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quinta-feira, 21 de janeiro de 2010

UTILIZAÇÃO DE MODELOS DE FILAS E DE SIMULAÇÃO NO PLANEJAMENTO DE TERMINAIS MARÍTIMOS DE CONTÊINERES


Portos são importantes pontos de transferência de carga no comércio internacional. Antigamente não havia, nos portos, nítida separação por tipo de carga como existe hoje: carga geral, contêineres, óleo e derivados, granéis sólidos, etc. Isso porque a manipulação da carga era relativamente homogênea. A carga geral era transportada em caixas de madeira ou avulsas, os grãos em sacas, etc. Dessa forma, a manipulação da carga, tanto no embarque, como no desembarque, era efetuada por estivadores braçais, numa operação padrão e sem grandes recursos tecnológicos.

Em razão do porte restrito dos navios, do maior número de operadores marítimos, e da quantidade expressiva de consignatários, o processo de chegadas dos navios no porto mostrava forte aleatoriedade e independência estatística entre eventos. Assim, o intervalo entre
chegadas de navios era quase sempre regido por distribuições exponenciais negativas. Por outro lado, a variedade de tipos de carga, com quantidades e taxas de embarque/desembarque bastante diversas, fazia com que os tempos de permanência dos navios nos portos também fossem regidos por distribuições exponenciais negativas.

Em terceiro lugar, não havendo separação de berços por categorias distintas de carga como ocorre hoje (contêineres, por exemplo), o número de berços alocados aos navios era bem maior. Todos esses f
atores favoreciam a utilização da fila M/M/c para analisar e estimar os tempos de espera dos navios num porto, para a qual o tratamento matemático é mais simples (Saaty, 1961; Page, 1972; Novaes, 1975; Fogliatti e Mattos, 2007).

Com a evolução observada no transporte marítimo internacional, e conseqüentemente nos portos, essa característica, no que se refere à escolha do modelo de filas mais apropriado, mudou acentuadamente. Isso porque as operações portuárias de hoje apresentam grau de complexidade bem maior (Günther e Kim, 2005; Kim e Günther, 2007; Shuldt e Werner, 2007). De fato, há fatores que geram tempos de espera dos navios e que não são computados nos modelos de filas tradicionais. Por exemplo, muito embora o número de berços (representado por c nas nossas análises) seja um elemento fundamental nos modelos de filas, muitas vezes um navio de maior porte não pode atracar de imediato, embora teoricamente haja um berço disponível, porque o comprimento de seu casco é maior do que a extensão disponível ao longo do cais.

Há também casos em que os contêineres para embarque não são corretamente estivados junto ao berço, ou quando há acúmulo de contêineres desembarcados junto ao navio, ocasionando esperas imprevistas. Muito embora os portos modernos tenham procurado sanar tais deficiências, o planejamento de um novo terminal ou a expansão de um terminal existente exige, muitas vezes, um maior detalhamento do processo de análise.

Uma forma de contornar essas limitações é utilizar modelos de simulação, envolvendo o navio, o cais e o processo de transferência de contêineres entre o navio e o pátio de armazenagem (Kozan, 1997; Kia e Ghotb, 2002; Shabayek e Yeung, 2002; Huang et al., 2007). A utilização da simulação na análise de terminais portuários de contêineres se justifica no estudo de situações presentes, onde são levantados todos os parâmetros que regem a operação portuária, permitindo assim uma melhor representação das condições atuais no dimensionamento do porto.

Permite também analisar alternativas operacionais, tais como aumento de berços e ampliação do cais, instalação de novos equipamentos de transbordo e de transferência entre cais e pátio, etc. No entanto, como o planejamento portuário deve cobrir horizontes longos (20 anos, ou mais), fica muito difícil definir, com razoável precisão, as práticas reais vigentes em prazos muito longínquos, bem como os parâmetros futuros do processo ao se estruturar os modelos de simulação.

O que ocorre na prática é a definição de um cenário atual, que incorpora as melhorias apontadas pelo modelo, e repetindo tal cenário para os horizontes futuros, adotam-se as ampliações de capacidade do terminal de forma a acompanhar a evolução da demanda projetada. Com isso, a simulação de situações futuras com horizontes muito longos está sujeita a erros apreciáveis em função da precariedade dos dados. Assim, seu uso se justifica em análises de viabilidade econômica para prazos curtos.

Àqueles que tiverem interesse neste artigo por completo, poderão verirficar a simulação realizada onde concluimos que é melhor especificar metas operacionais para serem alcançadas pelos administradores do porto em horizontes pré-definidos, metas essas baseadas nas práticas bem sucedidas observadas em portos internacionais equivalentes, num processo de benchmarking. O presente trabalho discute tais aspectos e formaliza uma aplicação parcial ao Tecon do porto de Rio Grande, RS.



Agradecimento
Esta pesquisa foi apoiada financeiramente pelo CNPq/Fapesc, Projeto 1.0810-00684.0/684 (Pronex).
Referências bibliográficas

Günther, H.O.e Kim, K. H. (eds.) (2005) Container terminals and automated transport systems. Springer, Berlin.
Fogliatti, M. C. e N. M. C. Mattos (2007) Teoria de Filas. Interciência, Rio de Janeiro.

Huang, W. C.; T. C. Kuo e S. C. Wu (2007) A comparison of analytical methods and simulation for container terminal planning. Journal of Chinese Institute of Industrial Engineers, v. 24, n. 3, 200-209.

Kia, A. e S. F. Ghotb (2002) Investigation of port capacity under a new approach by computer simulation. Computers & Industrial Engineering, v. 42, p. 533-540.
Kim, K.H. e Günther, H.O.(eds.) (2007) Container terminals and cargo systems. Springer, Berlin.

Kozan, E. (1997) Comparison of analytical and simulation planning models of seaport container terminals. Transportation Planning and Technology, v. 20, p. 235-248.

Novaes, A. G. N. (1975) Pesquisa operacional e transportes: modelos probabilísticos. McGraw-Hill do Brasil, São Paulo.
Saaty, T.L. (1961) Elements of Queueing Theory, McGraw-Hill, New York.
Shabayek, A. A. e W.W. Yeung (2002) A simulation model for the Kwai Chung container terminals in Hong Kong. European Journal of Operational Research, v. 140, p. 1-11.
Shuldt, A. e S. Werner (2007) Towards Autonomous Logistics: Conceptual, Spatial and Temporal Criteria for Container Cooperation, In: Haasis, H.D.; Kreowski, H.J. e Scholz-Reiter, B. (eds.) Dynamics in Logistics, Berlin, Springer, p. 313-320.

Artigo científico apresentado no Encontro da Associação Nacional de Pesquisa e Ensino em Transportes (ANPET) em novembro de 2009 pelos autores: Antonio Galvão Novaes, Vanina Macowski Durski Silva, Hobed Rosa.

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