Optimización en el problema de localización de recipientes de disposición de residuos sólidos municipales: un estudio exploratorio

Resumen

La gestión de residuos sólidos municipales o MSW por su nombre en inglés (Municipal Solid Waste) se representa a través de una cadena de suministro inversa en donde se involucran decisiones relacionadas con la generación, el almacenamiento, la recolección, el transporte y la disposición final de los residuos sólidos.

Las operaciones de almacenamiento, recolección y transporte están estrechamente relacionadas; especialmente, por la decisión de localización de recipientes para la disposición de residuos. Debido a que, dentro de la cadena el costo de estas operaciones representa en promedio el 70% del costo total del sistema, resulta interesante el análisis del número, distribución y tipo de recipientes de disposición, soportando el problema de localización de recipientes de residuos sólidos (Waste Bins Location Problem).

La toma de estas decisiones se fundamenta en diversos factores o características del espacio geográfico objeto de estudio, adicional a los elementos pertinentes relacionados con la gestión de residuos sólidos establecidos por la entidad responsable. Estos factores se representan en la densidad poblacional del territorio, el tipo de actividad comercial, la accesibilidad a los puntos de disposición, la normativa vigente, la frecuencia de recolección, entre otros aspectos; luego, resolver el problema de localización de recipientes requiere de modelos robustos que involucren todos los aspectos y factores clave del sistema.

El presente trabajo, presenta un estudio exploratorio de las diferentes técnicas y métodos de optimización utilizados en la localización de recipientes de residuos sólidos municipales. Inicialmente, se identifican los factores clave y sus respectivos modelos analíticos para su descripción cuantitativa. En segunda instancia, a partir de literatura científica, se describen las métricas de optimización y los diferentes modelos desarrollados en estudios previos.

Los resultados obtenidos muestran que los factores referentes a densidad poblacional, actividad comercial y frecuencia de recolección se relacionan entre sí en términos de definir la cantidad de residuo por almacenar; mientras que, otros factores como la accesibilidad y la normativa, considera la factibilidad de los posibles puntos de localización y la eficiencia en etapas futuras de la cadena, puntualmente de la operación de recolección. Referente a los modelos de optimización, se encuentran tres perspectivas importantes a resaltar. Los modelos matemáticos, en su mayoría, modelos de programación lineal entera mixta; algoritmos heurísticos y metaheurísticos, y metodologías soportadas en sistemas de información geográfica. Finalmente, se resuelve que las decisiones asociadas con el tipo, número y localización de los recipientes de disposición pueden abordarse de forma integrada y en simultaneo mediante el modelo implementado, o en etapas secuenciales con apoyo de fórmulas analíticas.

Como elemento adicional, este trabajo constituye la primera fase metodológica de una investigación en curso, cuyo objetivo es desarrollar un modelo de optimización para la localización de recipientes de disposición de residuos sólidos en el municipio de Bucaramanga. Los resultados parciales permitieron caracterizar el caso de estudio a partir de lo encontrado en literatura, además de definir el tipo de modelo de optimización a implementar, sus características y los requerimientos del sistema por satisfacer.