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Master Thesis ǀ Tesis de Maestría submitted within the UNIGIS M.Sc. programme presentada para el Programa UNIGIS M.Sc

Interfaculty Department of Geoinformatics- Z_GIS Departamento de Geomática – Z_GIS University of Salzburg ǀ Universidad de Salzburg

Geolocalización de sitios óptimos para la implementación de vertederos de escombros en el Distrito Metropolitano de Quito Geolocation of optimal sites for the implementation of landfill in the Metropolitan District of Quito JOSÉ ALBERTO SILVA ALTAMIRANO 1322638

A thesis submitted in partial fulfilment of the requirements of the degree of Master of Science (Geographical Information Science & Systems) – M.Sc. (GIS) Advisor ǀ Supervisor: (Unigis completará aquí)

Quito – Ecuador, XXXX 2021

Compromiso de Ciencia Por medio del presente documento, incluyendo mi firma personal certifico y aseguro que mi tesis es completamente el resultado de mi propio trabajo. He citado todas las fuentes que he usado en mi tesis y en todos los casos he indicado su origen.

_________________________________________________________ (Quito – Ecuador, XXXX 2021)

DEDICATORIA A mi esposa Geovanna, mis hijas Doménica y Camila quienes son el pilar fundamental en mi vida, por brindarme el apoyo incondicional durante el desarrollo del estudio.

A mis padres José y Rocío, mi hermano Xavier.

A mis suegros Miguel y Piedad por sus palabras de aliento para culminar el presente estudio.

AGRADECIMIENTOS Un agradecimiento a todo el equipo de UNIGIS por la ayuda y conocimiento brindado en el desarrollo del presente trabajo. De igual manera, mi agradecimiento al equipo técnico de la Coordinación de Escombreras y Obras Civiles de la Empresa Pública Metropolitana de Gestión Integral de Residuos Sólidos (EMGIRS-EP) por contribuir con toda la información y apoyo para el desarrollo de la presente investigación.

RESUMEN A nivel mundial la eliminación de desechos requiere de una debida gestión de residuos. Por lo tanto, es importante contar con los conocimientos adecuados en cuanto a la disposición final de los mismos, así como el adecuado uso de equipamiento para su gestión. Sin embargo, aún existen países en los cuales la disposición final de los desechos no cumple esta correcta gestión del residuo (recepción, clasificación, disposición final, entre otros) lo cual ha causado problemas tanto a la salud humana como al medio ambiente por los gases de efecto invernadero que pueden generar; por lo cual es evidente el incumplimiento con los objetivos de desarrollo sostenible.

Es así, que como parte de las iniciativas planteadas a nivel mundial está la disminución de desechos, con el fin de contribuir con el cambio climático y algunos problemas de salud humana. Una de las soluciones que se vienen planteando en los últimos tiempos es la adecuada selección de vertederos de basura. La presente investigación tiene como objetivo la localización de vertederos de escombros, siendo los mismos de gran acumulación a nivel municipal, ya que el sector de la construcción es una actividad que no ha parado en las últimas décadas ya que viene de la mano del desarrollo de las ciudades tanto en infraestructura como de servicios.

La selección de vertederos de escombros o escombreras en el Distrito Metropolitano de Quito (DMQ) de manera adecuada es parte de una planificación municipal importante que tiene como fin prevenir problemas ambientales. Por lo tanto, la presente investigación propone el análisis de varios criterios con el fin de seleccionar sitios óptimos para el funcionamiento de escombreras en el DMQ. La metodología planteada emplea el uso de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) en combinación con los métodos multicriterios (MMC). Dando como resultado la ubicación de escombreras en las afueras de la ciudad de Quito, mostrándose como sitios idóneos para su buen funcionamiento.

Palabras claves: Escombros, escombreras, métodos multicriterios, sistemas de información geográfica, vertederos.

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ABSTRACT Worldwide, waste disposal requires proper waste management. Therefore, it is important to have adequate knowledge regarding their final disposal, as well as the proper use of equipment for their management. However, there are still countries in which the final disposal of waste does not comply with this correct waste management (reception, classification, final disposal, among others), which has caused problems for both human health and the environment due to gases greenhouse effect they can generate; Therefore, the non-compliance with the sustainable development objectives is evident.

Thus, as part of the initiatives proposed worldwide is the reduction of waste, in order to contribute to climate change and some human health problems. One of the solutions that have been proposed in recent times is the proper selection of garbage dumps. The objective of this research is to locate rubble dumps, being the same of great accumulation at the municipal level, since the construction sector is an activity that has not stopped in recent decades since it comes hand in hand with the development of cities both in infrastructure and services.

The selection of rubble dumps or rubble dumps in the Metropolitan District of Quito (DMQ) in an appropriate way is part of an important municipal planning that aims to prevent environmental problems. Therefore, the present investigation proposes the analysis of several criteria in order to select optimal sites for the operation of dumps in the DMQ. The proposed methodology employs the use of Geographic Information Systems (GIS) in combination with multi-criteria methods (MMC). Resulting in the location of dumps on the outskirts of the city of Quito, showing themselves as ideal places for their proper functioning.

Keywords: Multicriteria metods, geographic information system, landfill, debris.

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TABLA DE CONTENIDOS TABLA DE CONTENIDOS ............................................................................................................................. 7 LISTA DE FIGURAS....................................................................................................................................... 9 LISTA DE TABLAS....................................................................................................................................... 10 ACRÓNIMOS ............................................................................................................................................. 11 1.

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 12 1.1

ANTECEDENTES ........................................................................................................................ 12

1.2

OBJETIVO GENERAL .................................................................................................................. 14

1.3

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................................... 14

1.4

HIPÓTESIS ................................................................................................................................. 14

1.5

PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN .............................................................................................. 15

1.6

JUSTIFICACIÓN.......................................................................................................................... 15

1.7

ALCANCE ................................................................................................................................... 16

2.

REVISIÓN DE LITERATURA ............................................................................................................ 18 2.1

MARCO TEÓRICO ...................................................................................................................... 18

2.1.1

Residuos Sólidos

18

2.1.2

Situación actual del manejo de escombros en el DMQ

19

2.1.3

Método constructivo de una escombrera

21

2.1.4

Operación de una escombrera

22

2.1.5

Referencia Normativa para el manejo de escombreras

25

2.2

MARCO HISTÓRICO .................................................................................................................. 25

2.2.1

Caso de estudio: India

26

2.2.2

Caso de estudio: Sur de Texas

26

2.2.3

Caso de estudio: Norte de Sinaí

26

2.2.4

Revisión de modelos para la ubicación de residuos sólidos urbanos

27

2.2.5

Caso de estudio: Malasia

27

2.2.6

Caso de estudio: Noreste de Grecia

28

2.2.7

Caso de estudio: Akure en Nigeria

28

2.2.8

Caso de estudio: Songkhla en Tailandia

29

2.2.9

Caso de estudio: Shiraz en Irán

29

2.2.10

Caso de estudio: Mahallat al noroeste de Irán

30

2.2.11

Revisión de métodos de selección de sitios de rellenos sanitarios

30 7

2.3

2.3.1

MARCO METODOLÓGICO......................................................................................................... 31

Sistemas de información geográfica

31

2.3.1.1 Escala de la información

31

2.3.1.2 Raster binario

32

2.3.1.3 Distancia euclidiana

32

2.3.1.4 Reescalado de coberturas

32

2.3.2

Métodos Multicriterio

34

2.3.2.1 Proceso de Jerarquía Analítica

35

2.3.3

35

3.

Verificación de resultados

METODOLOGÍA............................................................................................................................. 37 3.1

ÁREA DE ESTUDIO .................................................................................................................... 37

3.2

FLUJOGRAMA DE ACTIVIDADES ............................................................................................... 38

3.3

DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA........................................................................................ 39

3.4

JUSTIFICACIÓN DE LA METODOLOGÍA ..................................................................................... 54

4

RESULTADOS Y DISCUSIÓN........................................................................................................... 55 4.1

RESULTADOS ............................................................................................................................ 55

4.2

DISCUSIÓN ................................................................................................................................ 65

5

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................................................................... 69 5.1

CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 69

5.2

RECOMENDACIONES ................................................................................................................ 71

6

REFERENCIAS ................................................................................................................................ 73

7.

ANEXOS ........................................................................................................................................ 76

GLOSARIO DE TÉRMINOS ......................................................................................................................... 76

8

LISTA DE FIGURAS Figura 1: Escombrera conformada por taludes Figura 2: Movimiento de escombros Figura 3: Disposición de escombros Figura 4: Ubicación del área de estudio Figura 5: Metodología Figura 6: Información levantada Figura 7: Estandarización de información Figura 8: Geoprocesos aplicados a la información estandarizada Figura 9: Método multicriterio para la selección de sitios aptos para una escombrera en el DMQ Figura 10: Sitios que cumplen el 95% de criterios de selección.

9

LISTA DE TABLAS Tabla 1: Escombreras del DMQ ................................................................................................ 19 Tabla 2: Características de la información recopilada ............................................................... 40 Tabla 3: Clasificación de coberturas .......................................................................................... 42 Tabla 4: Procesos de estandarización de criterios ..................................................................... 46 Tabla 5: Geoprocesos para cada criterio .................................................................................... 49 Tabla 6: Jerarquización y ponderación de criterios ................................................................... 51 Tabla 7: Ficha de validación en campo ..................................................................................... 53 Tabla 8: Cumplimiento de criterios del MMC........................................................................... 58 Tabla 9: Validación del sitio San Antonio de Pichincha ........................................................... 61 Tabla 10: Validación del sitio de Lloa ....................................................................................... 62 Tabla 11: Validación del sitio Pifo ............................................................................................ 63 Tabla 12: Validación del sitio de Pintag .................................................................................... 64

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ACRÓNIMOS Abreviatura EMGIRS-EP: DMQ: MMC AHP: SIG: TOPSIS:

Definición Empresa Pública Metropolitana de Gestión de Residuos Sólidos.

Distrito Metropolitano de Quito.

