Modelos de optimización para cadenas de suministro de bucle cerrado considerando elementos de sostenibilidad y economía circular

Abstract

Este documento presenta los resultados de una investigación doctoral desarrollada como parte de los requisitos para obtener el grado de Doctor en Sistemas de Ingeniería de la Universidad de Chile. El primer capítulo ofrece una revisión crítica y exhaustiva de la literatura relacionada con las cadenas de suministro de bucle cerrado sostenibles, abordando su formulación como problemas matemáticos y los modelos de optimización asociados. Se analizan en detalle artículos sobre cadenas de suministro sostenibles y de bucle cerrado, profundizando en aquellas que combinan ambos enfoques: las cadenas de suministro de bucle cerrado sostenibles. Este análisis incluye una caracterización detallada basada en aspectos como la metodología y la industria de aplicación, los niveles de decisión, los ciclos técnicos de la economía circular, y los objetivos modelados, entre otros. Esta fase inicial de la investigación permitió identificar importantes limitaciones y oportunidades que abren nuevas perspectivas para futuros estudios en este campo. El segundo capítulo aborda el desarrollo de un modelo de optimización diseñado para planificar una cadena de suministro de bucle cerrado sostenible en el sector de bebidas con empaques retornables. Este modelo incorpora indicadores de transición circular, elementos de la Responsabilidad Extendida del Productor (REP) y múltiples objetivos, como la minimización de costos, la generación de oportunidades laborales y la mejora del desempeño circular de la cadena. La validación del modelo se lleva a cabo mediante un estudio de caso basado en datos reales del sector de bebidas retornables en Colombia. En esta misma línea, el tercer capítulo presenta un análisis comparativo de diferentes regulaciones nacionales REP, incluyendo los casos de Colombia, Chile, España y Bélgica, utilizando modelos de optimización. Los resultados revelan una variedad de impactos en la sostenibilidad económica según la implementación de cada política, así como el nivel de cumplimiento de los objetivos de las regulaciones REP en la gestión eficiente de los residuos de envases. Finalmente, el cuarto capítulo presenta el desarrollo de un modelo de optimización para el diseño de una cadena de suministro de bucle cerrado sostenible (SCLSC) genérica. Este modelo integra criterios de sostenibilidad económica y contribuciones explícitas a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) establecidos en la Agenda 2030 de las Naciones Unidas, ofreciendo una herramienta innovadora y adaptable a diversos sectores industriales.