• Author / Uploaded
• Sheyla Chávez

• Categories
• Vertedero
• Residuos
• Modelo matemático
• Física y matemáticas
• Matemática

Citation preview

Escuela Profesional de Ingeniería Industrial

INVESTIGACION OPERATIVA 1 OPTIMIZACIÓN DE LA RUTA DE LA COMPACTADORA N°5 QUE BRINDA EL SERVICIO DE RECOJO DE EN EL DISTRITO DE JOSÉ LUIS BUSTAMANTE Y RIVERO Docente: Ing. Efraín Murillo Integrantes: - Arias Gomez, Andrea Faridi -Chávez Mendoza, Sheyla Brigitte - Gabriel Ccahuana, Cristian - Jimenez Benavente, Sharahi Pierina - Pérez Oliveros, Rafael Alessandro - Taype Huamanñahui, Lizandro -

AREQUIPA - PERÚ 2018

Epígrafe “Un camino sin retorno pero que se debe aprender a andar, caminar en la vida es un trabajo difícil pero simple de llevar, pues las dificultades se presentan y franquearlas es la base de la vida misma, es finalmente la lucha contra el tiempo y contra uno mismo”

Dedicatoria Al Ingeniero Efraín Murillo que, mediante este trabajo, nos brinda la oportunidad de, no solo afianzar los conocimientos asimilados a lo largo del semestre, sino también, a darles un uso en beneficio de la sociedad, en beneficio de esta ciudad que nos vio crecer y de la queremos hacer cada día un poco mejor.

Agradecimientos A Dios porque siempre nos guía en este camino, a nuestros padres por su apoyo incondicional y a el Ingeniero Efraín Murillo por los conocimientos enseñados en el curso de Investigación Operativa.

Resumen Una de las causas de la contaminación ambiental es la generación de los Residuos Sólidos; es por eso, que comienza a ser fundamental la necesidad de mejorar los procesos de recogida de los Residuos Sólidos Urbanos. En el presente documento se realizó la propuesta de mejora del sistema de recolección del distrito de José Luis Bustamante y Rivero, Arequipa – Perú. Para conseguirlo se utilizó un sistema de información geografía en combinación con el análisis de la herramienta basada en el programa Winqsb; para lograr reducir los costes de transporte y recogida, así como los gases de efecto invernadero.

Palabras clave: Residuos sólidos urbanos, sistemas de información geográfica, rutas, recolección de residuos sólidos, optimización.

Contenido Capítulo 1........................................................................................................................................... 7 FORMULACIÓN DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN ........................................................................... 7 1.1 Título ......................................................................................................................................... 7 1.2 Introducción ............................................................................................................................. 7 1.3 Objetivos de la Investigación.................................................................................................. 10 1.4 Hipótesis .................................................................................................................................. 10 Delimitación del problema ............................................................................................................ 11 1.6 Justificación ............................................................................................................................. 12 1.7 Variables .................................................................................................................................. 12 Capítulo 2......................................................................................................................................... 13 2.1 Marco Teórico ......................................................................................................................... 13 2.2 Antecedentes de la Investigación ........................................................................................... 13 2.2.2 Palabras Clave ...................................................................................................................... 14 2.3 Descripción del Sistema Actual ............................................................................................... 15 2.4 Modelo Matemático ............................................................................................................... 15 2.5 Método de Solución ................................................................................................................ 20 2.6 Pruebas y Resultados .............................................................................................................. 22 Capítulo 3......................................................................................................................................... 26 3.1 Conclusiones............................................................................................................................ 27 3.2 Recomendaciones ................................................................................................................... 27 3.3 Bibliografía .............................................................................................................................. 27 3.4 Anexos ..................................................................................................................................... 27 BIBLIOGRAFÍA (en formato APA) ................................................................................................................... 31 ANEXOS ................................................................................................................................................. 31

Capítulo 1 FORMULACIÓN DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 1.1 Título OPTIMIZACIÓN DE LA RUTA DE LA COMPACTADORA N°5 QUE BRINDA EL SERVICIO DE RECOJO DE EN EL DISTRITO DE JOSÉ LUIS BUSTAMANTE Y RIVERO 1.2 Introducción El Distrito José Luis Bustamante y Rivero se encuentra ubicado en la Provincia y Región de Arequipa; situado al Sur – este del distrito de Arequipa a una distancia de 04 Km. de la plaza de Armas aproximadamente. Se ubica a una altitud de 2,310.00 m.s.n.m. entre los meridianos 16°25¨04” de Latitud Sur y 71°31¨48” de Longitud Oeste, posee una extensión territorial de 11.06 Km2, que representa el 10% del área total de la Provincia de Arequipa. LIMPIEZA PÚBLICA La Sub Gerencia de Limpieza Pública, es un órgano de línea de la Gerencia de Servicios a la Ciudad, encargada de planear, organizar, coordinar, dirigir y controlar actividades referidas a los servicios de aseo y limpieza pública, recolección y disposición final de los residuos sólidos, promoviendo la participación del vecindario, instituciones públicas y organizaciones sociales de base. Para el año 2009 hemos considerando el recojo de residuos sólidos domiciliario, el barrido permanente de las aceras y calzada de las vías públicas y avenidas principales, operativos de barrido y especiales, limpieza de la Segunda y Tercera Torrentera, apoyo a instituciones

y otros, siendo éstos el trabajo prioritario del área; se debe de mencionar también en lo que refiere al recojo de residuos sólidos, la labor que se viene realizando en el recojo de material reciclado en la zona piloto, alterno a la ruta de recojo de residuos sólidos que se realiza en los horarios diurno y vespertino hasta su disposición final en el Botadero Zorro Negro.