Método multicriterio Proceso analítico jerárquico AHP (Analytic hierarchy process) Sistema de Información Geográfica Técnica para ordenar las preferencias por similitud para una solución ideal TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) (Villacreses, 2017)

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1. INTRODUCCIÓN 1.1 ANTECEDENTES El crecimiento poblacional y las actividades antropogénicas han acelerado el crecimiento urbano de las ciudades en las últimas décadas. Las tasas de crecimiento poblacional de las ciudades a nivel mundial, combinadas con su enorme población base, ha dejado a muchas ciudades sin servicios básicos, infraestructura como suministros de agua, saneamiento, alcantarillado y gestión de residuos sólidos. Más el incremento de prácticas insostenibles en cuanto al manejo de residuos sólidos, han generado que muchas ciudades colapsen y tengan graves problemas ambientales, sociales y económicos (Sumathi, 2008). Como resultado de estas prácticas se ha evidenciado fenómenos como el del cambio climático que se vive a nivel mundial que ha aumentado a partir de la era preindustrial, como el crecimiento económico, demográfico, el mayor uso de combustibles fósiles, la agricultura moderna a gran escala y la alteración del uso del suelo (IPCC, 2014). Por lo tanto, la generación de desechos tiene un justificativo en cuanto a su procedencia. Actualmente, la solución es reducirlos o eliminarlos desde la creación de conciencia ambiental de la población mundial.

A pesar de los esfuerzos mundiales para reducir, recuperar, reciclar, reusar y eliminar los residuos sólidos, los vertederos siguen siendo el método más utilizado. Los vertederos incorporan un método diseñado para la eliminación de residuos sólidos minimizando los riesgos ambientales esparciendo los desechos sólidos en capas delgadas, compactando los desechos sólidos al volumen práctico más pequeño y la aplicación de una cubierta al final del tiempo de vida útil o de operación (Sumathi, 2008).

El problema de los residuos sólidos ha asumido dimensiones significativas especialmente en los centros urbanos. En general, los desechos domésticos, hospitalarios, industriales y otros desechos, se han convertido en un problema perenne a medida que continúa causando contaminación ambiental y degradación. Es así, que al combinar los desechos con las condiciones climáticas da como resultado graves problemas ambientales con importantes dimensiones locales y globales (Pasalari & Nabizadeh, 2019).

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Por lo tanto, la necesidad actual a nivel mundial es idear un sistema eficiente de gestión de residuos sólidos en donde los tomadores de decisiones y los planificadores de gestión de residuos puedan lidiar con el aumento de la complejidad, la incertidumbre que está asociada a este problema social, económico y ambiental (Sumathi, 2008).

Por otra parte, el crecimiento poblacional a medida que transcurren los años va a continuar elevándose potencialmente; es así que para el año 2040 se proyecta que la población de Quito alcance los 3.439.166 millones de habitantes. Lo cual, indica que la producción de residuos sólidos también aumentará. El DMQ frente a estos sucesos ha previsto acciones que permitan el manejo óptimo de los residuos. Actualmente, Quito cuenta con una población de 2.781.641, a comparación del 2010 que tenía una población del 2.576.287 (INEC, 2020). Es evidente su crecimiento poblacional por ende su expansión territorial. El último censo indica que la mayoría de la población reside en los centros urbanos y es donde se prevé un mayor incremento de población y de infraestructura, por lo tanto es donde se genera la mayoría de residuos.

En Quito la gestión de residuos es manejada por la Empresa Pública Metropolitana de Gestión Integral de Residuos Sólidos (EMGIRS-EP), la cual se encarga de gestionar efectivamente los residuos sólidos del Distrito Metropolitano de Quito (DMQ), en sus fases de transferencia, transporte, aprovechamiento, tratamiento y disposición final.

La ciudad cuenta con 2 estaciones de transferencia ubicadas en el Norte y Sur de la urbe, donde se descargan y almacenan los residuos sólidos generados en la zona centro-norte y centro-sur del DMQ. Las estaciones cuentan con andenes destinados a la separación de material reciclado (botellas de plástico, Polietileno Tereftalato-PET, aluminio, cartón, papel y vidrio). Por otra parte, el DMQ cuenta con un relleno sanitario en el cual se albergan los desechos no reciclados provenientes de las estaciones de transferencia.

Además, se realiza la gestión de residuos hospitalarios que se depositan también en el relleno sanitario previo un tratamiento óptimo que disminuya el impacto ambiental que puedan generar al estar depositados en el relleno.

Adicionalmente, se cuenta con cinco escombreras cerradas, tres escombreras, y una escombrera en funcionamiento; que actualmente, tiene una capacidad operativa del 50% la misma que cumpliría su vida útil a finales del 2020. Es así que el registro de la operación de escombreras en el DMQ, durante el año 2019, generó un volumen de escombros de 13

998.371 m3, que corresponde a un total de 98.682 usuarios que accedieron al servicio de disposición de escombros; generando un monto de recaudación de USD 620.024,78 (EMGIRS, 2020).

Finalmente, y donde se concentra la presente investigación es en el manejo de los escombros. El Municipio dispone de los mismos de manera técnica y ordenada en sitios autorizados. La selección de estos sitios ha pasado por un proceso de evaluación técnica que comprende el análisis ambiental, social y económico para su operación. La ciudad cuenta con cinco escombreras cerradas que han cumplido con su vida útil, tres escombreras suspendidas por problemas sociales, y una escombrera en funcionamiento; que actualmente, tiene una capacidad operativa del 50% la misma que cumpliría su vida útil a finales del 2020.

1.2 OBJETIVO GENERAL -

Localizar sitios óptimos para la implementación de vertederos de escombros en el Distrito Metropolitano de Quito mediante el uso de los SIG y los métodos multicriterio.

1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS -

Definir los criterios que se deben considerar en el uso de métodos multicriterio para la selección de sitios óptimos para escombreras.

-

Procesar cada criterio mediante el uso de los sistemas de información geográfica y la combinación de los métodos multicriterios.

-

Validar los resultados obtenidos en el análisis técnico mediante datos tomados in situ.

1.4 HIPÓTESIS La aplicación de métodos multicriterio permite la identificación de sitios óptimos para la implementación de escombreras en el DMQ.

14

1.5 PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN -

¿Existe un método específico para la selección de sitios óptimos para la implementación de escombreras?

-

¿Los sistemas de información geográfica permiten la ubicación de escombreras sin necesidad de combinarlos con los métodos multicriterio?

-

¿Cuáles son los trabajos relacionados que podrían ser utilizados para solucionar esta propuesta técnica?

-

¿Los datos in situ permitirán validar los resultados obtenidos en la presente investigación?

1.6 JUSTIFICACIÓN La ubicación de un relleno sanitario requiere de un amplio proceso de evaluación para identificar el mejor lugar de disposición disponible. Esta ubicación debe cumplir con los requisitos de las regulaciones gubernamentales y al mismo tiempo debe minimizar la economía, el medio ambiente, la salud y costos sociales. El procedimiento de selección del sitio, sin embargo, debe aprovechar al máximo la información disponible y asegurar que el resultado del proceso sea aceptable por la mayoría de los tomadores de decisión. Por lo tanto, la ubicación de las escombreras en general requiere del procesamiento de variedad espaciales y de su correcto análisis (Sánchez, 2017).

Actualmente, la EMGIRS no cuenta con una metodología establecida para la identificación de sitios óptimos para la implementación de escombreras que brinden el servicio de disposición final de residuos provenientes de la construcción, arreglos viales, movimientos de tierra, entre otros; la búsqueda de sitios adecuados se lo realiza mediante visitas técnicas, generalmente a quebradas a fin de evaluar las condiciones físico ambientales, proceso que no brinda los resultados esperados.

La disposición de escombros en la actualidad se lo realiza en una sola escombrera, ubicada en la avenida Simón Bolívar frente a la Planta de Tratamiento de Agua El Troje en la ciudad de Quito, a la altura del Parque Metropolitano del Sur (recorrido sur - norte, a 10 minutos desde el intercambiador de Guajalo). El registro de la operación de las escombreras operativas durante el año 2019 refleja un volumen de escombros de 998.371 15

m3, que corresponde a un total de 98.682 usuarios que accedieron al servicio; generando un monto de recaudación de USD 620.024,78. Por otra parte, los registros del volumen cubierto entre el año 2015 a junio de 2020 indica que corresponde a 8.258.712,35 m3 (EMGIRS, 2020).

Por lo expuesto, si la población y las actividades antropogénicas siguen en aumento la generación de escombros también incrementará y el registro del volumen de los últimos años lo evidencia. Es así, que con la metodología planteada en la presente investigación se propone un levantamiento de bibliografía e información espacial exhaustiva del DMQ con el fin de generar los productos cartográficos necesarios para la toma de decisiones.

Además, para el desarrollo de la presente se propone el uso de los Sistemas de Información Geográficos (SIG) con el fin de combinarlos con los métodos multicriterio.

1.7 ALCANCE El Distrito Metropolitano de Quito, se ubica en la provincia de Pichincha en el cantón Quito, posee una superficie de 423.055,43 Ha. La presente investigación se centra en la búsqueda de sitios óptimos para la operación de nuevas escombreras en el DMQ. La selección está basada en el uso de los SIG en combinación con los métodos multicriterio. Se consideraron varios criterios los cuales poseen un peso dentro del análisis. Además, se consideraron criterios restrictivos; es decir, son coberturas que van a ser descartadas del análisis.

La metodología propuesta consiste en el levantamiento de información, selección de criterios y ponderación de los mismos de acuerdo a la magnitud del impacto. Los criterios son coberturas espaciales tanto en formato raster como vector que son procesados y estandarizados para el respectivo análisis. Con la información procesada se aplica el método multicriterio el cual da como resultado la selección de sitios. Si bien es cierto, esta metodología puede ser subjetiva para lo cual se ha considerado el criterio técnico de expertos en el tema, así como bibliografía de alto impacto que permita disminuir dicha subjetividad con el fin de que el resultado sea una herramienta para la toma de decisiones (Villacreses, 2017).

16

Por otra parte, se espera que los resultados obtenidos sean considerados por las autoridades del Municipio de Quito con el fin de garantizar la disposición adecuada de los desechos sólidos y/o escombros que la población de la ciudad genera.

