Centro logístico de cadeia de frio Modelo em tempo real

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

O que vai aprender

Simulador

Tempo 0 min
Temperatura do produto 5,0 °C · Camiões à espera 0 · Tempo de espera do camião 0 min❄ 5,0 °C · 📦 5,0 °C · ⚡ 0,0 kW···✕✕✕🚚 0 · ⏱ 0 min
  • Porta livre
  • A descarregar (porta aberta)
  • Camião à espera
  • Frigorífico avariado

Controlos

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

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

Dois compressores, 40 kW de arrefecimento cada.

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

Passa o camião com a unidade de refrigeração avariada para o início da fila.

Indicadores

Temperatura do produto
5,0°C
normal
Tempo de espera do camião
0min
normal
Excursão de temperatura
0,00°C·h
normal
Carga do frigorífico avariado
4,0°C
normal
Ar da câmara frigorífica5,0 °C
Tempo de equipa (horas-porta com pessoal)0,5 h
Camiões à espera0
Utilização das docas0 %
Potência de refrigeração0,0 kW

Tendência

Temperatura do produto: — °C14,00,0

Cenários de crise

Nível 1 · Avaria de compressor num dia quente

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

  • Produto nunca acima de 8 °C
  • Ar da câmara frigorífica nunca acima do pré-alarme de 7 °C (definição do local — pressuposto)
  • Espera média do camião ≤ 60 min

Nível 2 · Pico de feriados

Quatro horas depois do início de um dia de operação de 14 horas, começa o pico das festas: durante sete horas chegam 7 camiões por hora em janelas marcadas — mais do dobro dos 3 habituais — e apenas três portas têm pessoal. Os motoristas com marcação têm horários fixos, por isso a espera média tem de ficar em 20 minutos ou menos. Há equipas de doca extra de prevenção, mas o orçamento de horas extraordinárias cobre 68 horas-porta com pessoal para o dia. Abra portas suficientes a tempo — sem cozinhar a câmara frigorífica numa tarde de 33 °C.

  • Espera média do camião ≤ 20 min a partir do pico (horários marcados — limite rígido)
  • Produto nunca acima de 8 °C
  • Potência média de refrigeração ≤ 55 kW
  • Tempo de equipa ≤ 68 horas-porta (orçamento de horas extraordinárias — pressuposto)

Nível 3 · Avaria de frigorífico no pátio

Doze camiões já estão à espera e apenas duas portas têm pessoal. Depois a unidade de refrigeração de um camião no fim da fila avaria — com 35 °C de calor.

  • Carga do frigorífico avariado nunca acima de 8 °C
  • Produto da câmara nunca acima de 8 °C
  • Espera média do camião ≤ 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 frigorífica: paredes e portas abertas trazem calor, a refrigeração retira-o.
C · dT/dt = UA·(T_out − T) + Q_door − Q_refrig[3][2]Pressuposto: massa térmica, condutância das paredes e das portas, dimensão 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]Pressuposto: massa térmica, condutância das paredes e das portas, dimensão 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 gama 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-2Pressuposto: massa térmica, condutância das paredes e das portas, dimensão dos compressores e tempo de serviço são valores ilustrativos.
Os camiões sem marcação chegam aleatoriamente, os marcados nas suas janelas horárias (alguns falham-nas), e as portas atendem-nos em paralelo. O tempo de espera segue a lei de Little: a fila dividida pelos camiões efetivamente descarregados por hora na última hora, pelo que 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 equipa: cada porta com pessoal é paga, haja ou não um camião 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 partilhável.

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 isto profissionalmente

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