Recojo de Residuos Sólidos Anual. La cantidad de residuos sólidos proyectado para su recojo en este ejercicio, fue de 38 000 TM. (Toneladas métricas) la misma que a la práctica a ascendido a las 41 380.32 TM. (Toneladas métricas); es decir se ha cumplido el 108.9 % de lo proyectado existiendo un excedente de casi 1000 TM distribuidos en lo siguiente: 

Recojo de Residuos Sólidos



Recojo de Residuos Sólidos producido de la actividad comercial en la Plataforma Comercial Andrés A. Cáceres



Recojo de Residuos Sólidos de puntos críticos (de origen domiciliario y comercial).



Recojo de Residuos Sólidos de demoliciones (escombros y material excedentes).



Recojo de Residuos Orgánicos y sólidos de parques y otros lugares públicos (residuos provenientes del mantenimiento de parques y jardines).

Operativos de barrido, calles, avenidas principales.

La meta proyectada fue 500 km.l, (kilómetros lineales) para el año de ejercicio 2009, habiendo cumplido 1 319.80 km.l. (Kilómetros lineales), haciendo un promedio del 263.91 %, sobrepasando en más del doble la proyección. Esto se debe a la ampliación de operativos que realizamos es en atención a las solicitudes y a los programados por esta sub gerencia.

Programa de reciclaje. A la actualidad se viene realizando la actividad del recojo de material reciclable en las urbanizaciones de la zona piloto comprendidas entre las avenidas La Pampilla,4 Vías, Dolores y Los Incas, todos los días sábado de 8.00 hrs. a 14.00 hrs. Esta actividad, que fuera encargada mediante convenio a la Empresa Gold Green Energy la misma que no cumplió, operativamente fue retomada a fines del año por nuestra institución, por lo que de la meta proyectada de reciclaje para el ejercicio 2009 que era de 96 campañas solo se realizaron 36 campañas representando el 37.50 %. Para esta actividad contamos con el apoyo de una unidad que fue recolectando las bolsas de reciclaje y almacenándolas provisionalmente en el almacén de la Municipalidad.

En lo que se refiere a la recolección de basura la municipalidad cuenta con cinco compactadoras las cuales tienen una capacidad entre 9 y 10 toneladas, para la ruta puesta en estudio se realizan dos viajes y se hace dos veces por semana. 1.3 Objetivos de la Investigación

1.1.1 Objetivo general Este trabajo tiene como principal objetivo construir un modelo matemático que logre la optimización de la ruta número 5 del Distrito de José Luis Bustamante y Rivero.

1.1.2 Objetivos específicos -

-

Realizar un diagnóstico de la situación actual en cuanto a formas de alimentación. Realizar una investigación de los requerimientos nutricionales de los estudiantes universitarios y de las propiedades nutricionales de los principales alimentos en Arequipa. Construir un modelo matemático que permita determinar una dieta alimenticia que permita satisfacer los requerimientos nutricionales al menor costo posible. Evaluar las ventajas de la dieta propuesta.

1.4 Hipótesis

Si aplicamos los métodos empleados para obtener modelos matemáticos y posteriormente introducirlos a sistemas que puedan dar soluciones optimas,

podremos determinar factores susceptibles o favorables para la municipalidad y así minimizar distancias y costos.

Delimitación del problema

Una de las limitaciones que son susceptibles y serán factor de variación se encuentran en algunos datos que son confidenciales de la municipalidad y a los cuales no se pudo acceder en un 100% ,aunque la municipalidad cuenta con un área destinada a la limpieza pública esta no pudo darnos mucha información teniendo que recurrir a los mismos trabajadores y al supervisor de las rutas y las compactadoras, cuando lo óptimo hubiera sido; el tener todos esos datos para lograr un mejor análisis y más precisión sin que exista algún limite parecido a este ; estos datos podrán ser factor que determine a tomar una mejor alternativa en caso de actividades débiles en la empresa que puedan mejorarse mediante el análisis matemático que se planteara a la empresa con el fin de mejorarla. El distrito presenta muchas deficiencias en el servicio de recojo de basura al evaluar las 5 compactadoras que recorren todo el distrito, demanda un alto costo y tiempo.

1.6 Justificación 1.6.1. Justificación económica. Se desea lograr que la municipalidad del distrito de José Luis Bustamante y Rivero reduzca los gastos ocasionados por las compactadoras, las cuales actualmente no poseen una ruta adecuada, generando gastos insulsos en combustible y pago a trabajadores. 1.6.2. Justificación social. Se desea lograr la optimización de servicio de recojo de basura, beneficiando a la población y a los trabajadores de la municipalidad. 1.6.3. Justificación académica. Mediante este trabajo se pueda aplicar las herramientas cuantitativas disponibles (modelos de Optimización); tratando de determinar características negativas y positivas del recorrido del recojo de basura. Este trabajo quiere justificar, los métodos obtenidos en la enseñanza del curso de Técnicas de Optimización, tratando de reconocer toda enseñanza, y sabiendo que esa enseñanza en la práctica es muy útil.

