Diseño de una metodología para la gestión de residuos sólidos urbanos por medio de herramientas SIG y de programación lineal

Ballester Jack, Mateo (2019). Diseño de una metodología para la gestión de residuos sólidos urbanos por medio de herramientas SIG y de programación lineal. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Diseño de una metodología para la gestión de residuos sólidos urbanos por medio de herramientas SIG y de programación lineal
Author/s:
  • Ballester Jack, Mateo
Contributor/s:
  • González Manteca, José Ángel
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Date: September 2019
Subjects:
Freetext Keywords: Residuos Sólidos Urbanos (RSU), Recogida selectiva de biorresiduos, Sistemas de Información Geográfica (SIG), Optimización de rutas, Problema de localización, Logística urbana
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Ingeniería de Organización, Administración de Empresas y Estadística
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

En el año 2015 se aprobó en Francia la Ley de Transición Energética con el objetivo de luchar contra el cambio climático y la conservación del medio ambiente. Esta ley fijó para el año 2025 el carácter obligatorio de la recogida selectiva de biorresiduos en todo el territorio francés. A raíz de ello, la cuidad de Grenoble decidió la puesta en marcha de un experimento piloto a pequeña escala, que pretende extender progresivamente al resto de la ciudad. Este proyecto tiene como objetivo la recogida de los residuos orgánicos biodegradables generados, tanto en el ámbito doméstico como de la restauración, para su posterior aprovechamiento energético y producción de compost. Su implementación se llevará a cabo en tres etapas distintas (marzo y octubre de 2019 y marzo de 2020) en las cuáles se irán adhiriendo zonas de la ciudad a dicha recogida, sumando un total de 150.000 habitantes, así como un gran número de restaurantes. Si bien este tipo de recogida no aporta rendimiento económico a corto plazo, su puesta en práctica conlleva multitud de beneficios medioambientales. El presente Trabajo de Fin de Grado (TFG) se centra en la implementación de este tipo de recogida en el Sector 4 de Grenoble (45.000 habitantes). Con este objetivo se propone una metodología en el marco de la gestión de residuos, mediante el desarrollo de una red de recogida desde la localización de los contenedores hasta la planificación optimizada de las rutas. Esta combina tanto el uso de herramientas SIG (Sistemas de Información Geográfica) como de programación lineal. El TFG consta principalmente de tres fases de desarrollo: • La primera fase se desarrolla en ArcGIS (software SIG) y tiene como objetivo la estimación de la generación de residuos en el área de recogida, tanto por parte de la población como de los restaurantes implicados. Para ello se ha llevado a cabo un análisis de desagregación poblacional en el que, partiendo de datos de población a gran escala y datos de superficie construida en el área de estudio, se ha logrado estimar la distribución de la población a la escala del edificio. Además se ha llevado a cabo un estudio del sector de la restauración. • En la segunda fase se utilizan distintas funcionalidades de la herramienta Network Analyst de ArcGIS. La primera es Location-Allocation, y tiene como objetivo la obtención de la localización de los puntos de recogida atendiendo a distintos criterios. En total, se consideran tres criterios distintos: minimizar el número de puntos de recogida, maximizar la cobertura del servicio y garantizar una alta participación ciudadana. Además se experimenta con los distintos criterios variando ciertos parámetros como el número de puntos de recogida, la distancia máxima recorrida por cada ciudadano o el número máximo de contenedores en cada punto. Una vez obtenida la localización de los puntos de recogida se ha utilizado la herramienta OD Cost Matrix para obtener las matrices de coste (en tiempo y distancia), que posteriormente han sido utilizadas para el cálculo de las rutas. Por último, se ha formulado un Modelo de Programación Entera-Mixta (MIP) y se ha implementado en AIMMS (software de optimización). Se ha sometido el modelo a un proceso de verificación y validación, y posteriormente se ha resuelto mediante la introducción de los datos obtenidos en la segunda fase. Además, se ha realizado una experimentación del modelo y se han obtenido las rutas de recogida de dos formas distintas: dividiendo la zona de estudio en 4 sectores y de forma global. El principal resultado del TFG ha sido la metodología propuesta, que se caracteriza por la combinación del uso de herramientas SIG y de programación lineal. La primera es indispensable para el análisis de la zona de recogida, la localización de los contenedores y la posterior elaboración de datos necesarios para la resolución del modelo de programación lineal. La segunda aporta una solución más completa y personalizable para el cálculo de rutas que la que pueden aportar actualmente los softwares de análisis geográfico. Sin embargo, la principal limitación que se ha encontrado es que para obtener unos resultados fiables y precisos en cuanto a la red de recogida diseñada, se necesita de una labor de campo inmensa que no está al alcance de este estudio. En cuanto a los resultados, las principales conclusiones son las siguientes: - La recogida debe realizarse en cuatro recorridos distintos. - La solución óptima se obtiene realizando la recogida de una forma global, con una distancia y tiempo total de 143,38 km y 5,28 horas respectivamente. - La mejor solución de recogida se obtiene dividiendo la zona de estudio en cuatro sectores, con una distancia y tiempo total de 150,93 km y 5,43 horas respectivamente.

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Item ID: 56809
DC Identifier: http://oa.upm.es/56809/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:56809
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 10 Oct 2019 06:45
Last Modified: 10 Oct 2019 06:45
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