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2. REVISIÓN DE LITERATURA 2.1 MARCO TEÓRICO 2.1.1

Residuos Sólidos

Es el desperdicio o desecho que se generan en los núcleos urbanos o en sus zonas de influencia. Según la Ordenanza Metropolitana No. 001 del DMQ, los residuos sólidos se clasifican para su separación en: orgánicos o compostables, e inorgánicos, que pueden ser reciclables y no aprovechables (DMQ, 2019).

-

Los residuos sólidos orgánicos compostables: son aquellos que pueden ser metabolizados por medios biológicos cuya lista descriptiva pero no limitativa es: restos de comida, sin incluir lácteos, ni carnes en general, restos de jardinería, hojas y ramas, madera y frutas y verduras.

-

Los residuos sólidos inorgánicos secos reciclables son: el vidrio de botella en colores verde, ámbar y transparente, papel y cartón, plásticos como PET, polietileno de alta y baja densidad, polipropileno y otros similares, aluminio, latas de acero y metales ferrosos, todos los cuales deben almacenarse limpios. Sin incluir los vidrios de focos, tubos fluorescentes, espejos o parabrisas de vehículos automotores.

-

Los residuos sólidos inorgánicos no aprovechables: son aquellos que no tienen un uso potencial posterior, entre los que se encuentran: residuos sanitarios, pañales desechables, polietileno, papel higiénico, toallas femeninas, gasas y algodones usados, tetraempaques y los demás que no estén incluidos en las otras clasificaciones, y que por su naturaleza no sean aprovechables.

La clasificación de los residuos sólidos en cuanto a su origen, se clasificarán en: residuos domésticos no peligrosos, residuos domésticos peligrosos, residuos viales, residuos industriales no peligrosos, residuos comerciales, residuos hospitalarios, residuos institucionales, escombros y otros, residuos peligrosos, residuos orgánicos de actividades de faenamiento de tipo artesanal; y, residuos infecciosos de animales (MDQ, 2019).

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Como se observa entre la clasificación de los residuos sólidos en cuanto a su origen tenemos a los escombros que son aquellos que se generan por producto de construcciones, demoliciones y obras civiles; tierra de excavación, arenas y similares, madera, materiales ferrosos y vidrio; chatarra de todo tipo que no provenga de las industrias, llantas de automóviles, ceniza producto de erupciones volcánicas, material generado por deslaves u otros fenómenos naturales (MDQ, 2019).

2.1.2

Situación actual del manejo de escombros en el DMQ

Según Ordenanza Metropolitana No. 001 del DMQ la Empresa Pública Metropolitana de Gestión Integral de Residuos Sólidos (EMGIRS-EP) tiene la competencia sobre la operación de escombreras. Por lo tanto, es la responsable de: la recepción y clasificación, homogenización, tendido, hidratación, compactación, conformación de plataformas, conformación de bermas, conformación de taludes y conformación de drenajes.

En la ciudad de Quito se han operado escombreras desde el año 2015 hasta la actualidad.

De las cuales, cinco se encuentran cerradas por cumplir con su vida útil, tres suspendidas por problemas sociales y una en operación al 50% de capacidad y se prevé su funcionamiento hasta finales del 2020, los detalles de las mismas se observan en la siguiente Tabla 1: Tabla 1: Escombreras del DMQ

Período de Operación

Nombre

2015 – 2017

Piedras Negras

2015 – 2017

Troje 4 – Fase I

2017

Troje 4 – Fase II

2017 – 2018

Oyacoto

Ubicación Ubicada a 7,5 km desde el Redondel de Pifo vía a Papallacta (Sector La Virginia).

Ubicada en la avenida Simón Bolívar frente a la Planta de Tratamiento de Agua El Troje, a la altura del Parque Metropolitano del Sur (recorrido sur - norte, a 10 minutos desde el intercambiador de Guajaló).

Ubicada en la avenida Simón Bolívar frente a la Planta de Tratamiento de Agua El Troje, a la altura del Parque Metropolitano del Sur (recorrido sur - norte, a 10 minutos desde el intercambiador de Guajaló).

Ubicada en la Panamericana Norte, antes del peaje de Oyacoto vía Guayllabamba ingreso 3.5km, Comuna San Francisco de

Estado de Operación CERRADA

CERRADA

CERRADA

SUSPENDIDA 19

2017 – 2020

El Semillero

2018

Luis Tamayo

2018 – 2019

Parque Río Grande

2018 – 2020

Santa Ana

2019 – 2020

Troje 4

Oyacoto.

Ubicada en la Quebrada Gualapata, comuna San José de Cocotog. Ingreso 4.5 km hacia el Este del Redondel de Gualo en la Av. Simón Bolívar.

Ubicada en las calles L y A, en el barrio de Santa Ana perteneciente a la parroquia La Merced, a 4,8 km al sur del Relleno Sanitario de Quito.

Ubicada en la Quebrada Río Grande en el tramo comprendido entre la calle Pilaló y calle Ajaví, detrás del Parque Lineal Quito Sur (Los Tubos).

Ubicada en la calle Vicente Rocafuerte, en el barrio de Santa Ana perteneciente a la parroquia La Merced, a 4,8 km al sur del Relleno Sanitario El Inga.

Ubicada en la avenida Simón Bolívar frente a la Planta de Tratamiento de Agua El Troje, a la altura del Parque Metropolitano del Sur (recorrido sur - norte, a 10 minutos desde el intercambiador de Guajaló).

SUSPENDIDA

CERRADA

CERRADA

SUSPENDIDA

EN OPERACIÓN

Fuente: EMGIRS, 2020

El DMQ ha tenido en los últimos años un incremento de las actividades de construcción y demolición, lo que ha generado importantes cantidades de desechos que son distribuidos entre las distintas escombreras municipales autorizadas y clandestinas en forma incontrolada. La construcción y remodelación de viviendas, proyectos viales, construcción de drenajes para el agua potable y alcantarillado generan una gran cantidad de escombros.

Para lo cual, es importante tener un lugar adecuado para su disposición final. Los sectores que producen escombros se han clasificado de la siguiente manera: -

Sector de la edificación de vivienda: construcción y mantenimiento de viviendas.

-

Sector de edificación utilitaria: construcción, renovación y mantenimiento de oficinas, comercios, bodegas, industrias y equipamientos.

-

Sector de la infraestructura: construcción de carreteras, puentes, túneles, etc.

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Por otro lado, al no disponer de un lugar técnico para la disposición final de estos residuos, el inadecuado manejo de los escombros contribuye a la contaminación de los suelos y las aguas, al deterioro del paisaje natural y de los centros urbanos, promoviendo la proliferación de descargas clandestinas lo cual afecta a la salud pública por la propagación de vectores transmisores de enfermedades.

Además, para aportar con lo expuesto se ha identificado un déficit de sitios para depósito de escombros, lo que implica que los usuarios tengan que recorrer largas distancias para la disposición final de los materiales producto de derrocamiento, excavaciones y demoliciones. Esto implica un incremento del costo por la distancia de acarreo del m3 del material evacuado.

Asimismo, se ha identificado que la información de la producción de escombros en el DMQ, carece de una buena base estadística histórica. Por lo que, resulta difícil obtener un valor fijo del volumen de material generado. Esto se debe en gran parte a la informalidad de las construcciones en varios sectores de la ciudad y la existencia de depósitos clandestinos en varias quebradas o zonas abandonadas; aspecto que ha resultado difícil de controlar para las autoridades.

Respecto a la gestión de los escombros, es importante indicar que la gestión de escombreras involucra un trabajo continuo a fin de determinar sitios adecuados y su manejo de manera técnica en observancia a la reglamentación ambiental pertinente. Una falta de previsiones y control al respecto causaría una disposición clandestina de escombros en quebradas, lotes baldíos e incluso recursos hídricos, con las consecuentes afectaciones ambientales que esto ocasiona. Un problema importante dentro de la disposición final de los escombros, es no contar con un modelo integral de gestión para el efecto. El manejo técnico en sitios es precario y es prácticamente nulo el control de cantidades y calidades de las entregas.

2.1.3

Método constructivo de una escombrera

En el DMQ se ha evidenciado que el método utilizado para la construcción de escombreras es mediante fases ascendentes superpuestas, con el fin de aportar mayor estabilidad disminuyendo los taludes finales. Además, considerando que la topografía es suave y permite aprovechar el tránsito de los vehículos que transportan el escombro, logrando la compactación inicial y una mejor compactación final de los materiales depositados. Las 21

escombreras son susceptibles a la erosión por las aguas de escorrentía, a pesar de tener taludes inferiores, debido a que las superficies son largas y sin bermas intermedias. Este método considera el vertido interno de los escombros, empuje de los mismos y compactación con tractor (Ayala & Rodriguez, 1986), ver Figura 1.

Figura 1: Escombrera conformada por taludes Fuente: EMGIRS, 2020

2.1.4

Operación de una escombrera

La operación de la escombrera maneja un protocolo que comprende: -

Ingresar y registrar el vehículo y vertido de materiales: El ingreso a la escombrera se realiza a través de las vías de acceso destinadas pare este fin, se efectúa el control del tipo de material a depositarse, posteriormente se realiza el registro del vehículo o volqueta en la garita, la recaudación por el servicio para los clientes que no cuentan con contrato y el registro del ticket prepago o generación de ticket para los que mantienen contrato con la empresa (EMGIRS, 2019).

-

Descarga de escombros: A continuación, deberán dirigirse al área correspondiente de acuerdo a las indicaciones del personal de la escombrera, quienes tienen la obligación de acompañar y dirigir al vehículo que realizará la descarga al sitio de acopio o área de maniobras para los procesos de reciclaje y empuje. Además, deben verificar visualmente el tipo de materiales vertidos y reportar cualquier inconveniente, a fin de que en los niveles intermedios del vehículo se transporte el mismo material y no otro que pueda poner en riesgo la estabilidad de la escombrera (EMGIRS, 2019).

-

Reciclaje: Dentro del sitio de acopio de la escombrera existe un área para realizar actividades de separación y selección de materiales, sitio en el cual se puede permitir el reciclaje de determinados materiales, a través de gestores o en convenio con Asociaciones de recicladores. Esta área se encuentra localizada cerca de la zona de descarga, con la finalidad de que una vez retirados los materiales reciclados, 22

estos sean incorporados al cuerpo de la escombrera. Conforme avanza el llenado de la escombrera, cambia el frente de descarga como el área de maniobras de los equipos (EMGIRS, 2019).