1.7 Variables

1.7.1 Independiente: Aplicación del modelo matemático para determinar un recorrido óptimo del camión de basura.

1.7.2 Dependientes: -

Satisfacción de la población Costes de transporte y recogida Gases de efecto invernadero.

Capítulo 2 2.1 Marco Teórico Se sabe que uno de los principales problemas que aqueja a la población, tiene que ver con el recojo de basura, para lo cual se quiere optimizar el recorrido de su ruta, buscando reducir tiempos, costos y distancias; esto se tratara de lograr mediante la aplicación de los modelos matemáticos aprendidos, que serán derivados de los datos provenientes de la municipalidad del distrito de José Luis Bustamante y Rivero. El trabajo de aplicación se basó en algunos datos que ayudaron a realizar el análisis del recorrido de las compactadoras, comenzando así el proyecto y aplicación del curso de investigación de operaciones. Se cuenta con un servicio de recojo de basura inter diario en algunos lugares y en otros es dos a la semana dependiendo del tamaño de la ruta y la cantidad de basura que genere, a través de la compactadora (camión recolector), es bastante inapropiado el actual recorrido de ésta, ya que el recojo de la basura debe ser diario, para evitar la contaminación de los insectos. Por ello queremos llegar a la mayor cantidad de población recorriendo lo menos posible, pudiendo de esta forma ahorrar combustible y horas de trabajo que pueden ser utilizados en los días de la semana que la compactadora de basura no pasa por las urbanizaciones. La municipalidad del distrito de José Luis Bustamante y Rivero deberá optimizar el recorrido de las compactadoras de basura en cuanto a su recorrido y lugares de destino, siendo responsables de la aprobación o la desaprobación por parte de los pobladores del distrito, teniendo en consideración que podrán mejorar y superar situaciones de mayor dificultad para la realización de todo aquello que les resulte por conveniente cambiar, para ello se realizarán modelos matemáticos , que determinarán la situación y la manera factible de resolver estas deficiencias.

2.2 Antecedentes de la Investigación

2.2.1 Resumen

Se sabe que uno de los principales problemas que aqueja a la población, tiene que ver con el recojo de basura, para lo cual se quiere optimizar el recorrido de su ruta, buscando reducir tiempos, costos y distancias; esto se tratara de lograr mediante la aplicación de los modelos matemáticos aprendidos, que serán derivados de los datos provenientes de la municipalidad del distrito de José Luis Bustamante y Rivero. El trabajo de aplicación se basó en algunos datos que ayudaron a realizar el análisis del recorrido de las compactadoras, comenzando así el proyecto y aplicación del curso de investigación de operaciones1. Se cuenta con un servicio de recojo de basura inter diario en algunos lugares y en otros es dos a la semana dependiendo del tamaño de la ruta y la cantidad de basura que genere, a través de la compactadora (camión recolector), es bastante inapropiado el actual recorrido de ésta, ya que el recojo de la basura debe ser diario, para evitar la contaminación de los insectos. Por ello queremos llegar a la mayor cantidad de población recorriendo lo menos posible, pudiendo de esta forma ahorrar combustible y horas de trabajo que pueden ser utilizados en los días de la semana que la compactadora de basura no pasa por las urbanizaciones. La municipalidad del distrito de José Luis Bustamante y Rivero deberá optimizar el recorrido de las compactadoras de basura en cuanto a su recorrido y lugares de destino, siendo responsables de la aprobación o la desaprobación por parte de los pobladores del distrito, teniendo en consideración que podrán mejorar y superar situaciones de mayor dificultad para la realización de todo aquello que les resulte por conveniente cambiar, para ello se realizarán modelos matemáticos , que determinarán la situación y la manera factible de resolver estas deficiencias.

2.2.2 Palabras Clave 





Compactadora. - Un depósito que compacta la basura. Como un contenedor que tiene una pieza que la va aplastando, es una máquina que se encarga de recolectar la basura de acuerdo a una ruta preestablecida Basura. - La basura es todo material considerado como desecho y que se necesita eliminar. La basura es un producto de las actividades humanas al cual se le considera de valor igual a cero por el desechado. No necesariamente debe ser odorífica, repugnante e indeseable; eso depende del origen y composición de ésta. Modelo Matemático. - Normalmente se la coloca en lugares previstos para la recolección para ser canalizada a tiraderos o vertederos, rellenos sanitarios u otro lugar. Actualmente, se usa ese término para denominar aquella fracción de

residuos que no son aprovechables y que por lo tanto debería ser tratada y dispuesta para evitar problemas sanitarios o ambientales El significado de Modelo matemático en matemática fundamental, sin embargo, es algo diferente. En concreto en matemáticas se trabajan con modelos formales. Un modelo formal para una cierta teoría matemática es un conjunto sobre el que se han definido un conjunto de relaciones unarias, binarias y trinarias, que satisface las proposiciones derivadas del conjunto de axiomas de la teoría. La rama de la matemática que se encarga de estudiar sistemáticamente las propiedades de los modelos es la teoría de modelos. El término de modelización matemática es utilizada también en diseño gráfico cuando se habla de modelos de los objetos en 2D o 3D. 

