Otimização de operações humanitárias com aeronaves não tripuladas (drones): modelagem matemática do abastecimento e distribuição de itens de saúde no Território Indígena Yanomami
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3148/tde-09042026-144834/ |
Resumo: | O Território Indígena Yanomami é o maior território indígena do Brasil, com uma área equivalente a 9,6 milhões de hectares, aproximadamente equivalente à soma dos estados do Rio de Janeiro e do Espírito Santo, e abriga mais de 30 mil indígenas. A população enfrenta graves desafios de saúde, decorrentes da desassistência histórica, da contaminação por mercúrio e do crescimento do garimpo ilegal, com altos índices de doenças como malária, desnutrição, síndromes respiratórias, pneumonia e diarréia. O acesso à região é extremamente desafiador pela geografia complexa, marcada por relevo montanhoso, rios de baixa navegabilidade e densa floresta amazônica, tornando o transporte terrestre praticamente inviável e o transporte aéreo essencial. Nesse contexto, a presente dissertação analisa o uso de aeronaves não tripuladas (drones) como ferramenta para otimizar operações de assistência à saúde no Território Indígena Yanomami. A pesquisa parte da relevância do transporte aéreo para a logística humanitária e do crescente uso de drones para operações em locais remotos ou com dificuldades de acesso. O estudo propõe a criação de uma rede de abastecimento e distribuição no Território Indígena Yanomami a partir do polo base de Auaris, utilizando drones, por meio de um modelo de otimização multiperíodo e em dois níveis: (i) abastecimento das Unidades Básicas de Saúde Indígena (UBSI) a partir do polo base de Auaris, com possibilidade de recarga intermediária em outras bases primárias; e (ii) distribuição de insumos das UBSI até as aldeias, respeitando restrições de alcance e a necessidade de retorno dos drones às bases de origem. O modelo foi formulado em linguagem matemática, implementado em Python com o solver Gurobi e parametrizado com dados reais de localização, população, demanda e distâncias do Território Indígena Yanomami. Os resultados indicam que a utilização de drones pode reduzir os custos operacionais em relação ao transporte exclusivamente com aeronaves tripuladas, além de viabilizar o planejamento detalhado para diferentes cenários logísticos. Foram conduzidas análises de diferentes cenários, contemplando variações de demanda e indisponibilidade de bases, que demonstraram a robustez do modelo e sua utilidade para apoiar decisões estratégicas, e foi apresentado comparativo de custos das operações com drones em relação às aeronaves tripuladas, considerando dados reais de operações na região. As principais contribuições do trabalho concentram-se em três dimensões: (i) metodológica, pela formulação de um modelo matemático integrado de roteirização em dois níveis com drones; (ii) empírica, pela aplicação do modelo ao maior território indígena do Brasil, com dados reais de saúde e infraestrutura; e (iii) prática, pelo fornecimento de subsídios quantitativos para avaliação de custos em políticas públicas voltadas ao fortalecimento da assistência em saúde indígena. Assim, a pesquisa dialoga com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) e reforça o papel da otimização matemática como ferramenta de apoio à tomada de decisão em operações de assistência em regiões remotas. |
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Otimização de operações humanitárias com aeronaves não tripuladas (drones): modelagem matemática do abastecimento e distribuição de itens de saúde no Território Indígena YanomamiOptimization of humanitarian operations with unmanned aerial vehicles (drones): mathematical modeling of health supply and distribution in the Yanomami Indigenous Territory .Aeronaves nção tripuladasHumanitarian logisticsLogística humanitáriaMathematical optimizationOperations researchOtimização matemáticaPesquisa operacionalUnmanned aerial vehiclesYanomamiYanomamiO Território Indígena Yanomami é o maior território indígena do Brasil, com uma área equivalente a 9,6 milhões de hectares, aproximadamente equivalente à soma dos estados do Rio de Janeiro e do Espírito Santo, e abriga mais de 30 mil indígenas. A população enfrenta graves desafios de saúde, decorrentes da desassistência histórica, da contaminação por mercúrio e do crescimento do garimpo ilegal, com altos índices de doenças como malária, desnutrição, síndromes respiratórias, pneumonia e diarréia. O acesso à região é extremamente desafiador pela