-

Movimiento de escombros: El movimiento de escombros, se refiere al extendido o tendido del material en capas promedio de 50 cm, a lo largo del cuerpo de la escombrera mediante el empleo del Tractor. Este proceso se realiza tras la recepción del material en el área de acopio de la escombrera, para lo cual se debe considerar las siguientes condiciones: o Si llega material “limpio” (sin residuos de plásticos, madera, vidrio, desechos de construcción) se tiende el material y se dispondrán como capa superficial de compactación sobre los desechos citados anteriormente. o Si llegan lodos con una alta saturación de humedad, debe destinarse un lugar adecuado donde se dejará un tiempo para que se sequen.

El tractor empuja el material (ver Figura 2) y lo extiende en las zonas que componen el cuerpo de la escombrera, empleando criterios técnicos para conformar de esta manera el ascenso de la escombrera, hasta que alcance su capacidad conforme lo determinado en los estudios de prefactibilidad, factibilidad y diseños técnicos definitivos de ingeniería ejecutados, los cuales son específicos de cada escombrera previo su funcionamiento efectivo (EMGIRS, 2019).

Figura 2: Movimiento de escombros Fuente: EMGIRS, 2020

-

Compactación escombros: Se entenderá por compactación de los escombros, al mejoramiento de sus propiedades mecánicas. Debido principalmente a que el peso específico del material crece gradualmente bajo la acción natural de las sobrecargas y degradación que provoca la expulsión de aire y agua. El método de compactación, 23

será netamente mecánico por lo cual el rodillo pata de cabra se encargará de esta etapa, una vez se haya extendido el material en el lugar indicado. La compactación se realizará mediante pasadas de cada una de las maquinarias de manera alternada, se deberá realizar un mínimo de 4 pasadas en sentido horizontal y transversal para alcanzar una compactación eficaz, ver Figura 3 (EMGIRS, 2019).

Pasada Transversal

Pasada Horizontal Figura 3: Disposición de escombros Fuente: EMGIRS, 2020

La diversa composición granulométrica de los escombros no permite que se logre obtener una compactación homogénea, ya que los materiales que ingresarán contendrán aproximadamente un 80% de tierra contaminadas con materiales de construcción y un 20% de materiales con concreto. Es por eso que la compactación del área será variada entre un 40% a un 80%, logrando alcanzar en lugares donde se vierta únicamente tierra hasta un 100 % de compactación. Posteriormente se va conformando las plataformas de acuerdo a lo determinado en los estudios de prefactibilidad, factibilidad y diseños técnicos definitivos de ingeniería ejecutados, los cuales son específicos de cada escombrera previo su funcionamiento efectivo (EMGIRS, 2019).

-

Conformación de plataformas, bermas y taludes: En base al avance de la escombrera se deberá efectuar el perfilado de taludes según los diseños de estabilidad. El perfilado de taludes se lo realizará con el uso de la excavadora de oruga, dejando los taludes con la pendiente de reposo o con la pendiente proyectada determinadas en los estudios de prefactibilidad, factibilidad y diseños técnicos definitivos de ingeniería ejecutados, los cuales son específicos de cada escombrera previo su funcionamiento efectivo; a fin de evitar deslizamientos y procurando la fácil colocación de la capa vegetal (EMGIRS, 2019).

24

2.1.5

Referencia Normativa para el manejo de escombreras

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Constitución del Ecuador.

-

Código Orgánico de Organización Territorial, Autonomía y Descentralización (COOTAD) Art. 55 literal d).

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Ordenanza Metropolitana N° 0323. Creación de la empresa pública denominada “Empresa Pública Metropolitana de Gestión Integral de Residuos Sólidos (EMGIRS-EP).

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Ordenanza Metropolitana N° 0213. Ordenanza Sustitutiva del Título V; “DEL MEDIO AMBIENTE”, Libro Segundo del Código Municipal para el Distrito Metropolitano de Quito.

-

Ordenanza Metropolitana Nº 0404. Ordenanza Metropolitana Reformatoria de la Ordenanza Metropolitana Nº 0213, sustantiva del Título V, "DEL MEDIO AMBIENTE", del Libro Segundo del Código Municipal.

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Ordenanza Metropolitana Nº 0332. Ordenanza Metropolitana de Gestión Integral de Residuos Sólidos del DMQ.

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Norma NTE INEN 2266:2010. Transporte, Almacenamiento y Manejo de Materiales Peligrosos.

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Acuerdo Ministerial Nº 142. Listado Nacional de Sustancias Químicas Peligrosos, Desechos Peligrosos y Especiales.

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Acuerdo Ministerial Nº 161. Reforma los títulos V y VI del Texto Unificado de la Legislación Secundaria del Ministerio del Ambiente "reglamento para la prevención y control de la contaminación por sustancias químicas peligrosas, desechos peligrosos y especiales".

2.2 MARCO HISTÓRICO Dado que los vertederos representan un riesgo potencial para la salud humana y el medio ambiente circundante, la selección del lugar apropiado para este tipo de usos es un esfuerzo importante que debe llevarse a cabo con mucho cuidado. La elección de una ubicación adecuada para los vertederos depende de varios factores y restricciones. Muchas investigaciones se han centrado en la localización de sitios para residuos sólidos o 25

desechos sanitarios; y para la presente investigación se ha considerado no solo el uso u objetivo de estos estudios sino su metodología; con el fin de adaptarla al presente trabajo.

Es así que a continuación se nombran algunos autores y sus trabajos considerados para esta investigación: 2.2.1

Caso de estudio: India

En el 2008, Sumathi publica su investigación “Enfoque basado en GIS para la ubicación optimizada de vertederos de residuos sólidos urbanos” en el cual indica que el aumento exponencial de la población ha creado la necesidad de desarrollar sistemas de gestión de residuos eficientes y sostenibles. En este sentido, muestra en su investigación que la evaluación multicriterio ha ganado una importancia considerable para lograr la ubicación de un nuevo vertedero. Además, lo ha combinado con un análisis de superposición utilizando un sistema de información gráfica. Se consideró varios factores en el proceso de ubicación, incluida la geología, los recursos de suministro de agua, el uso del suelo, los sitios sensibles, la calidad del aire y la calidad del agua subterránea. Se asignaron ponderaciones a cada criterio en función de su importancia relativa y calificaciones de acuerdo con la magnitud relativa del impacto (Sumathi, 2008).

2.2.2

Caso de estudio: Sur de Texas

En este mismo año, Chang propone una “Combinando SIG con métodos de evaluación multicriterio para determinar la ubicación de un relleno sanitario en una región urbana de rápido crecimiento al sur de Texas”. En esta investigación se propone un análisis de decisiones multicriterio difuso junto con un análisis geoespacial para la selección de vertederos. En la primera etapa de esta investigación se hace uso de los mapas temáticos en el sistema de información geográfica (SIG) junto con variables ambientales, biofísicas, ecológicas y socioeconómicas que llevan a sustentar el análisis de la segunda etapa donde se utiliza el método difuso para la toma de decisiones multicriterio como herramienta.

Además, se consideró ponderaciones de cada mapa temático previo a la obtención de los resultados que mostraron que el análisis propuesto puede ayudar a reconocer los pros y los contras de áreas potenciales para la localización de vertederos en cualquier región (Chang, Parvathinathan, & Breeden, 2008).

2.2.3

Caso de estudio: Norte de Sinaí 26

Effat en el 2012, desarrolla su investigación con el fin de obtener el “Mapeo de posibles vertederos para las ciudades del norte de Sinaí utilizando evaluación espacial multicriterio”. En esta investigación se indica que muchas ciudades egipcias eliminan sus desechos sólidos en sitios abiertos. En la península del Sinaí, las ciudades están ubicadas en las zonas costeras o en los desiertos. Para enfrentar esta problemática el autor propone la combinación de tres escenarios: el primero es el ambiental donde usa como factores de análisis el suelo; permeabilidad y agua subterránea, así como unidades de cobertura terrestre vulnerables, fallas y arroyos. El segundo escenario es el económico donde incluye pendientes, redes de carreteras y líneas eléctricas. Finalmente el tercero que corresponde a los factores sociales como la distancia de los aeropuertos, los sitios arqueológicos y el aspecto terrestre. Prioriza el peso de un determinado escenario o dando un peso igual a los tres escenarios. Su investigación dio como como resultado un conjunto de sitios candidatos para cada ciudad en la región (Effat, 2012).

2.2.4

Revisión de modelos para la ubicación de residuos sólidos urbanos

En el 2014, Eiselt, propone una revisión del “Modelado para la ubicación de instalaciones para residuos sólidos urbanos”, en el cual indica como metodología el uso de los SIG y los métodos de evaluación multicriterio en algunos ciudades del mundo como las grandes metrópolis de Estados Unidos. Analiza diferentes clases de modelos de toma de decisiones y formula un modelo genérico de minimización de costos para este propósito. Continúan describiendo algunos modelos de evaluación multicriterio que se han utilizado para emplazamiento del vertedero. Luego, en el documento se analiza los modelos de ubicación de vertederos que han aparecido en la literatura durante los últimos cuarenta años. El trabajo concluye indicando que la evaluación multicriterio es idónea para esta problemática y que al verificar en la zona los resultados se validó la veracidad de los mismos (Eiselt & Marianov, 2014).

2.2.5

Caso de estudio: Malasia

En el 2016 Aghajani Mir, publica la “Aplicación de versiones mejoradas de TOPSIS y VIKOR en un análisis de decisiones multicriterio para desarrollar un modelo optimizado de gestión de residuos sólidos urbanos”. Se aplicó por primera vez una metodología 27

TOPSIS modificada y un análisis con VIKOR con el fin de comparar sus resultados. Al igual que otros estudios se definieron factores y restricciones que permiten la selección deseada (Mir et al., 2016).

Además, algunos autores indican que mientras más criterios o factores se utilicen en este tipo de análisis, mayor subjetividad se puede tener en sus resultados o a su vez las áreas seleccionadas pueden mostrarse reducidas y pierdan su utilidad al responder el problema planteado. En los estudios de Villacreses del 2017 se indica este particular, lo interesante del uso de estos métodos es como se acoplan a los problemas y la diversidad de métodos que se pueden usar (Villacreses, 2017).