2.3 Descripción del Sistema Actual La situación actual del manejo de los residuos sólidos se ha analizado en base a tres temas:  Aspectos técnico-operativos, que describe el ciclo de vida de los residuos sólidos desde la generación hasta la disposición final.  Aspectos gerenciales y administrativos, que comprende información sobre la organización, financiamiento y administración del servicio de limpieza pública.  Aspectos poblacionales e institucionales, que comprende información recogida en las encuestas y entrevistas a profundidad.

2.4 Modelo Matemático

FUNCIÓN OBJETIVO Min 155X001002+155.25 X002003+ 60.20X001007+57.66 X007017+ 113.28X007008+56.13 X008009+58.09 X009010+63.02 X010011+52.89 X011003+101.35 X017040+229.46 X040051+41.57 X051059+226.61 X059047+ 54.84X002008+ 55.73X008018+57.44 X003004+33.02X004013+29.56 X013014+26.01 X014005+217.14 X005006+33.26 X006016+94.80 X017018+

78.58X018026+51.25 X026029+ 55.88X029030+37.18 X030028+56.50 X028027+ 47.76X027019+ 57.16X019020+ 48.19X020018+ 36.09X027029+ 45.83X019009+ 46.33X010020+51.64X030031+84.29 X031021+49.30 X021022+ 46.53X022012+ 53.03X012011+ 49.86X011021+ 38.80X004012+85.77 X022032+50.62 X031032+ 221.76X013036+61.35 X014023+ 158.69X014015+54.44 X015016+146.16 X016038+ 51.12X015024+ 147.79X023024+62.53 X023033+64.89 X033034+ 131.83X034045+54.04 X034035+58.98 X035024+ 40.49X035037+57.02 X037038+ 151.01X037050+206.97 X038058+58.49 X050057+ 61.36X057058+99.40 X033036+ 34.43X032039+20.72 X039036+ 41.15X039043+ 57.54X026041+ 44X041042+ 149.89X042043+121.58 X033044+69.39 X044045+58.38 X045049+52.61 X049050+ 80.83X049048+ 60.77X048044+ 57.65X048056+ 139.71X056057+ 117.20X043055+ 57.59X055056+ 63.04X056066+117.38 X066067+ 77.15X067057+ 84.38X067068+ 95.15X058068+ 58.99X068088+43.02 X040047+65.5 X047052+ 46.52X052062+ 50.12X062053+ 98.06X041053+54.26 X053054+89.34 X042054+72.79 X054055+ 56.15X055065+48.14 X065064+ 54.3X064063+ 101.97X063073+21.97 X073062+ 86013X073072+30.02 X072071+130.05 X071078+46.69 X078070+ 135.42X070061+ 74.90X078077+ 68.87X077076+37.69 X076075+ 75.05X075069+90.46 X069070+ 29.26X077080+ 27X073074+87.16 X074082+44.86 X082083+46.08 X083084+ 57.59X084085+48.96 X085086+ 63.48X086087+65.08 X087067+60.29 X085066+ 72.40X084065+ 97.68X082093+48.89 X093094+ 48.02X083089+ 48.32X089094+ 73.45X089090+ 50.10X085090+48.6 X090095+44.12 X094095+43.98 X095096+ 53.25X096097+ 51.53X097098+ 49.92X098091+ 51.77X091086+51.53 X091096+ 37.18X098092+71.70X092087+107.90 X087088+ 101.50X092101+ 45.06X101100+ 51.76X100099+44.06 X099095+39.47X093108+68.45X108109+77.14X108106+ 23.02X109099+45.05X099115+45.97 X115114+78.76X108114+26.09X114121 +69.13X121116+51.46X116117+55.22X117118+15.87X118124+61.46X124123+46.3 0X122123+43.65X122116+31.41X117123+32.51X115116+48.45X122128+132.22X1 28129+240.53X129088+104.75X121127+36.98X127128+74.51X127141+15.96X141 140+32.85X140139+135.91X138139+22.12X138137+123.04X137140+25.36X13713 5+35.29X135134+13.72X134136+21.53X136137+63.91X131136+53.15X130131+35. 68X130142+195.78X130110+54.12X110111+147.14X111125+55.74X111112+51.95 X112113+36.64X113120+59.53X120121+91.34X120133+65.77X133127+41.58X133 132+22.96X126132+47.43X125126+38.30X112119+57.82X119120+121.17X119126 +51.22X125131+38.75X132135+120.25X142138

RESTRICCIONES:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40.

