mutando.
3.3.3.1. Organizations.txt
Este ficheiro corresponde a uma lista de tabelas que contêm a informação sobre as instituições, nomeadamente a identificação de cada uma, as coordenadas e a capacidade de armazenamento refrigerado e não refrigerado.
25
Dentro da informação de cada célula também se encontram as rotas, o tempo do percurso das mesmas e o tempo limite de cada uma das rotas. Sobre as rotas, tem-se ainda as informações dos doadores que compõe cada uma, informações como nome e coordenadas dos doadores (pontos de paragem do percurso), assim como capacidade de carga disponível.
3.3.3.2. Config.txt
O ficheiro de texto contém uma predefinição para os valores dos pesos relativos de cada um dos pilares da sustentabilidade em que os critérios de decisão são baseados (ambiental, económico e social), ou no caso de não ser a primeira utilização, guarda uma possível alteração efetuada pelo utilizador numa sessão anterior.
3.3.3.3. “needs_and_stock.txt”
Ficheiro com lista discriminada de stock, excedentes habituais e necessidades mais comuns da organização de solidariedade em causa. A lista contém necessidades e excedentes habituais de todas as organizações e as respetivas células.
Tanto o stock de excedentes como as necessidades são compostas pelos diversos géneros alimentares que habitualmente são recolhidos nas diversas rotas da Refood e do Movimento Zero Desperdício. Os géneros alimentares encaixam-se em duas categorias consoante a sua relevância social, ou seja, a importância destes alimentos na elaboração de uma refeição e a sua escassez habitual.
Tabela 3-2 Tipos de alimentos nas necessidades e stock excedente
Tipo de alimento
Peixe cozinhado
Carne cozinhada
Vegetariano cozinhado
Acompanhamentos
Sopa
Legumes
Fruta
Carne
Peixe
Enlatados
Laticínios
Pão
Doces
É importante salientar que, os valores de armazenamento refrigerado e não refrigerado são afetados pela flutuação dos géneros alimentares excedentes e das necessidades da instituição, na medida em que quando uma alocação é efetuada, diminuindo as necessidades, a disponibilidade de armazenamento diminui. Da mesma forma, a disponibilidade de armazenamento aumenta quando uma instituição, a partir dos seus excedentes, abastece outra instituição sobre a forma de doação esporádica.
3.3.4. Leitura de dados
Neste bloco de código fazem-se as leituras dos dados dos diversos ficheiros e tratamento de dados nas respetivas estruturas através de rotinas diferentes. Procedimentos que incluem o tratamento de necessidades e stock excedente das instituições inserem-se numa rotina própria, enquanto que as coordenadas geográficas, características das rotas com os pontos de paragem estão presentes em rotinas separadas e a leitura de pesos noutra.
3.3.5. Menu
É através deste bloco de código que ocorre a primeira interação com o utilizador. Imediatamente após o arranque do programa e à execução do bloco Leitura de dados, é apresentado ao utilizador um menu que permite selecionar uma das seguintes opções:
1. Definir pesos relativos dos critérios
2. Escoar excedentes para restaurantes solidários
3. Não executar redistribuição de excedentes entre instituições 4. Continuar e adicionar doadores esporádicos
Para a primeira opção é utilizado o bloco de código Pesos em que se altera os valores preestabelecidos em sessões anteriores e guardam-se esses valores num ficheiro de texto para posteriores utilizações.
Ao escolher a segunda opção, no fim do programa, é gerado um documento texto com uma lista de excedentes de cada célula a doar à cozinha dos restaurantes sociais.
Se o utilizador selecionar a terceira opção, as instituições não são consideradas como doadores esporádicos umas das outras consoante os respetivos stocks de excedentes e necessidades.
Com a escolha da quarta e última opção correm os blocos de código Doadores esporádicos, Mapquest, Matriz escolha, Rotina de alocação e Update de stock.
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3.3.6. Pesos
Este bloco de código consiste numa série de funções que utiliza os valores logísticos de uma possível alocação como necessidades satisfeitas, distância, características do transporte de forma a obter os valores de cada um dos critérios para a doação em causa.
3.3.7. Doadores esporádicos
É neste bloco de código que se faz a receção dos doadores esporádicos introduzidos pelo utilizador assim como o conteúdo da doação que são associados. Estes dados são guardados à medida que são recebidos numa estrutura para posterior análise e possível alocação numa rota de uma instituição.
Caso exista a decisão de incorporar os excedentes das instituições como doações esporádicas a outras instituições dentro da rede, é executada uma rotina de acoplamento da morada das mesmas à estrutura que contêm os endereços e as informações das outras doações.
3.3.8. Mapquest
Neste bloco de código faz-se a comunicação com as API do Mapquest. De forma a aceder a estas APIs é necessário adquirir previamente uma chave autenticada que permita o acesso às ferramentas de mapeamento através de coordenadas gps [27].
O Mapquest disponibiliza uma consola em que podem ser consultados dados referentes ao projeto como o número de utilizações diárias e mensais de forma a controlar a frequência de utilização no caso de o utilizador não ter adquirido o pacote de utilizações ilimitadas. Esta consola pode ser vista na figura 3-5.