2.2.6

Caso de estudio: Noreste de Grecia

Olympia en el 2018 publica su estudio sobre “Multicriterio espacial para una sólida selección del uso de la tierra: El caso de la selección de terrenos en el noreste de Grecia”.

En donde menciona que los sistemas de apoyo a la decisión espacial multicriterio han surgido como una integración de los sistemas de información geográfica que permiten incorporar objetivos y tomadores de decisiones en conflicto o con preferencias en cuanto al uso de los modelos de decisión espacial. En este artículo, se presenta UTASTAR espacial, que es un análisis robusto basado en datos raster para garantizar los resultados. Al igual que otros estudios se plantea la selección de factores, agregación de los mismos y designación de pesos (Olympia E. Demesouka , Konstantinos P. Anagnostopoulos, 2018).

2.2.7

Caso de estudio: Akure en Nigeria

En el 2019, vario autores han centrado su interés es este tipo de investigaciones, entre ellos Ajibade Fidelis, el cual propone “Combinar el análisis de decisiones multicriterio con GIS para una ubicación adecuada vertederos en un estado nigeriano - Akure”. Este autor indica que la explosión demográfica junto con la mala gobernanza y la planificación del uso de la tierra son los responsables de la generación de residuos sólidos y su disposición final inadecuada. A pesar de la gran disponibilidad de métodos modernos para ubicar los vertederos, muchos métodos de eliminación de desechos en Akure están amontonados en sitios abiertos y son inseguros. Debido a esta falta de efectividad de estos métodos comunes se adoptó un mejor enfoque para permitir el análisis de una serie de factores cualitativos y cuantitativos para la selección del sitio. Es decir, al igual que otros estudios, este autor propone el uso de variables espaciales como factores y su jerarquización. Los 28

factores que consideraron fueron: uso del suelo, pendiente, distancia al drenaje, distancia a las características lineales, suelo, geología, distancia a la residencia y caminos con accesibilidad. A estos criterios se les asignaron clases de membresía difusas en función de su importancia en la ubicación del vertedero. Los miembros difusos de todos los criterios se superpusieron para generar el mapa de idoneidad del vertedero final que se clasificaron en cinco: no apto (34,1%), menos adecuado (50,4%), moderadamente adecuado (0,3%), adecuado (0,02%) y muy adecuado (15,5%). La técnica del Proceso de Jerarquía Analítica (AHP) se empleó en la ponderación con respeto a múltiples factores (Ajibade et al., 2019).

2.2.8

Caso de estudio: Songkhla en Tailandia

En el mismo año Ismail Kamdar, publica “Ubicación de vertederos de residuos sólidos municipales utilizando un enfoque integrado GIS-AHP: un estudio de caso de Songkhla, Tailandia”. Donde indica que la determinación de vertederos adecuados se ha vuelto indispensable en los últimos años a medida que ha aumentado la generación global de residuos y el uso de vertederos inadecuados tiene como resultado impactos negativos en el ecosistema. El estudio incluye factores morfológicos, ambientales y socioeconómicos para lograr su objetivo. El Sistema de Información Geográfica (SIG) y el Proceso de Jerarquía Analítica (AHP) se combinaron para analizar los datos obtenidos de portales en línea e instituciones gubernamentales, con un estudio reciente de los centros de producción de residuos proporcionado por la Oficina Regional de Medio Ambiente. Para ilustrar el método, se utilizó un estudio de caso de Tailandia. Se consideraron trece criterios de selección de vertederos. Este estudio identificó un área de 560,59 ha como muy apta para vertederos, 993,19 ha como muy apta y 180,72 ha como moderadamente apta, y el resto del área de estudio no es apta para vertederos (Kamdar, Ali, Bennui, & Techato, 2019).

2.2.9

Caso de estudio: Shiraz en Irán

Por otra parte, Hasan Pasalari publica “Selección del vertedero mediante un sistema híbrido de AHP-Fuzzy en un entorno GIS: un estudio de caso en la ciudad de Shiraz, Irán”.

Donde indica que la selección adecuada del sitio del relleno sanitario es un proceso de planificación municipal importante que previene los problemas ambientales, incluida la contaminación del agua impuesta por los rellenos sanitarios insalubres. En esta investigación se usó un método simplificado de toma de decisiones multicriterio en un entorno GIS. Los criterios que se utilizaron fueron: agua superficial, agua subterránea, uso 29

de la tierra, distancia al pozo, tipo de suelo, pendiente, área protegida, falla en el grupo ambiental, área residencial, carretera, aeropuerto, aldeas, infraestructura, área histórica, dirección del viento en grupo socioeconómico. Seguido se determinó el peso de cada criterio con base en el conocimiento de los expertos con el uso del proceso de jerarquía analítica (AHP). Los resultados de la investigación arrojaron que la distancia al área residencial y las aguas subterráneas (con un peso de 0.36 y 0.28) fueron los criterios más importantes para la selección del sitio del relleno sanitario (Pasalari & Nabizadeh, 2019).

2.2.10 Caso de estudio: Mahallat al noroeste de Irán Asimismo, Rahimi en el 2019 publica “Selección del vertedero sostenible para residuos sólidos urbanos basado en un híbrido enfoque de toma de decisiones: Grupo difuso BWMMULTIMOORA-GIS”. En el cual presenta un marco que comprende técnicas de sistemas de información geográfica (SIG) y criterios múltiples difusos. El desarrollo de su metodología es utilizado en un área ambientalmente crítica relacionada con la ciudad de Mahallat ubicada en el noroeste de Irán. En este proceso, se usaron catorce parámetros efectivos relacionados con la sostenibilidad de la ubicación de los rellenos sanitarios; los mismos que se clasificaron en tres: ambientales, económicos y sociales. Como primera fase de desarrollo se propone las ponderaciones de los criterios que se obtuvieron aplicando el grupo difuso Best-Worst (BWM, seguido se generaron mapas de idoneidad mediante los SIG. Con el análisis espacial, Se identifican once sitios potenciales como las alternativas más adecuadas. Finalmente, estos sitios se analizan y clasifican utilizando grupos mediante el método difuso MULTIMOORA (Rahimi, Hafezalkotob, Monavari, Hafezalkotob, & Rahimi, 2019).

2.2.11 Revisión de métodos de selección de sitios de rellenos sanitarios Finalmente, se encuentra Yashar Rezaeisabzevar que en el 2020 que presenta una revisión integral de los métodos de selección de sitios de relleno sanitario, con énfasis en la toma de decisiones con múltiples criterios. Donde sus evaluaciones indican que los métodos utilizados con más frecuencia son la combinación lineal ponderada (WLC), el promedio ponderado ordenado (OWA), el proceso de jerarquía analítica (AHP), el proceso de jerarquía analítica difusa (F-AHP), proceso de red analítica (ANP) el proceso de red analítica difusa (F-ANP) y la teoría de sistemas grises, donde cada uno de estos se discuten. Además, índice que la selección de factores para seleccionar un vertedero 30

depende del sitio y tamaño que se requiera según el tipo de ciudad. En su estudio “Selección del sitio del relleno sanitario mediante la toma de decisiones de varios criterios: factores influyentes para comparar ubicaciones” ha considerado los siguientes factores la profundidad del agua subterránea, la vecindad del agua superficial, la elevación, la pendiente del terreno, la permeabilidad del suelo, la estabilidad del suelo, la susceptibilidad a las inundaciones, la litología y estratificación, las fallas, el tipo de uso del suelo, los asentamientos y la urbanización cercanos, culturales y protegidos. vecindad del sitio, dirección del viento, carreteras, ferrocarriles, proximidad a materiales de construcción, tuberías y líneas eléctricas, y proximidad a aeropuertos (Rezaeisabzevar, Bazargan, & Zohourian, 2020).

2.3 MARCO METODOLÓGICO 2.3.1

Sistemas de información geográfica

Los Sistema de Información Geográfica (SIG) son un conjunto de herramientas que integra y relaciona diversos componentes (usuarios, hardware, software, y procesos), Los SIG permiten la organización, almacenamiento, manipulación, análisis y modelización de grandes cantidades de datos, siempre y cuando estos ocupen un lugar en el espacio y puedan ser mapeables, facilitando la incorporación de aspectos socio-culturales, económicos y ambientales que conducen a la toma de decisiones de una manera más eficaz (EPCC, 2013).

Los formatos de los archivos que utilizan los SIG son de tipo vector y raster; los vectores pueden presentar una geometría de punto, línea y polígono. Mientas que los rasters son imágenes que están compuestas por celdas o pixeles. En cualquiera de los dos tipos de datos se puede encontrar con valores de identificación propios de los objetos.

Además, para el desarrollo de la investigación se ha considerado el uso de geoprocesos que son parte de los SIG, los mismos que permiten estandarizar la información antes de su análisis. Es decir, permitirán convertir las coberturas de vector a raster con el fin de lograr un análisis matricial de la información, los procesos metodológicos dentro de los SIG a considerar son los siguientes: 2.3.1.1 Escala de la información

31

La escala de un mapa es la relación entre éste y la realidad. El conocer la escala de un mapa nos permite medir distancias, determinar áreas y realizar comparaciones entre diferentes objetos (Fallas, 2003). Si la realidad es una escala 1:1, un mapa a escala 1:50.000 representaría, por ejemplo, 500 m. de una carretera en un tramo de 1 cm. Cuanto menor sea el factor de escala, mayor será ésta y a la inversa. Así hablamos de pequeña escala cuando utilizamos mapas a partir de 1:200.000, de escalas medias entre ésta y el 1:25.000 y de gran escala menores a esta. Por ende, la escala de un mapa será la que determine el nivel de información del mismo (Bravo, 2000).

2.3.1.2 Raster binario Los raster permiten un análisis matricial por estar compuestos de celdas o pixeles, los cuales tiene un valor y una localización determinada. Es decir, todo objeto en el terreno tendrá un valor. Estas matrices también pueden tener un valor binario que reflejaría la existencia o ausencia de un objeto geográfico determinado. Los valores que se usan en estás celdas son de cero (no se considera) y uno (si se considera) (Bravo, 2000).