X001002+X001007=2 X002001+X002003+X002008=2 X003002+X003004+X003011=2 X004003+X004013+X004012=2 X008014+X005006=2 X006005+X006016=2 X007008+X007017=2 X008007+X008009+X008018=2 X009008+X009010+X009019=2 X010009+X010011+X010020=2 X011010+X011003+X011021+X011012=2 X012011+X012004+X012022=2 X013004+X013014+X013036=2 X014013+X014015+X014023+X014005=2 X015014+X015016+X015024=2 X016015+X016006+X016038=2 X017007+X017018+X017047=2 X018017+X018008+X018026=2 X019009+X019027+X019020=2 X020010+X020019+X020028=2 X021011+X021031+X031022=2 X022021+X022012+X022032=1+X023024+X023033+X023014=2 X024023+X024015+X024035=2 X026018+X026041+X026029=2 X027019+X027029+X027028=2 X028027+X028020+X028030=2 X029026+X029027+X029030=2 X030028+X030029+X030031=2 X031021+X031030+X031032=2 X032031+X032022+X032039=2 X033034+X033044+X033023=2 X034033+X034035+X034045=2 X035034+X035037+X035024=2 X036013+ X036039=2 X037035+ X037038+ X037050=2 X038016+ X038037+ X038058=2 X039036+ X039043+ X039032=2 X040017+ X040047+ X040051=2 X041026+ X041042+ X041053=2 X042041+ X042043+ X042054=2

41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80.

X043042+ X043039+ X043055=2 X044033+ X044045+ X044048=2 X045034+ X045044+ X045049=2 X047040+ X047059+ X047052=2 X048044+ X048049+ X048056=2 X049045+ X049048+ X049050=2 X050037+ X050049+ X050057=2 X051040+ X051059=2 X052047+ X052062=2 X053041+ X053062+ X053054=2 X054042+ X054053+ X054055=2 X055043+ X055054+ X055056+ X055065=2 X056055+ X056057+ X056048+ X056066=2 X057056+ X057050+ X057058+ X057067=2 X058038+ X058068+ X058057=2 X059051+ X059047=2 X061070+ X061072 =2 X062052+ X062053+ X062073=2 X063073+ X063054=2 X064063+ X064065=2 X065064+ X065055+ X065084=2 X066056+ X066067+ X066085=2 X067057+ X067066+ X067068+ X067087=2 X068058+ X068088+ X068067=2 X069075+ X069070+ X069077 =2 X070069+ X070061+ X070078=2 X071072+ X071078=2 X072073+ X072071+ X072061=2 X073072+ X073062+ X073063+ X073074=2 X074073+ X074082=2 X075076+ X075069=2 X076077+ X076075=2 X077076+ X077069+ X077080=2 X078070+ X078077+ X078071=2 X080077=2 X082074+ X082083+ X082093=2 X083082+ X083084+ X083089=2 X084083+ X084065+ X084085=2 X085084+ X085066+ X085086+ X085090=2 X086085+ X086087+ X086091=2

81. 82. 83. 84. 85. 86. 87. 88. 89. 90. 91. 92. 93. 94. 95. 96. 97. 98. 99. 100. 101. 102. 103. 104. 105. 106. 107. 108. 109. 110. 111. 112. 113. 114. 115. 116. 117. 118. 119. 120.

X087086+ X087088+ X087067+ X087092=2 X088087+ X088068+ X0880129=2 X089083+ X089090+ X089094=2 X090085+ X090089+ X090095=2 X091086+ X091098+ X091096=2 X092087+ X092098+ X092101=2 X093082+ X093094+ X093108=2 X094093+ X094089+ X094095=2 X095094+ X095096+ X095090+ X095099=2 X096095+ X096097+ X096091=2 X097096+ X097098+ X097100=2 X098091+ X098092+ X098097=2 X099095+ X099100+ X099109+ X099115=2 X100097+ X100099+ X100101=2 X101100+ X101092=2 X106113+ X106108=2 X108106+ X108114+ X108109=2 X109108+ X109099=2 X110111+ X110130=2 X111110+ X111112+ X111125=2 X112111+ X112113+ X112119=2 X113106+ X113112+ X113120=2 X114115+ X114121+ X114108=2 X115114+ X115116+ X115121+ X115099=2 X116115+ X116117+ X116121+ X116122=2 X117116+ X117118+ X117123=2 X118117+ X118124=2 X119112+ X119120+ X119126=2 X120113+ X120119+ X120121+ X120133=2 X121120+ X121116+ X121114+ X121127=2 X122123+ X122116+ X122128=2 X123122+ X123117+ X123124=2 X124123+ X124118=2 X125111+ X125126+ X125131=2 X126125+ X126132+ X126119=2 X127128+ X127133+ X127121+ X127141=2 X128122+ X128127+ X128129=2 X129128+ X129088=2 X130110+ X130131+ X130142=2 X131130+ X131125+ X131136=2

121. 122. 123. 124. 125. 126. 127. 128. 129. 130. 131.

