Desarrollo de estrategias de optimización para la gestión de redes de recolección de envases vacíos de fitosanitarios

Abstract

Debido al aumento del uso de productos fitosanitarios en la producción agropecuaria argentina, se ha generado una gran cantidad de envases vacíos de estos productos, lo que representa un riesgo para las personas y el medio ambiente. En Argentina esa cifra representa alrededor de 20 millones de envases vacíos al año, lo que equivale aproximadamente a 17 mil toneladas de plástico. El 60% de estos envases los genera la provincia de Buenos Aires (pBA). La Ley Nacional Nº 27.279 de Presupuestos Mínimos de Protección Ambiental para la Gestión de Envases Vacíos de Fitosanitarios (EVFs) sancionada en 2016 para abordar este problema, entre otros aspectos establece claramente la estructura del problema objeto de estudio en esta tesis, definiendo que los sistemas de gestión se dividirán en tres etapas: del usuario al centro de acopio transitorio (CAT), del CAT al operador y del operador a la industria. Sin embargo, en 2020, solo el 8,22% de los envases se gestionaron de manera adecuada, por lo que los desarrollos de esta tesis esperan poder contribuir a lograr ese objetivo. Ante este problema ambiental, este trabajo de investigación busca proponer estrategias de optimización para la gestión de redes de recolección de EVFs. El objetivo es desarrollar herramientas computacionales basadas en modelos matemáticos de optimización para apoyo a la toma de decisiones en el proceso de diseño y operación de la red de recolección y disposición de los envases. La tesis consta de dos partes. En la primera se presenta el contexto del problema y los conceptos relacionados con los productos fitosanitarios y los envases vacíos. Luego, se discute la Ley Nacional Nº 27.279 y su aplicación en la pBA. En la segunda parte de la tesis se presentan las dos herramientas desarrolladas, que se denominan OptiLOC y OptiRUT. El objetivo de OptiLOC es definir la localización, tamaño y período de apertura de los CATs y Plantas de Reciclaje de Plástico, como así también, la localización de los Puntos de Recolección Itinerante, a lo largo de un horizonte de planificación de 10 años. El objetivo de OptiRUT por su parte, es diseñar los circuitos óptimos mensuales para el transporte de EVFs entre dichas unidades y determinar el número mínimo de vehículos necesarios para efectuar la recolección. Finalmente, se presentan los resultados de las herramientas, que muestran que se pueden obtener importantes mejoras en la eficiencia de la gestión de los EVFs mediante la optimización de la red de recolección y disposición de los mismos. El potencial de ambas herramientas radica en que, a partir de esta primera versión, se pueden incorporar aquellas cuestiones de aplicación práctica que los potenciales usuarios de los modelos necesiten, así como también modificar fácilmente los parámetros de entrada y de esta forma estudiar distintos escenarios y alternativas de gestión de los EVFs. En conclusión, la tesis doctoral ofrece una solución práctica y concreta para abordar el problema de la gestión de los EVFs en la pBA y puede ser aplicable a otras regiones con problemas similares.

Due to the increased use of phytosanitary products in agricultural production in Argentina, a large number of empty containers of these products has been generated, which represents a risk for people and the environment. In Argentina, this figure represents about 20 million empty containers per year, which is equivalent to approximately 17 thousand tons of plastic. The province of Buenos Aires (pBA) generates 60% of these containers. National Law No. 27,279 on Minimum Environmental Protection Budgets for the Management of Empty Phytosanitary Containers (EVFs) sanctioned in 2016 to address this problem, among other aspects clearly establishes the structure of the problem under study in this thesis, defining that management systems will be divided into three stages: from the user to the transitory collection center (CAT), from the CAT to the operator and from the operator to the industry. However, in 2020, only 8.22% of the containers were properly managed, so the developments in this thesis hope to contribute to achieving that goal. Faced with this environmental problem, this research work seeks to propose optimization strategies for the management of EVFs collection networks. The objective is to develop computational tools based on mathematical optimization models to support decision-making in the process of design and operation of the collection network and disposal of containers. The thesis consists of two parts. In the first part, the context of the problem and the concepts related to phytosanitary products and empty containers are presented. Then, the National Law No. 27,279 and its application in the pBA is discussed. In the second part of the thesis, the two tools developed, called OptiLOC and OptiRUT, are presented. The objective of OptiLOC is to define the location, size and opening period of CATs and Plastic Recycling Plants, as well as the location of Itinerant Collection Points, over a 10-year planning horizon. The objective of OptiRUT is to design the optimal monthly circuits for the transport of EVFs between these units and to determine the minimum number of vehicles necessary to carry out the collection. Finally, the results of the tools are presented, which show that significant improvements in the efficiency of EVFs management can be obtained by optimizing the EVFs collection and disposal network. The potential of both tools lies in the fact that, from this first version, it is possible to incorporate those practical application issues that the potential users of the models may need, and to easily modify the input parameters and thus study different scenarios and alternatives for EVFs management. In conclusion, the doctoral thesis offers a practical and concrete solution to address the problem of EVFs management in the pBA and may be applicable to other regions with similar problems.