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Título: Modelo híbrido de apoio à tomada de decisão para direcionar resíduos sólidos industriais no estabelecimento de simbiose industrial
Título(s) alternativo(s): Support hybrid model for decision making to direct industrial solid waste in the establishment of industrial symbiosis
Autor(es): Guedes, Gisele Bortolaz
Orientador(es): Borsato, Milton
Palavras-chave: Ecossistemas - Aplicações industriais
Resíduos industriais
Processo decisório
Desenvolvimento sustentável
Simulação (Computadores)
Modelos matemáticos
Biotic communities - Industrial applications
Factory and trade waste
Decision making
Sustainable development
Computer simulation
Mathematical models
Data do documento: 9-Dez-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: GUEDES, Gisele Bortolaz. Modelo híbrido de apoio à tomada de decisão para direcionar resíduos sólidos industriais no estabelecimento de simbiose industrial. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.
Resumo: A instabilidade global, reflexo do aumento da demanda por recursos naturais e da geração de resíduos industriais, é frequentemente associada aos sistemas industriais, cujos objetivos principais são o aumento da capacidade produtiva e a redução de custos. Frente a este panorama, identifica-se a necessidade de alterações no desenvolvimento de estratégias e no modo de operação das organizações com foco no desenvolvimento sustentável. Os ecossistemas industriais visam alcançar os objetivos de sustentabilidade através de relações simbióticas. Para o estabelecimento de ligações industriais simbióticas, as trocas físicas de materiais, especialmente de resíduos industriais, são extremamente importantes, pois reduzem o consumo de recursos e minimizam a geração destes resíduos. Desta forma, é necessário o desenvolvimento de mecanismos e novas tecnologias capazes de apoiar a minimização dos impactos decorrentes da disposição dos resíduos industriais no meio ambiente. Neste contexto, a presente pesquisa objetiva o desenvolvimento de um modelo de apoio à tomada de decisão para direcionar os resíduos sólidos industriais no estabelecimento de simbiose industrial. Como framework metodológico para condução desta pesquisa foi adotado o Design Science Research (DSR), centrado no objetivo da solução. O modelo desenvolvido é híbrido, pois envolve os paradigmas de modelagem para sistemas dinâmicos e complexos: baseado em agentes e dinâmica de sistemas. Para tanto, a modelagem adota uma abordagem de entradas e saídas focada no fluxo de materiais, com escopo e limite de sistema que compreendem uma perspectiva geográfica e setorial. O modelo permite a criação de três cenários, os quais estão associados à teoria de evolução de ecossistemas industriais. Além disso, permite atender o nível de simbiose entre indústrias organizadas virtualmente em uma região mais ampla. A modelagem foi demonstrada através de uma simulação para o contexto do Estado do Paraná. A ferramenta adotada na etapa de demonstração foi o Anylogic 8. O modelo híbrido simulado apoia à tomada de decisão ao fornecer informações referentes aos impactos econômicos e ambientais gerados por cada cenário. Assim, pretende-se com esta pesquisa colaborar tanto com a minimização da problemática ambiental, e por consequência social, ao propiciar a redução da exploração de recursos naturais, da geração de impactos ao meio ambiente e à saúde humana; quanto com a minimização dos problemas econômicos, ao racionalizar o uso de recursos, melhorar a gestão dos resíduos, apoiar a tomada de decisão e melhorar a competitividade. Ressalta-se ainda que esta pesquisa tem como intuito contribuir com a evolução do conhecimento científico no âmbito da manufatura sustentável.
Abstract: Global instability, reflecting increased demand for natural resources, industrial waste generation and reduced human resource expenditures, is often associated with industrial systems, whose main objectives are to increase production capacity and reduce costs. This scenario identifies the need for changes in the development of strategies and in the mode of operation of organizations focused on sustainable development. Industrial ecosystems, through the symbiotic relationship of industries, aim to achieve sustainability goals. For the establishment of symbiotic industrial connections, physical exchanges of materials, especially industrial waste, are extremely important, since they reduce the consumption of resources and minimize the generation of these wastes. In this way, it is necessary to develop mechanisms and new technologies capable of supporting the minimization of the impacts arising from the disposal of industrial waste in the environment. In this context, this research aims to develop a decision support model to direct industrial solid waste in the establishment of industrial symbiosis. As methodological framework for conducting this research was adopted Design Science Research (DSR), centered on the solution goal. The developed model is hybrid because it involves the modeling paradigms for dynamic and complex systems: agent-based and system dynamics. To this end, the modeling adopts an input and output approach focused on material flow, with scope and system boundary that includes a geographical and sectoral perspective. The model allows the conception of three scenarios, which are associated with the industrial ecosystems evolution theory. Besides, it allows meeting the level of symbiosis between industries organized virtually across a wider region. A simulation was conducted to demonstrate the model in the Paraná State context. The tool adopted in the demonstration step was Anylogic 8. The simulated hybrid model supports decision making by providing information regarding the economic and environmental impacts generated by each scenario. Thus, it is intended with this research to collaborate both with the minimization of the environmental problematic, and consequently social, by providing the reduction of the exploitation of natural resources, the generation of impacts on the environment and human health; as with minimizing economic problems, by rationalizing resource use, improving waste management, supporting decision making, and improving competitiveness.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4787
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