X132133+ X132126+ X132135=2 X133132+ X133120+ X133127=2 X134135+ X134136=2 X135134+ X135132+ X135137=2 X136137+ X136131+ X136134=2 X137136+ X137135+ X137138+ X137140=2 X138137+ X138142+ X138139=2 X139138+ X139140=2 X140141+ X140139+ X140137=2 X141140+ X141127=2 X142130+ X142138=2

2.5 Método de Solución Se hará uso del software WINQSB herramientas para construir y solucionar modelos de optimización lineal, no lineal, entera, cuadrática y por objetivos que ha sido usado por miles de empresas por todo el mundo para maximizar el beneficio y reducir al mínimo el coste sobre decisiones que implican la planificación de producción, el transporte, finanzas, la asignación de cartera de proyectos, el presupuesto de capital, la mezcla, la planificación, el inventario, la asignación de recursos y más. ASPECTOS A CONSIDERAR EN LAS OPTIMIZACIONES DE LA RUTA DE RECOLECCIÓN  Frecuencia de recolección.  Distancia entre paradas y estaciones.  Distancia al sitio de transferencia o disposición final.  Maniobrabilidad de los contenedores.  Topografía del terreno.  Tráfico en la ruta.  Condiciones de los caminos. Otras consideraciones para el ruteo son:  Las rutas no deben de estar fragmentadas o traslapadas.  Cada ruta deberá ser compacta, atacando un área geográfica y estar balanceada.  La recolección deberá comenzar lo más cercano al encierro.

 Las calles de un solo sentido se tratarán de atacar desde el principio de ellas.  Se deberán minimizar las vueltas en U y a la izquierda.  Las partes elevadas se atacarán primero.  Generalmente, cuando sólo se recolecta de un lado de la acera, es preferible rodear las manzanas.  Cuando la recolección es por los dos lados de la acera, es preferible recolectar en línea recta por varias manzanas. ASPECTOS TÉCNICO-OPERATIVOS Los aspectos técnicos - operativos se han analizado siguiendo el ciclo de vida típico de los residuos sólidos, así:  Generación de residuos sólidos.  Recolección.  Transporte.  Disposición final y reciclaje. Generación de Residuos Sólidos La generación de residuos sólidos de origen domiciliario está íntimamente ligada al número de habitantes o pobladores que existen en la localidad. Cabe señalar que no toda la población vive en el casco urbano, sin embargo en un escenario futuro debemos pensar en brindar servicio al 100%. Almacenamiento y Barrido En la mayoría de casos el almacenamiento intradomiciliario se realiza en recipientes, que se reutilizan hasta que estos quedan inutilizados para este fin. Cada día, también, es más común observar el empleo de bolsas plásticas descartables que se entregan a la unidad recolectora conjuntamente con los residuos, muchas de ellas utilizadas para almacenar materia orgánica. En base a múltiples visitas de campo, se señalan a continuación algunas causas que estarían contribuyendo a la disposición de residuos en las vías públicas por parte de la población: a) Desinformación de la población flotante acerca de los horarios y frecuencias de recolección. b) La cobertura del recojo de los residuos no cubre la totalidad de la población.

c) Limitado nivel de educación sanitaria de la población. El barrido se realiza de manera manual, es decir no existen barrenderas mecanizadas. El equipamiento de los barrenderos está compuesto por escobas de retamas, recogedores, coches con cilindros y mantas. Recolección Así como todas las tareas relacionadas con el servicio de limpieza pública, las municipalidades realizan la recolección de los residuos sólidos por “administración directa”. La recolección de residuos sólidos es el área que mayor atención y esfuerzos demanda a las municipalidades. Aunque la información de cobertura y calidad del servicio de recolección de residuos sólidos no se registra, ni evalúa de modo sistemático existe un nivel de distribución del trabajo de recolección por zonas. En algunos distritos no se brinda el servicio de recolección y donde existe, la cobertura llega en promedio al 85% de la población ubicada en el casco urbano, las zonas rurales o periféricas de las ciudades no cuentan con el servicio, razón por la cual estas familias arrojan sus residuos directamente al río o al borde de las acequias. Transporte En la ciudad de Arequipa no existen estaciones de transferencia de residuos sólidos. Por este motivo, las unidades de recolección primaria se encargan de transportar los residuos hacia el lugar de disposición final. Disposición Final y Reciclaje En la Ciudad de Arequipa existe actualmente en funcionamiento el botadero Shudal. El cual es administrado por la Municipalidad, en donde realizan el tratamiento de los residuos sólidos a través del cubrimiento con tierra y compactado.

2.6 Pruebas y Resultados Utilizando el WinQSB con la opción Network Modeling, determinamos la trayectoria de desplazamiento del recolector de basura de tal manera que parta en el nodo 1, recorra todas las intersecciones restantes (nodos) sin repetir uno de ellos más de una vez.

La mejor solución para el sistema de recojo de residuos planteado arroja un resultado mínimo de 10 050 metros empleando la herramienta de network modeling de WinQsb. Con toda esta información se volvió a diseñar un nuevo mapa de recorrido de recolección de basura que pasa por los 102 nodos y logra satisfacer las necesidades de los vecinos. En este nuevo modelo podemos notar que también se requerirá de la compactadora 3 sin embargo se lograra pasar por todas las zonas sin pasar dos veces evitando de este modo recorrer distancias que no valen la pena ; llegando de esta forma llegar a todas las zonas.

