A organização da operação do transporte marítimo pode ser descrita dentre três modelos: liner, industrial ou tramp. No setor de tramp, armadores buscam otimizar os lucros através de ganhos de capacidade e redução de custos, ao mesmo tempo em que atendem às demandas e às restrições colocadas pelos clientes, muitas vezes baseadas em contratos. O roteamento de navios se torna um tema relevante dado que disponibilidade e confiabilidade de datas são um grande diferencial, ainda mais no atual contexto de alta oferta de navios tramp no mercado e, consequentemente, fretes mais baixos. Assim, o objetivo desse trabalho é apresentar um modelo de programação inteira mista visando a maximização do lucro de viagens pertencentes a uma específica rota geográfica de uma empresa tramp. O problema trabalhado nessa dissertação é do tipo pick-up e delivery (coleta e entrega) com janelas de tempo, múltiplas cargas a bordo, frota heterogénea, cargas fracionadas entre navios, velocidades de navegação variáveis e termos de tempo de trânsito garantidos. Utilizando-se da otimização Branch-and-Bound, o modelo é comparado com programações mensal real feita de maneira empírica por profissionais experientes dessa empresa em que o modelo matemático gera soluções com reduções de até 7 por cento dos custos totais e desafiando paradigmas estabelecidos pelos programadores quando da realização do roteamento e programação dos navios. Tendo em vista tais resultados, o modelo se apresentou como oportunidade de implementação e melhoria do processo de programação dos navios e do nível de serviço junto aos clientes.