Centro logístico de cadeia de frio Modelo ao vivo

Você gerencia a doca e a câmara fria de um centro de distribuição de produtos sensíveis à temperatura, como vacinas. Cada porta aberta deixa entrar ar quente, cada caminhão na fila é carga à espera, e o produto tem que ficar entre 2 °C e 8 °C.

O que vai aprender

Simulador

Tempo 0 min
Temperatura do produto 5,0 °C · Caminhões à espera 0 · Tempo de espera do caminhão 0 min❄ 5,0 °C · 📦 5,0 °C · ⚡ 0,0 kW···✕✕✕🚚 0 · ⏱ 0 min
  • Porta livre
  • Descarregando (porta aberta)
  • Caminhão à espera
  • Caminhão frigorífico com defeito

Controles

Cada porta com equipe descarrega um caminhão de cada vez — e deixa entrar ar quente enquanto está aberta.

Dentro da faixa 2–8 °C. Mais baixo dá mais margem, mas consome mais energia.

Dois compressores, 40 kW de resfriamento cada.

Reduzem a infiltração de ar quente pelas portas abertas; os ventiladores consomem alguma energia.

Passa o caminhão com a unidade de refrigeração falhada para o início da fila.

Indicadores

Temperatura do produto
5,0°C
normal
Tempo de espera do caminhão
0min
normal
Excursão de temperatura
0,00°C·h
normal
Carga do caminhão frigorífico com defeito
4,0°C
normal
Ar da câmara fria5,0 °C
Tempo de equipe (horas-porta com equipe)0,5 h
Caminhões à espera0
Utilização das docas0 %
Potência de refrigeração0,0 kW

Tendência

Temperatura do produto: — °C14,00,0

Cenários de crise

Nível 1 · Falha de compressor num dia quente

33 °C no exterior, caminhões chegando de forma contínua, quatro portas abertas para descarga. Um dos dois compressores está prestes a falhar. Mantenha as vacinas dentro de 2–8 °C.

  • Produto nunca acima de 8 °C
  • Ar da câmara fria nunca acima do pré-alarme de 7 °C (configuração do local — premissa)
  • Espera média do caminhão ≤ 60 min

Nível 2 · Pico de feriados

Quatro horas após o início de um dia de operação de 14 horas, começa o pico de fim de ano: durante sete horas chegam 7 caminhões por hora em horários agendados — mais que o dobro dos 3 habituais — e apenas três portas têm equipe. Os motoristas agendados têm horário marcado, então a espera média precisa ficar em 20 minutos ou menos. Há equipes de doca extras de sobreaviso, mas o orçamento de horas extras cobre 68 horas-porta com equipe no dia. Abra portas suficientes a tempo — sem cozinhar a câmara fria numa tarde de 33 °C.

  • Espera média do caminhão ≤ 20 min a partir do pico (horários agendados — limite rígido)
  • Produto nunca acima de 8 °C
  • Potência média de refrigeração ≤ 55 kW
  • Tempo de equipe ≤ 68 horas-porta (orçamento de horas extras — premissa)

Nível 3 · Falha de frigorífico no pátio

Doze caminhões já estão esperando e apenas duas portas têm equipe. Então a unidade de refrigeração de um caminhão no fim da fila pifa — num calor de 35 °C.

  • Carga do caminhão frigorífico com defeito nunca acima de 8 °C
  • Produto da câmara nunca acima de 8 °C
  • Espera média do caminhão ≤ 90 min

Base — o modelo por trás dos números

Todas as relações que o simulador usa, com a respetiva fonte. As constantes marcadas como pressupostos são calibrações ilustrativas.

Balanço térmico da câmara fria: paredes e portas abertas trazem calor, a refrigeração retira-o.
C · dT/dt = UA·(T_out − T) + Q_door − Q_refrig[3][2]Premissa: massa térmica, condutância das paredes e das portas, tamanho dos compressores e tempo de serviço são valores ilustrativos.
A infiltração pelas portas cresce com o número de portas abertas e a diferença de temperatura; as cortinas de ar reduzem-na.
Q_door = n_open · 0.6 · 1.2 kW/K · (T_out − T) · (1 − 0.7·curtain)[2]Premissa: massa térmica, condutância das paredes e das portas, tamanho dos compressores e tempo de serviço são valores ilustrativos.
Eficiência da refrigeração como fração do limite de Carnot.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap) [K][4]
A temperatura do núcleo do produto acompanha o ar com um atraso de duas horas.
T_product(t+Δt) = T_room + (T_product − T_room)·e^(−Δt/2h)[3]
Excursão: graus-hora fora da faixa de armazenamento 2–8 °C (demasiado quente ou a congelar).
excursion = Σ max(0, T − 8, 2 − T) · Δt [°C·h][1]
Outras constantes de funcionamento usadas pelo modelo.
cold room 60 MJ/K, walls 0.6 kW/K · door open 60 % of unloading · air curtain −70 % infiltration, +3 kW fan per busy door · 2 × 40 kW compressors, −1 %/K above 32 °C · 4 kW per busy door (levellers, lights) · failed reefer τ = 3 h · scenario site settings: cold-room pre-alarm 7 °C, overtime budget 68 door-hours per 14 h day · booked trucks miss 5 % of slots · unloading Erlang-2Premissa: massa térmica, condutância das paredes e das portas, tamanho dos compressores e tempo de serviço são valores ilustrativos.
Os caminhões sem agendamento chegam aleatoriamente, os agendados em seus horários marcados (alguns perdem o horário), e as portas os atendem em paralelo. O tempo de espera segue a lei de Little: a fila dividida pelos caminhões efetivamente descarregados por hora na última hora, então uma fila inalterada não salta quando a taxa de chegada muda.
arrivals ~ Poisson(λΔt) + booked slots (5 % no-show), service ~ Erlang-2 (mean 45 min), c staffed doors; X = n_busy / 45 min (smoothed, τ = 1 h); W_q = L_q / X[6][5]
Tempo de equipe: cada porta com equipe é paga, haja ou não um caminhão nela.
crew time = Σ c_staffed · Δt [door-hours]

Aleatoriedade: um gerador mulberry32 com semente; distribuições usadas — uniforme, exponencial (inversa da CDF), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). A semente é apresentada e compartilhável.

Fontes

  1. PAHO — Cold chain: vaccines are stored and transported between +2 °C and +8 °C — Pan American Health Organization
  2. ASHRAE Handbook — Refrigeration, ch. 24 Refrigerated-Facility Loads (door infiltration, Gosney–Olama model; air curtains) — ASHRAE, 2022
  3. F. P. Incropera et al. — Fundamentals of Heat and Mass Transfer: lumped capacitance — Wiley, 2011
  4. Y. A. Çengel, M. A. Boles — Thermodynamics: Carnot COP of refrigerators — McGraw-Hill, 2019
  5. J. D. C. Little — A Proof for the Queuing Formula L = λW — Operations Research 9(3), 1961
  6. D. Gross, C. M. Harris — Fundamentals of Queueing Theory (M/M/c) — Wiley, 2008

Quem faz isso profissionalmente

Modelo educativo — não para decisões operacionais. Os locais reais calibram cada constante para seu próprio equipamento e dados.