100

100

1

2

100

3

100

4

100

5

100

6

100

7

100

8

100

10

9

11

150

150

150

150

150

150

150

150

150

150

25 0

12 60

28

100

100

27

25

100

100

23

24

100

100

19

20

21

22

100

100

18

100

17

100

16

56

58

57

70

150

150

150

150

30

50

90

70 150

69 80

230

72

230

71

70

80

80

80

90

230

79

80

80

80

80

80

40

230

82 80

80

170

150

150

83

230

91

92 90

90 100

95 100

30

40

98

50

99

102

60

60

80

100

230

94

97

40

48

62

68

30

100

100

90

110

47

49

61

80 170

170

100

230

59

90

96

220

60

50

66

84

89

50

140

67

80

40

77

85

88

150

150

100

65

78

40

230

60

101

100

93

230

81

100

45

90

150 150

40

64

30

74

100

44

220

73

87

100

43

50 150

90 170 150

230

140

100

75

86

100

42

51

54

53

110

100

41

150

40

55

120

76

40

60

52

63

35

36

35

150

50

50

50

100

38

37

170

34

110 90

100

150

60

33

60

150

32

100

50

31

100

50

150

180

30

180

60

29

150

80

50

26

110

100

30

150

46

100

15

100

14

13

Como podemos notar los nodos que se encuentran conectados el uno del otro, logrando de esta manera cumplir con nuestro objetivo; en el mapa de recorrido propuesto se puede observar que existen tres rutas principales, los cuales están resaltados de la siguiente manera: Entonces, la solución consistiría en utilizar la misma compactadora 3 los mismos días que el modelo actual debido a la capacidad que tiene este, seria inconsistente utilizar más camiones debido a que se pretende reducir costos y no incrementar en mantenimiento de una más. Por otra parte, las rutas propuestas logran pasar por todas las zonas una sola vez; es decir los días lunes, miércoles y viernes los vecinos podrán acceder a la compactadora, ya que todos estos días el recorrido de la compactadora será el mismo. Así mismo, las zonas más conflictivas (reclaman más) podrán satisfacer su necesidad; logrando de esta manera reducir el desorden y la contaminación (puesta de basura en lugares no acordados). La distancia de recorrido disminuyo en comparación del modelo actual, ya que la compactadora solo se dedicará a cubrir las zonas y no a pasear por las calles, avenidas como lo venía haciendo anteriormente.

Capítulo 3 INVESTIGACION DE OPERACIONES 1

26

3.1 Conclusiones   

Se mejoró el servicio de recolección de residuos sólidos. Se disminuyeron los tiempos de traslado y, por lo tanto, es factible que se aumente el número de viviendas atendidas y, por ende, se incrementa la productividad. Se disminuyeron los tiempos muertos de las rutas de recolección, el consumo de gasolina, el tráfico, el riesgo de accidentes y la exposición de los trabajadores y la población a los residuos sólidos.

3.2 Recomendaciones 



 

Se recomienda a la Municipalidad Distrital de José Luis Bustamante y Rivero mantener un buen control de sus vehículos, rutas y costos de transporte, para poder mapear e implementar mejoras con mayor facilidad. Se recomienda a la Municipalidad Distrital de José Luis Bustamante y Rivero que utilice los modelos de programación como una base para adaptar un modelo final que conozca todas las características de la ruta a manejar. Se recomienda a la empresa que trabaje a la par con las áreas de soporte, para que pueda mejorar el rendimiento de su proceso principal. Se recomienda a la Municipalidad de José Luis Bustamante y Rivero tener la seguridad de que todos los ciudadanos contarán con el servicio de recolección, tanto en cobertura como en eficiencia.

3.3 Bibliografía  

ACKOFF, R.L. y SASIENI, M. Fundamentos de la investigación de operaciones, Limusa, 1979. TAHA, Hamdy A. Investigación de Operaciones, Mexico, 1991.

3.4 Anexos REGLAMENTO DE ORGANIZACIÓN Y FUNCIONES DE LA MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE JOSE LUIS BUSTAMANTE Y RIVERO

“SUB GERENCIADE SALUD, ECOLOGIA Y LIMPIEZA PÚBLICA”

ARTICULO 111º. Corresponde a la Sub Gerencia en lo referido a Salud y salubridad las siguientes funciones: 1. Programar, dirigir, coordinar, ejecutar programas de medicina preventiva, control de epidemias, primeros auxilios, educación sanitaria y profilaxia local; así como controlar el aseo,

INVESTIGACION DE OPERACIONES 1

27

higiene, salubridad en los establecimientos comerciales, industriales, viviendas, escuelas, piscinas y otros lugares públicos locales. 28 2. Controlar la Salud e higiene de las personas que manipulan y comercializan alimentos y expedir carnés de sanidad municipal; 3. Realizar Análisis bromatológicos y microbiológicos de los productos alimenticios que lo requieran. 4. Cooperar con planificar, organizar para ser más eficientes a los centros médicos del distrito, potencializando su servicio; así como brindar apoyo a los programas de salud de los empleados y obreros de la Municipalidad que ejecute la Unidad de Personal. 5. Regular y ejecutar programas del servicio de protección al minusválido y con discapacidad; 6. Difundir y ejecutar programas de salud en coordinación con las Organizaciones responsables y de apoyo a la salud tanto Distritales y Organismos Nacionales y Regionales. 7. Realizar y difundir campañas de sanidad animal referidas a antirrábicas, desratización, chirimachas y otros vectores de enfermedades transmisibles. 8. Ejecutar y controlar la emisión de humos, gases, ruidos y demás elementos contaminantes de la atmósfera. 9. Otras que le asigne la Gerencia de Servicios Públicos y que sean de su competencia.