geografia complexa, marcada por relevo montanhoso, rios de baixa navegabilidade e densa floresta amazônica, tornando o transporte terrestre praticamente inviável e o transporte aéreo essencial. Nesse contexto, a presente dissertação analisa o uso de aeronaves não tripuladas (drones) como ferramenta para otimizar operações de assistência à saúde no Território Indígena Yanomami. A pesquisa parte da relevância do transporte aéreo para a logística humanitária e do crescente uso de drones para operações em locais remotos ou com dificuldades de acesso. O estudo propõe a criação de uma rede de abastecimento e distribuição no Território Indígena Yanomami a partir do polo base de Auaris, utilizando drones, por meio de um modelo de otimização multiperíodo e em dois níveis: (i) abastecimento das Unidades Básicas de Saúde Indígena (UBSI) a partir do polo base de Auaris, com possibilidade de recarga intermediária em outras bases primárias; e (ii) distribuição de insumos das UBSI até as aldeias, respeitando restrições de alcance e a necessidade de retorno dos drones às bases de origem. O modelo foi formulado em linguagem matemática, implementado em Python com o solver Gurobi e parametrizado com dados reais de localização, população, demanda e distâncias do Território Indígena Yanomami. Os resultados indicam que a utilização de drones pode reduzir os custos operacionais em relação ao transporte exclusivamente com aeronaves tripuladas, além de viabilizar o planejamento detalhado para diferentes cenários logísticos. Foram conduzidas análises de diferentes cenários, contemplando variações de demanda e indisponibilidade de bases, que demonstraram a robustez do modelo e sua utilidade para apoiar decisões estratégicas, e foi apresentado comparativo de custos das operações com drones em relação às aeronaves tripuladas, considerando dados reais de operações na região. As principais contribuições do trabalho concentram-se em três dimensões: (i) metodológica, pela formulação de um modelo matemático integrado de roteirização em dois níveis com drones; (ii) empírica, pela aplicação do modelo ao maior território indígena do Brasil, com dados reais de saúde e infraestrutura; e (iii) prática, pelo fornecimento de subsídios quantitativos para avaliação de custos em políticas públicas voltadas ao fortalecimento da assistência em saúde indígena. Assim, a pesquisa dialoga com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) e reforça o papel da otimização matemática como ferramenta de apoio à tomada de decisão em operações de assistência em regiões remotas.The Yanomami Indigenous Territory (TIY) is the largest indigenous territory in Brazil, covering approximately 9.6 million hectares, roughly equivalent to the combined area of the states of Rio de Janeiro and Espírito Santo, and home to over 30,000 indigenous people. The indigenous population faces serious health challenges due to historical neglect, mercury contamination, and the expansion of illegal mining, with high rates of malaria, malnutrition, respiratory syndromes, pneumonia, and diarrhea. Access to the region is extremely challenging due to its complex geography, characterized by mountainous terrain, low-navigability rivers, and dense Amazon rainforest, making ground transportation nearly impossible and emphasizing the essential role of air transport. In this context, the present dissertation analyzes the use of unmanned aerial vehicles (drones) as a tool to optimize health assistance operations in the Yanomami Indigenous Territory. The research builds on the relevance of air transport for humanitarian logistics and the growing use of drones in remote or hard-to-reach areas. The study proposes the creation of a supply and distribution network from the Auaris base using drones through a multiperiod, two-level optimization model: (i) supply of Indigenous Basic Health Units (UBSI) from the Auaris base, with the possibility of intermediate recharging at other primary bases; and (ii) distribution of supplies from UBSI to the villages, respecting range limitations and the need for drones to return to their bases. The model was formulated in mathematical language, implemented in Python with the Gurobi solver, and parameterized with real data on location, population, demand, and distances within TIY. Results indicate that the use of drones can reduce operational costs compared to transportation solely with manned aircraft while enabling detailed planning for different logistical scenarios. Analyses of different scenarios, considering