Con una muy buena parte de información que es pública, la eafitense hizo un inventario de todas las posibles tecnologías, los combustibles usados y las emisiones asociadas. Además, del consumo energético requerido para producir una tonelada de cemento.

“El problema genérico de negociación entre beneficios ambientales y económicos, en el diseño de un sistema de producción, encuentra en los clásicos conjuntos de Pareto asociados a la solución de los  problemas multiobjetivo su más clara representación”, acota la doctora en Ingeniería. Por eso, en lo que se refiere al mejoramiento ambiental de las cadenas de suministro, esa estructura multiobjetivo se ha aplicado a la gestión de los procesos de manufactura y al diseño de la red logística. O de ambos elementos de forma simultánea para reconocer así su compleja interacción. 

“En el planeta se siguen operando sistemas de producción ineficientes y tecnologías obsoletas en la industria cementera”: Mario Vélez.

¿Por qué el cemento?

El objeto de estudio de la cadena de suministro de las cementeras es particularmente interesante por tres razones. Primero, contribuye con el 5 por ciento de las emisiones globales de gases con efecto invernadero. Segundo, su ineficiencia global ha sido cuantificada, estimando un potencial de ahorro energético superior al 30 por ciento del consumo actual. Y, tercero, el cemento es un producto de muy alto consumo y la demanda es creciente en países en vías de desarrollo como Colombia.

Por esto, ante la meta global de reducción de las emisiones de gases con efecto invernadero, la industria se ve abocada, necesariamente, a mejorar sus procesos. Es decir, debe aumentar la producción para atender la demanda creciente, y aun así, reducir sus emisiones totales. 

“De ahí la importancia de utilizar esta industria como caso de estudio y de abordar el problema del mejoramiento ambiental en cadenas de suministro en operación. Y más si se tiene en cuenta que en el planeta se siguen operando sistemas de producción ineficientes y tecnologías obsoletas”, asegura Mario Vélez, doctor en Ingeniería Industrial y de Sistemas.

La investigación cobró mayor importancia al tenerse en cuenta que para una empresa cementera, con varias plantas de producción, cada una con diferentes niveles de obsolescencia y variada oferta de combustibles, el diseño de estrategias de mejoramiento ambiental se convierte en un problema complejo. 

Por eso, durante los cuatro años de trabajo del doctorado de Nora Cadavid se usaron herramientas de modelación matemática, que permitieron recurrir a técnicas computacionales para programar la evaluación de todos los posibles escenarios de mejoramiento hasta encontrar los que entregaban soluciones eficientes al problema.

“El modelo de decisión desarrollado describe exactamente las condiciones de operación de una cadena de suministro de cemento. Cualquier empresa del sector podría implementar el modelo mediante el uso de un software tipo solver y, con esta herramienta, diseñar estrategias que respondan de manera simultánea a la necesidad de minimizar el impacto ambiental y maximizar la rentabilidad, incluyendo escenarios de pago por emisiones”, explica la doctora eafitense

Modelo aplicado a otros sectores

Según la investigadora, un paso siguiente es adaptar el modelo a otros sectores industriales. Así se ampliaría al máximo su potencial como herramienta para tomar las decisiones de mejoramiento que la industria adeuda a la protección del medio ambiente. 

En 2017, Nora Cadavid logró obtener el título de doctorado en Ingeniería de la Universidad EAFIT, con su tesis Enviromental Improvement Of Operating Supply Chains. A Multi-objective Approach for the Cement Industry Case.

El modelo entrega un conjunto de soluciones eficientes para que, quienes toman las decisiones empresariales, elijan la nueva estrategia de operación. Dado que las compañías naturalmente están orientadas por objetivos financieros, son los mecanismos públicos los que deben estimular la adopción de escenarios más limpios, a través de normas o instrumentos económicos como el pago por emisiones. 

Por esta razón, también se modeló el impacto de los mecanismos de pago por emisiones. Al reformular el problema para estos esquemas, los resultados muestran que solo costos mayores a los del mercado actual del carbono estimularían la adopción de los escenarios más limpios. Adicionalmente se encontró que el efecto del aumento en el cobro por las emisiones no implica una tendencia lineal en la reducción de las mismas.

El trabajo se desarrolló gracias al programa de Doctorados Nacionales de Colciencias y también contó con aportes de Cementos Argos S.A. en la formulación del problema, el desarrollo de pruebas de desempeño del modelo y la cofinanciación. Esta compañía también fue fundamental en la validación final del modelo. Y aparte de los resultados académicos directos, para la eafitense y para el Grupo de Investigación en Gestión de Producción y Logística las enseñanzas a partir de esta experiencia de trabajo interdisciplinario fueron grandes y queda planteado un horizonte de proyección muy interesante y pertinente.

“Fui abiertamente acogida en el área de la investigación de operaciones. Por encima de los detalles descritos, confirmo que la gestión ambiental de los procesos productivos necesita las herramientas matemáticas propias del área. El trabajo interdisciplinario es indispensable, dada la complejidad de los problemas que afrontamos”, concluye la doctora en Ingeniería, para quien los temores iniciales quedaron a un lado.