Para el presente desarrollo se aplica esta definición para los criterios considerados como restricciones en el análisis multicriterio.

2.3.1.3 Distancia euclidiana Conceptualmente, el algoritmo euclidiano funciona del siguiente modo: para cada celda, la distancia a cada celda de origen se determina al calcular la hipotenusa con x_max y y_max como los otros dos lados del triángulo. De este cálculo se deriva la verdadera distancia euclidiana, en vez de la distancia de la celda (ESRI, 2014).

Para este desarrollo se parte de un punto, línea o polígono y se calcula un modelo de distancia euclidiana con el objetivo de indicar que sitios son más o menos favorables en el análisis. La distancia euclidiana se calcula desde el centro de la celda de origen hasta el centro de cada una de las celdas vecinas (Villacreses, 2017).

2.3.1.4 Reescalado de coberturas Como parte de la estandarización de información raster se considera el reescalado de coberturas mediante el uso de funciones que permitan la homogenización de las escalas 32

con el fin de logar la comparabilidad de las mismas. La herramienta de re-escalar por función permite usar una función matemática (línea o curva) para asignar valores de adecuación a un ráster de entrada junto con una escala continua (generalmente del 1 al 10).

Re-escalar resulta especialmente útil en modelos de adecuación. Muchas veces, la adecuación varía de forma continua al variar los valores del criterio y a menudo lo hace de forma no lineal (ESRI, 2020).

Existen algunas funciones de transformación, estandarización y reescalado de coberturas que son herramientas propias de los SIG, en este trabajo se han considerado importantes para su uso las que se mencionan a continuación: -

Función exponencial: Se utiliza cuando la preferencia aumenta con un aumento de los valores de entrada y la preferencia aumenta más rápidamente a medida que aumentan los valores de entrada (ESRI, 2020).

-

Función gaussiana: El punto medio de la distribución normal define el valor de mayor preferencia y por lo general se asigna a Escala Hasta. Los valores de preferencia decrecen a medida que los valores se alejan del punto medio hasta que, eventualmente, se alcanza la preferencia mínima. Por lo general, a los valores de entrada mínimo y máximo se les asigna el valor de Escala Desde (ESRI, 2020).

-

Función lineal: Cuando el mínimo es menor que el máximo, la preferencia de los valores mayores es mayor (ESRI, 2020).

-

Función logarítmica: Se utiliza cuando la preferencia por los valores menores de entrada aumenta rápidamente. A medida que los valores de entrada aumentan, la preferencia apenas aumenta aunque los valores de entrada aumenten (ESRI, 2020).

-

Función logística de decrecimiento: Se utiliza cuando los valores de entrada pequeños son los preferidos. A medida que los valores aumentan, las preferencias decrecen rápidamente hasta que, con valores de entrada mayores, se reducen (ESRI, 2020).

-

Función logística de crecimiento: Se utiliza cuando los valores de entrada pequeños son los menos preferidos. A medida que los valores aumentan, las preferencias aumentan rápidamente hasta que, con valores de entrada mayores, se reducen (ESRI, 2020).

33

-

Función simétrica lineal: Se utiliza cuando hay un valor específico de entrada que es el más preferido y la preferencia decrece linealmente a medida que los valores de entrada se alejan del punto simétrico (ESRI, 2020).

2.3.2

Métodos Multicriterio

Los métodos multicriterio (MMC) han tenido su origen en la economía y en la ciencia política y de la decisión (Romero, 1993). Los métodos multicriterio (MMC) son métodos matemáticos que permiten buscar un conjunto de soluciones para un mismo problema. Los problemas pueden tener un sinfín de alternativas e incertidumbres, los MMC definen criterios y una ponderación o importancia de acuerdo a la jerarquía definida, la misma que depende de los conocimientos técnicos en cuanto al problema (Barredo, 1999).

La combinación de los SIG y los métodos multicriterio facilitan encontrar las mejores localizaciones para situar los distintos usos del suelo que se deseen en una región (Barredo, 1999). La combinación de los métodos multicriterio y los SIG se basa en que cada criterio venga representado por un raster o vector, donde cada lugar del territorio es evaluado con un valor respecto a la actividad objeto de decisión (Melgarejo, M., & Moreno, 2007).

El método multicriterio que se va a desarrollar en la presente investigación es TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution), es un método de criterios múltiples para identificar soluciones a partir de un conjunto finito de alternativas. TOPSIS considera que la distancia del punto óptimo es la más alejada de la solución ideal negativa donde tiene la distancia más corta de la solución ideal positiva, lo que hace que este método este adecuado o diseñado para evitar riesgos. Por lo tanto, TOPSIS es un método confiable considerado como una buena herramienta para la toma de decisiones (Mir et al., 2016). Los siguientes son los pasos para aplicar TOPSIS: 1. Establecer la matriz de criterios, 2. Normalizar la matriz de decisión y calcular el peso de dicha matriz, 3. Determinar la solución ideal y la solución negativa, 4. Calcular las distancias para cada alternativa, 5. Calcular la cercanía relativa a la solución ideal, 6. Clasificar los criterios de acuerdo a la jerarquía preferida.

34

Por lo expuesto, es necesario que previo a la aplicación del MMC se trabaje en la ponderación de los criterios considerados en el análisis. Uno de los métodos que permite la valoración y ponderación de los mismos es el Proceso de Jerarquía Analítica (con sus siglas en inglés AHP).

2.3.2.1 Proceso de Jerarquía Analítica Thomas Saaty desarrolló el Proceso Analítico Jerárquico (AHP) como parte de los métodos multicriterio. Este método considera varios criterios y los pondera de acuerdo a su jerarquía, es decir que cada criterio tendrá un valor numérico con el fin de determinar qué variable tiene mayor prioridad. Por otra parte, la definición de la jerarquía depende de los investigadores o la bibliografía considerada, esto con el fin de disminuir la subjetividad de los MMC (Kamdar et al., 2019).

Considerando el análisis de varios criterios o factores que tienen sus propios pesos valores de sus pesos i

e independientes

. El tomador de decisiones no conoce los pero es capaz de hacer una comparación de pares entre las

diferentes alternativas. Además, se asume que los juicios cuantificados son proporcionados por el tomador de decisiones sobre pares de alternativas

, los valores asignados a

. Además, se deben presentarse según intervalos que están representados en una matriz como se indica (Villacreses, 2017):

(1)

2.3.3

Verificación de resultados

Como parte de la verificación de resultados se ha considerado la inspección de campo, la cual consiste en llenar una hoja de cumplimiento de los criterios considerados de cada sitio obtenido en los resultados del análisis SIG-MMC, con el fin de validar los mismo y confirmar que sean aptos para la implementación de un vertedero de escombros en el DMQ. Los criterios a ser verificados en campo son los siguientes: 35

-

Ubicación

-

Fotografía del sitio

-

Servicios básicos

-

Criterios considerados en el análisis multicriterio

Si los sitios seleccionados en el análisis y comprobados en campo cumplen con las especificaciones necesarias para una correcta operación de escombros se espera que este documento sea tomado como herramienta para la toma de decisiones.

36

3. METODOLOGÍA 3.1 ÁREA DE ESTUDIO El Distrito Metropolitano de Quito, capital del Ecuador ocupa el 44,6 % de la superficie de la Provincia de Pichincha, posee una gran infraestructura urbana y un desarrollo socio – económico altamente dinámico. Su topografía irregular incluye pendientes pronunciadas combinadas con áreas planas, la distribución física se presenta en forma alargada y se complementa con valles periféricos. Sus características demográficas, sumadas a una diversidad social, económica y cultural, le confieren un rol y relevancia importante en el desarrollo tanto para la Provincia como para el país.

El Distrito Metropolitano de Quito, se divide en 8 Administraciones Zonales y 1 Administración Especial Turística, conformadas por 32 parroquias urbanas y 33 parroquias rurales y suburbanas. Limita al norte con los cantones de Otavalo y Cotacachi de la Provincia de Imbabura, hacia el este con los cantones de Cayambe y Pedro Moncayo de la Provincia de Pichincha, igual que con la Provincia de Napo, hacia el sur con los cantones Mejía y Rumiñahui pertenecientes a la provincia de Pichincha y hacia el oeste con los cantones San Miguel de los Bancos y Pedro Vicente Maldonado de la Provincia de Pichincha, así como con el cantón Santo Domingo, de la Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas, ver Figura 4.

Esta área de estudio ha sido considerada como la máscara de análisis ara toda la evaluación multicriterio. Por lo cual, ha sido transformada a cobertura raster binaria que adoptó un valor de 1; con el fin de que permita hacer los cálculos deseados entre cobertura que se explican más adelante.

37

Figura 4: Ubicación del área de estudio Fuente: Silva, 2021

3.2 FLUJOGRAMA DE ACTIVIDADES En Quito desde el 2015 se ha mantenido la operación de vertederos de escombros o también conocidas como escombreras, de las cuales 5 se encuentran cerradas por cumplir con su vida útil, 3 suspendidas por problemas sociales y una en funcionamiento, de la cual se prevé que cumpla con su vida útil a finales del presente año. Por lo cual, nació la necesidad de buscar nuevos sitios para un vertedero de escombros que cumpla con las necesidades de la ciudad. La metodología planteada se basa en la combinación de los SIG en conjunto con los métodos multicriterio, esta investigación está compuesta cuatro fases para su desarrollo son los siguientes, ver Figura 5:

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Figura 5: Metodología Fuente: Silva, 2021

3.3 DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA 3.3.1

Levantamiento de información

Definida el área de estudio se procede con la recopilación de la información espacial y plana. Seguido se clasificará cada una de las coberturas como criterios o restricciones dependiendo de las características de cada una.

3.3.1.1 Recopilación de información espacial y plana del DMQ Para el desarrollo de este proceso se identifica las instituciones que manejan información referente a la zona de estudio, así como información cartográfica base; con el fin de que los análisis se realicen en base de información espacial. Entre las instituciones que se han considerado como generadores de datos cartográficos son: Secretaria de Gestión de Planificación del DMQ (SGP), Secretaría de Territorio, Hábitat y Vivienda del DMQ 39

(STHV), Secretaria de Movilidad del DMQ (SM), Secretaria de Ambiente del DMQ (SA), Petroecuador, Instituto Nacional de Patrimonio y Cultura (INPC), y el Instituto Geográfico Militar (IGM), ver Tabla 2 y Figura 6.