variations in demand and base availability, demonstrated the robustness of the model and its utility for supporting strategic decisions. A cost comparison between drone operations and manned aircraft, using real operational data from the region, was also presented. The main contributions of this work focus on three dimensions: (i) methodological, through the formulation of an integrated two-level routing model with drones; (ii) empirical, through application to the largest indigenous territory in Brazil, using real health and infrastructure data; and (iii) practical, by providing quantitative support for evaluating costs in public policies aimed at strengthening indigenous health assistance. The research thus contributes to the Sustainable Development Goals (SDGs) and reinforces the role of mathematical optimization as a decision-support tool in health assistance operations in remote regions.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBrito Junior, Irineu deDantas, Juliana Salim Faria2025-11-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3148/tde-09042026-144834/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-04-09T18:15:02Zoai:teses.usp.br:tde-09042026-144834Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-04-09T18:15:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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O Território Indígena Yanomami é o maior território indígena do Brasil, com uma área equivalente a 9,6 milhões de hectares, aproximadamente equivalente à soma dos estados do Rio de Janeiro e do Espírito Santo, e abriga mais de 30 mil indígenas. A população enfrenta graves desafios de saúde, decorrentes da desassistência histórica, da contaminação por mercúrio e do crescimento do garimpo ilegal, com altos índices de doenças como malária, desnutrição, síndromes respiratórias, pneumonia e diarréia. O acesso à região é extremamente desafiador pela geografia complexa, marcada por relevo montanhoso, rios de baixa navegabilidade e densa floresta amazônica, tornando o transporte terrestre praticamente inviável e o transporte aéreo essencial. Nesse contexto, a presente dissertação analisa o uso de aeronaves não tripuladas (drones) como ferramenta para otimizar operações de assistência à saúde no Território Indígena Yanomami. A pesquisa parte da relevância do transporte aéreo para a logística humanitária e do crescente uso de drones para operações em locais remotos ou com dificuldades de acesso. O estudo propõe a criação de uma rede de abastecimento e distribuição no Território Indígena Yanomami a partir do polo base de Auaris, utilizando drones, por meio de um modelo de otimização multiperíodo e em dois níveis: (i) abastecimento das Unidades Básicas de Saúde Indígena (UBSI) a partir do polo base de Auaris, com possibilidade de recarga intermediária em outras bases primárias; e (ii) distribuição de insumos das UBSI até as aldeias, respeitando restrições de alcance e a necessidade de retorno dos drones às bases de origem. O modelo foi formulado em linguagem matemática, implementado em Python com o solver Gurobi e parametrizado com dados reais de localização, população, demanda e distâncias do Território Indígena Yanomami. Os resultados indicam que a utilização de drones pode reduzir os custos operacionais em relação ao transporte exclusivamente com aeronaves tripuladas, além de viabilizar o planejamento detalhado para diferentes cenários logísticos. Foram conduzidas análises de diferentes cenários, contemplando variações de demanda e indisponibilidade de bases, que demonstraram a robustez do modelo e sua utilidade para apoiar decisões estratégicas, e foi apresentado comparativo de custos das operações com drones em relação às aeronaves tripuladas, considerando dados reais de operações na região. As principais contribuições do trabalho concentram-se em três dimensões: (i) metodológica, pela formulação de um modelo matemático integrado de roteirização em dois níveis com drones; (ii) empírica, pela aplicação do modelo ao maior território indígena do Brasil, com dados reais de saúde e infraestrutura; e (iii) prática, pelo fornecimento de subsídios quantitativos para avaliação de custos em políticas públicas voltadas ao fortalecimento da assistência em saúde indígena. Assim, a pesquisa dialoga com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) e reforça o papel da otimização matemática como ferramenta de apoio à tomada de decisão em operações de assistência em regiões remotas. |
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