Apesar dos altos gastos com saúde no Brasil, a qualidade e eficiência operacional nem sempre são alcançadas. Para lidar com essa questão, os gestores hospitalares adotaram o agrupamento de recursos hospitalares como estratégia para reduzir custos. O Centro de Materiais de Esterilização (CME) desempenha um papel crucial, recebendo e esterilizando materiais usados em outras partes do hospital. Essa atividade, embora essencial, é dispendiosa e, portanto, alvo de estudos para redução de custos. A centralização da operação de esterilização em redes é apontada na literatura como uma importante estratégia para redução de custos globais. Essa pesquisa visa desenvolver um modelo para apoiar a decisão de criação de uma unidade centralizadora de esterilização em uma rede de hospitais no Brasil. A metodologia inclui uma revisão de escopo e uma pesquisa ação. A pesquisa contribui para uma maior compreensão dos benefícios da centralização do CME, modelando processos operacionais de uma rede de quatro CME com uma análise crítica e os resultados obtidos com desenvolvimento e aplicação do modelo para definição do cenário de centralização de uma rede de hospitais. Dessa forma, observa-se os benefícios economia de escala, eficiência operacional, maior controle e rastreamento de materiais, entre outros. O modelo proposto diferencia-se dos encontrados na literatura por garantir uma otimização global ao utilizar um modelo único com dados reais. Ele permite uma tomada de decisão real para uma organização de saúde, propondo a abertura de um único CME centralizado para atender os hospitais da rede.