Tabla 2: Características de la información recopilada

Cobertura de información

a) Pendientes b) Cuerpos de agua c) Red vial d) Zona urbana e) Plan de uso y ocupación del suelo f) Concesiones mineras g) Áreas patrimoniales h) Sistema Nacional de Áreas Protegidas i) Infraestructura petrolera (SOTE)

Institución

SGP IGM SM STHV STHV STHV INPC MAE PETROECUADOR

Fuente: Silva, 2020

Año

2011 2013 2019 2019 2017 2018 2017 2019 2019

Escala

1 : 5000 1 : 50000 1 : 1000 1 : 5000 1 : 5000 1 : 50000 1 : 50000 1 : 25000 1 : 50000

Tipo

Raster Shape Shape Shape Shape Shape Shape Shape Shape

40

Figura 6: Información recopilada Fuente: Silva, 2021

41

3.3.1.2 Definición de criterios y restricciones Una vez recopilada la información y detalladas sus características se ha clasificado en criterios y restricciones de selección. Un criterio son todos los factores que influirán de manera positiva o negativa en la búsqueda de la solución; es decir con los criterios se definirá si el sitio seleccionado es apto o no apto para la implementación de un vertedero de escombros. Por otro lado, las restricciones indican los lugares donde no se podrá hacer la actividad, las restricciones pueden ser diferentes tipos como legales y ambientales (Panagiotidou, Xydis, & Koroneos, 2016). En la siguiente Tabla 3 se puede ver la clasificación de criterios y restricciones para el análisis de esta investigación.

Tabla 3: Clasificación de coberturas

Cobertura de información

a) Pendientes b) Cuerpos de agua c) Red vial d) Zona urbana e) Plan de uso y ocupación del suelo f) Concesiones mineras g) Áreas patrimoniales h) Sistema Nacional de Áreas Protegidas i) Infraestructura petrolera (SOTE)

Fuente: Silva, 2021

-

Clasificación

Criterio Criterio Criterio Criterio Criterio Criterio Restricción Restricción Restricción

Pendientes: Los valores de la distribución de la pendiente en Quito varían entre 500 y 2800 msnm. Cuando se trata de pendientes, las áreas para vertederos de escombros pueden facilitarse en antiguas canteras, que pueden mostrar una inclinación dramática del terreno. Sin embargo, considerando la situación económica y la necesidad de reducir los costos de modelado y nivelación, los valores para la selección de vertederos con respecto a la pendiente son; áreas con pendientes superiores a 15º son inadecuados, área con pendiente que varía entre 10º a 15º son menos adecuados, área con pendiente que varía entre 5º a 10º son moderadamente adecuadas y las áreas con pendientes que oscilan entre 0º a 5º son muy adecuados (criterio considerado en esta investigación). Esto indica que las áreas que son casi planas o planas son las adecuadas para ubicar los vertederos (Ajibade et al., 2019).

Sener en el 2004 afirmó que el 8-12% sería demasiado empinado, por lo que utilizó una pendiente entre 0 y 5% (Sener, 2004); mientras que Guiqin et al. (2009) 42

consideraron las áreas con una pendiente de 0 a 10% como las más apropiadas y de 40 a 50% como áreas no apropiadas para el vertedero (Guiqin, W., et. al. 2009).

-

Cuerpos de agua: Los vertederos pueden representar una amenaza significativa para las fuentes de agua superficial, si se diseñan de manera inadecuada (Kamdar et al., 2019). Según el Código Municipal 001 en la sección Parágrafo III "Prevención, Protección e Implementación" Sub Parágrafo II "Del Agua" el Art. IV.1.118.Áreas de protección de los cuerpos de agua, ríos, lagunas, embalses y cuencas hidrográficas.- numeral 3: Si se trata de un río, esta franja será de 50 metros medidos desde la ribera (orilla) máxima del río, certificada por el organismo administrativo responsable del catastro metropolitano, mediante análisis fotogramétrico y de cartografía existente, de ser necesario se verificará en sitio con equipos de precisión centimétrica. Para este análisis se ha considerado el área de amortiguamiento señalado en la normativa e indicando que mientras más lejos del cuerpo de agua se encuentre el vertedero será la mejor ubicación.

-

Red vial: Los vertederos deben tener acceso en cualquier condición que se ubiquen. Cuanto más lejos se coloque el vertedero de la carretera y sea difícil el acceso al vertedero, puede aumentar el costo asociado con el transporte y puede que no sea de interés para las autoridades involucradas en la gestión de residuos. Sin embargo, los vertederos más cercanos a la carretera hacen una mala vista estéticamente (Pasalari & Nabizadeh, 2019). En este caso de investigación se busca tener acceso a los sitios de los vertederos por tanto deberán estar cercana las vías sean principales y secundarias y cuidar el paisaje cercano; lo cual se va considerando con los demás criterios de análisis.

-

Zona urbana: La selección de un vertedero de escombros cerca de una zona residencial y urbana puede provocar diversos olores ambientales no deseados (polvo) y contaminación acústica. Como los criterios en la selección del sitio del vertedero deben estar en línea con los requisitos ambientales, el área residencial debe estar lo más alejada posible siempre y cuando el vertedero cumpla con su función (Pasalari & Nabizadeh, 2019).

-

Plan de uso y ocupación del suelo: El uso de la tierra retrata las actividades antrópicas y del medio ambiente natural. Según el plan de uso y ocupación del

43

suelo del DMQ se clasifica en: áreas residencial, múltiples, comercial y servicios, industrial, equipamiento, protección ecológica, reserva patrimonial, recurso natural, agrícola residencial y uso para desarrollo de vivienda social. Algunos autores, mencionados en el marco histórico, recomiendan que los vertederos se encuentren en suelos desnudos y las tierras en desuso como las áreas más adecuadas para la ubicación de vertederos. El objetivo de este criterio es proteger áreas altamente productivas o subdesarrolladas y asegurar bajos costos de capital. Por lo tanto, las áreas de protección ecológica se consideraron inapropiados para la ubicación de los vertederos. Las áreas industriales juegan un papel importante en el desarrollo de una región y fueron clasificadas como moderadamente adecuadas, mientras que las tierras agrícolas, pastizales y de huertos se evaluaron como menos adecuadas (Kamdar et al., 2019).

-

Concesiones mineras: Según el Código Municipal 001 en la Sección V “Del cierre de minas y de las canteras abandonadas y su uso” en el Art.

IV.1.307.-

Declaratoria de abandono.- La Autoridad administrativa a cargo del Territorio previo informe de la unidad de áridos y pétreos, mediante resolución motivada declarará el abandono de la cantera y concederá un plazo al titular minero responsable para la presentación de un plan de cierre y abandono a la Autoridad Ambiental competente para su revisión y aprobación. En la misma resolución se notificarán los incumplimientos ambientales en caso de que hubieren, para su reparación integral o el inicio de las acciones legales a las que hubiere lugar, según sea el caso. El Municipio del Distrito Metropolitano de Quito podrá considerar a las canteras declaradas abandonadas como sectores potenciales para servir como escombrera controlada; y por tanto, la entidad encargada de las escombreras, de ser su interés, deberá presentar el Plan de Cierre y obtener la Autorización Administrativa Ambiental para ese fin. Los predios donde se ubiquen las canteras declaradas abandonadas en el caso de

propiedad privada,

podrán

ser

declarados

de

utilidad

pública

y

expropiación cumpliendo los requisitos y respetando el debido proceso de conformidad con las leyes aplicables. En este sentido, para la presente investigación se considera que las áreas de concesiones mineras es el más apto siempre y cuando se encuentre en estado de abandono o cierre según la normativa.

44

-

Áreas patrimoniales: Estás áreas se deben considerar en el análisis como áreas que no pueden ser utilizadas por un vertedero. Para ello, se debe crear una zona de amortiguamiento protectora de un kilómetro alrededor de dichos sitios. Seguido de convertirse en una cobertura de corte directo en todo el análisis (Effat, 2012), (Kamdar et al., 2019) y (Pasalari & Nabizadeh, 2019).

-

Sistema Nacional de Áreas Protegidas: Un vertedero de escombros no debe estar en zonas de protección ecológica. Para este criterio, se considera como corte directo en todo el análisis, el cual adoptará un valor de 0 (Pasalari & Nabizadeh, 2019).

-

Infraestructura petrolera: Aunque es poco probable, los vertederos son propensos a incendios espontáneos; por lo tanto, debe aplicarse una distancia de amortiguamiento razonable de 50 m y por ser un riesgo de explosión requieren ser considerado como una restricción (Rezaeisabzevar et al., 2020).

3.3.2

Procesos SIG

Los sistemas de información geográfica son como su nombre lo dice un sistema, el cual abraca varios componentes desde el usuario, datos planos, espaciales, integración de datos tomados en campo, productos cartográficos, entre otros. Los SIG en este análisis ocupan un lugar importante para el procesamiento de información.

3.3.2.1 Estandarización de criterio Para la estandarización de criterios se requiere de la definición de una máscara o delimitación de área de estudio. En este sentido y como se definió previamente se ha considerado que la máscara sea el Distrito Metropolitano de Quito. Para lo cual se usó su límite político administrativo y se lo convirtió en raster binario con valor 1 y una resolución de 5 x 5 m.

Previo a la estandarización de criterios, es importante considerar las ventajas y desventajas entre las coberturas de vectores y las coberturas raster. Es así, que los vectores no permiten un análisis del espacio de forma continua ya que estos delimitan el territorio. Por otro lado, el raster permite un análisis continuo porque designa valores en cada pixel y no delimita el espacio (Villacreses, 2017). Por lo tanto, se ha considerado que en esta fase de la metodología se procederá a convertir todas las coberturas en raster considerando como base importante la máscara con el fin de definir límite y resolución de la información.