ARTICULO 112º Corresponde a la Sub Gerencia en lo referido a Ecología y/o Gestión Ambiental: 1. Planificar, organizar, supervisar y monitorear las políticas y planes locales en materia ambiental orientada a lograr el desarrollo ecológico sostenible del Distrito en coordinación con la Municipalidad Provincial de Arequipa. 2. Programar, dirigir, coordinar, las acciones necesarias para lograr una preservación ecológica que permita una vida saludable en el distrito; 3. Proteger el patrimonio natural del distrito con referencia en el manejo de cuencas hidrográficas; 4. Normar, evaluar y aprobar los Estudios de Impacto Ambiental de aquellos que no sean de competencia sectorial; 5. Planificar, organiza, supervisar y controlar la planta de emisiones y certificaciones (Humos Tóxicos), garantizando el cumplimiento de sus objetivos y fines; 6. Otras que le asigne la Gerencia de Servicios al Ciudadano y que sean de su competencia.

INVESTIGACION DE OPERACIONES 1

29

ARTICULO 113° La Sub Gerencia respecto a la limpieza pública es responsable del barrido de las calles, parques, plazas, mercado de abastos, la recolección y disposición final de la basura y residuos en general, asimismo el mantenimiento del camal municipal y de promover y controlar actividades de higiene, salubridad y saneamiento ambiental.

ARTICULO 114º Son funciones y atribuciones de la Sub Gerencia en materia de Limpieza Pública, programar, dirigir, ejecutar, coordinar y controlar las actividades de aseo urbano, recolección de residuos sólidos, transporte y final de desperdicios y residuos sólidos para lo cual deberá de: 1. Racionalizar el servicio de limpieza pública, proponiendo nuevos métodos de trabajo, que permita a la Municipalidad mejorar este servicio en beneficio de la comunidad. 2. Ser responsable del barrido de las calles, parques, plazas, mercado de abastos, la recolección, transporte y disposición final de la basura y residuos en general. 3. Promover y controlar actividades de higiene, salubridad y saneamiento ambiental. 4. Programar y ejecutar el servicio de barrido, recolección, transporte de los desperdicios sólidos urbanos en la jurisdicción; así como controlar el proceso de disposición final de desechos sólidos, líquidos y vertientes industriales en el ámbito distrital. 5. Velar por la limpieza de vías y áreas de uso público antes y después de espectáculos públicos no deportivos o festividades; 6. Ejecutar y/o supervisar las actividades relacionadas con el aseo urbano en aquellas zonas donde el servicio es restringido. Generación Estimada de Residuos Sólidos por Distrito

INVESTIGACION DE OPERACIONES 1

30

Podemos observar del cuadro anterior, que la población actual del distrito de José Luis Bustamante y Rivero es de 85 336 habitantes, y que en promedio, cada habitante, genera 0.48 kilogramos de residuos sólidos por día, dándonos un total de 40.96 toneladas de residuos sólidos al día, eso solo en generación domiciliaria, ya que de sumársele la generación no domiciliaria, obtendríamos un total de 87.48 toneladas al día, que en promedio, nos daría una generación de basura per cápita de 1.02 kg, siendo este el tercer distrito con índice más alto de generación de basura per cápita, solo por detrás de los distritos de Cercado y Yanahuara.

INVESTIGACION DE OPERACIONES 1

BIBLIOGRAFÍA 

31

Almeida, M.S., Mantovani, J.R.S., Romero, R.A.: “Colocación Óptima de Subestaciones y Alimentadores en Sistemas de Distribución de Energía Eléctrica Usando un Algoritmo de Branch and Bound”, XIV Congreso Brasileño de Automatización, Natal-Brasil, Septiembre 2002.



Bazán, F.A., Mantovani, J.R.S., Romero, R.A.: “Planeamiento de Expansión de Sistemas de Distribución de Energía Eléctrica Usando un Algoritmo de Búsqueda Tabú”, XIV Congreso Brasileño de Automatización, Natal-Brasil, Septiembre 2002.



Kagan, N., Adams, R.N.: “A Benders Descomposition Approach to the Multiobjetive Distribution Planning Problem”, Internacional Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 15, No. 5, pp259-271.



Kagan, N.: “Electrical Distribution Systems Planning Using Multiobjective and Fuzzy Mathematical Programming”, Tésis Doctoral, Departamento De Ingeniería Electrónica, Universidad de Londres.



Ponnavaiko et al.: “Distribution System Planning Trough Mixed Integer Programming Approach”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. PWRD2, No. 4, pp1157-1163.



Ramírez-Rosado, I.J., Bernal-Agustín, J.L.: “Genetic Algorithms Applied to the Design of Large Power Distribution Systems”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 13 No. 2, pp696-703, May 1998.



R. A. Hincapié, M. Granada, R. A. Gallego.: “Planeamiento de Sistemas de Distribución de Energía Eléctrica Usando Branch and Bound”, Revista Ingeniería y Competitividad, Universidad del Valle, en revisión, 2005.

INVESTIGACION DE OPERACIONES 1

32

INVESTIGACION DE OPERACIONES 1