45

Los procesos de estandarización que se han considerado para cada uno de los criterios son los siguientes, mismo que fueron detallados en el capítulo anterior, Tabla 4 y Figura 7: Cobertura de información Pendientes

Tabla 4: Procesos de estandarización de criterios

Clasificación de pendientes

Cuerpos de agua

Distancia euclidiana

Red vial

Distancia euclidiana

Zona urbana

Distancia euclidiana

Plan de uso y ocupación del suelo

Convertir en raster y clasificación de la cobertura

Concesiones mineras

Distancia euclidiana

Áreas patrimoniales

Raster binario

Sistema Nacional de Áreas Protegidas

Raster binario

Infraestructura petrolera (SOTE)

Raster binario

Procesos de estandarización Se realiza una clasificación de pendientes con el fin de identificar quebradas o zonas donde se pueda rellenar de escombros formando taludes en el sitio.

Se considera una zona de amortiguamiento de 50 m y a partir de ello se aplica la distancia euclidiana. Mientras más alejado se encuentre de los cuerpos de agua tendrá un mayor porcentaje de calificación.

Se aplica una distancia euclidiana. Mientras más cerca se encuentre de la red vial tendrá un mayor porcentaje de calificación.

Se aplica una distancia euclidiana. Mientras más alejada se encuentre de las zonas urbanas tendrá un mayor porcentaje de calificación.

Se clasifica la cobertura según la aptitud del suelo. La calificación dependerá de la importancia, según lo indicado en la bibliografía.

Se aplica una distancia euclidiana. Mientras más cerca se encuentre de las concesiones mineras tendrá un mayor porcentaje de calificación.

Considerando la máscara definida para el análisis se convierte la cobertura de áreas patrimoniales en un raster binario de valor 0.

Considerando la máscara definida para el análisis se convierte la cobertura de zonas de protección ecológica en un raster binario de valor 0.

Se considera una zona de amortiguamiento de 50 m y a partir de ello, considerando la máscara definida para el análisis se convierte la cobertura de infraestructura petrolera en un raster binario de valor 0.

Fuente: Silva, 2021

46

47

Figura 7: Estandarización de información Fuente: Silva, 2021

3.3.2.2 Geoprocesos Los geoprocesos se han considerado a aquellos que permiten un reescalado de valores. Es decir, a los criterios antes convertidos en raster y aplicados los métodos de estandarización se procede a aplicar las herramientas de re-escalado por función. Las cuales, permiten usar una función matemática (línea o curva) para asignar valores de adecuación a un ráster de entrada junto con una escala continua en este caso de 0 a 100 (ESRI, 2020). Estas herramientas son propias de los SIG y para esta investigación se ha considerado el reescalado mediante la funciones logísticas de cada criterio (ESRI, 2020). En algunos criterios, considerados para esta investigación, no se consideró el reescalado como en el caso del Plan de Uso y Ocupación del Suelo, en la siguiente Tabla 5 se especifica el tipo de función utilizada para reescalar los valores de 0 a 100, ver Figura 8:

48

Cobertura de información a) Pendientes

b) Cuerpos de agua c) Red vial d) Zona urbana e) Plan de uso y ocupación del suelo

Tabla 5: Geoprocesos para cada criterio Proceso de estandarización No se aplica función se mantiene la cobertura estandarizada con valores entre 0 a 100, de la siguiente manera: Pendiente

Tipo

Valoración

> 15 °

Inadecuado

0

10° - 15°

Menos adecuado

25 - 50

5° - 10°

Moderadamente adecuado

50 - 75

0° - 5° Muy adecuado 75 - 100 Función logística de crecimiento Función logística de decaimiento Función logística de crecimiento No se aplica función se mantiene la cobertura estandarizada con valores entre 0 a 100, de la siguiente manera: Uso y ocupación Patrimonial Proteccion

Tipo Inadecuado

0 0

Múltiple

25

Residencial Urbano 1

25

Residencial Urbano 1a

25

Residencial Urbano 1qt Residencial Urbano 2 Residencial Urbano 3

Menos adecuado

25 30 35

Residencial rural 1

40

Residencial rural 2

45

Agricola Residencial

50

Industrial 2

55

Industrial 3 Industrial 4

Moderadamente adecuado

Area Promoción

f) Concesiones mineras

Valoración

Equipamiento Reserva Natural Producción Sostenible Proyecto Ecológico Recursos Naturales No Renovables Función logística de decaimiento

60 65 70 75

Muy adecuado

85 95 100

Fuente: Silva, 2021

49

Figura 8: Geoprocesos aplicados a la información estandarizada Fuente: Silva, 2021

50

3.3.3

Método Multicriterio

La selección mediante métodos multicriterio permite escoger entre varias alternativas factibles el resultado a un problema, estos se basan en un conjunto de criterios cualitativos y cuantitativos los mismos que permiten reducir la selección. Si bien es cierto esta metodología puede ser subjetiva y atada al criterio del autor. Para lo cual, se ha considerado una base bibliográfica científica que permita reducir esta subjetividad. Así mismo, se ha considerado como método de validación de resultados la visita de campo a los sitios seleccionados.

Como primer punto dentro de la metodología se considera la jerarquización de criterios, para lo cual se consideró el método AHP. 3.3.3.1 Jerarquización de criterios AHP La aplicación de jerarquización de criterios permite dar pesos (ponderar) a las variables según su importancia o jerarquía dentro del análisis. Cada criterio puede ser calificado en un rango de 1% a 100% según su importancia dentro del análisis y la suma de todos los criterios en su totalidad no debe rebasar el 100%. En este sentido, los pesos resultantes para los criterios basados en sus comparaciones es el siguiente, Tabla 6: Tabla 6: Jerarquización y ponderación de criterios

ID a b c d e f

Jerarquía Criterios 2 Pendientes 6 Cuerpos de agua 4 Red vial 5 Zona urbana 3 Plan de uso y ocupación del suelo 1 Concesiones Mineras TOTAL Fuente: Silva, 2021

Ponderación % 26 2 12 3 22 35 100%

3.3.3.2 Aplicación del método multicriterio El método multicriterio aplicado en esta investigación es TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution), es un método de criterios múltiples para identificar soluciones a partir de un conjunto finito de alternativas. TOPSIS considera que la distancia del punto óptimo es la más alejada de la solución ideal negativa donde tiene la distancia más corta de la solución ideal positiva, lo que hace que este método este 51

adecuado o diseñado para evitar riesgos. Por lo tanto, TOPSIS es un método confiable considerado como una buena herramienta para la toma de decisiones (Mir et al., 2016). Los siguientes son los pasos para aplicar TOPSIS: 1. Establecer la matriz de criterios, en este caso de investigación se determinaron 6 criterios 2. Normalizar la matriz de decisión y calcular el peso de dicha matriz, ponderación dada por AHP. 3. Determinar la solución ideal y la solución negativa, 4. Calcular las distancias para cada alternativa, 5. Calcular la cercanía relativa a la solución ideal, 6. Clasificar los criterios de acuerdo a la jerarquía preferida o AHP. Por lo expuesto, es necesario que previo a la aplicación del MMC se tenga bien definido el método de ponderación. Para la obtención del mapa MMC se programó en el software R los 6 pasos antes descritos y se exportó el resultado en una imagen formato .tif.

3.3.4

Validación de resultados

Para la validación de resultados es necesario contar con el mapa del método multicriterio en el cual se puede observar los sitios valorados dentro del área de estudio que van desde 0% como inadecuado a 100% muy adecuado para un emplazamiento de residuos de escombros o escombrera.

Una vez seleccionados los sitios de interés para el emplazamiento del vertedero de escombros se procede con una inspección de campo la cual requiere de los siguientes pasos: -

Planificación u hoja de ruta: consiste en definir las zonas a visitar.

-

Inspección al sitio: consiste en visitar el sitio seleccionado y tomar fotografías del mismo para validar los resultados.

-

Ficha técnica de la zona: consiste en llenar una ficha (ver Tabla 7) con la información técnica levantada en el sitio y su verificación del cumplimiento o no de los parámetros identificados para cada criterio.

52

Tabla 7: Ficha de validación en campo

Fuente: Silva, 2021

53

3.4 JUSTIFICACIÓN DE LA METODOLOGÍA La selección de sitios adecuados para una escombrera tiene varias alternativas no probadas, refiriéndose a que no se ha considerado todos los criterios necesarios al momento de su implementación. Por lo cual, con el método multicriterio se busca disminuir estas alternativas y que el resultado seleccionado satisfaga las necesidades requeridas. La decisión de seleccionar un sitio apto está compuesta por varias etapas donde: las primeras se enfocan en la recolección de información de fuentes oficiales, seguido de un tratamiento de información espacial de la zona de estudio, a continuación, es necesaria la clasificación de la información (entre criterios y restricciones), posteriormente la ponderación de criterio y finalmente la aplicación de los métodos multicriterios seleccionados.

Ahora, ¿Por qué optar por un método multicriterio para lograr la selección de un sitios apto para una escombrera?, se usan estos métodos por su versatilidad para la toma de decisiones ya que se ocupan de la estructuración y resolución de problemas que requieren de una decisión, convirtiéndose así en una herramienta de planificación que permiten disminuir los riesgos.

Por otra parte, la resolución de problemas mediante estos métodos está relacionada con la experiencia del decisor; por lo que se requiere del levantamiento bibliográfico preciso para el caso de estudio y la incorporar de los nuevos conocimientos a la toma de decisiones.

Para la presente investigación se ha seleccionado el método multicriterio TOPSIS, por su versatilidad y aplicabilidad. “Permite evaluar el rendimiento de alternativas, utilizando como concepto el maximizar la distancia de soluciones ideales negativas y minimizar la distancia de soluciones ideales positivas, de manera que es posible encontrar soluciones aceptables mediante la discretización de variables” (Salazar R., 2019).

54

4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1 RESULTADOS Para la localización de sitios aptos para uso de escombreras se requirió del levantamiento de información espacial la cual se indicó el estado actual de la zona de estudio. Seguido, a la información recolectada se la procedió a clasificar en criterios y restricciones. En este sentido, se usaron seis criterios entre los cuales tenemos: pendientes, cuerpos de agua, red vial, zonas urbanas, uso y ocupación del suelo y concesiones mineras. Por otra parte, se usaron las siguientes restricciones: áreas patrimoniales, Sistemas Nacional de Áreas Protegidas e infraestructura petrolera. Es importante mencionar que uno de los hallazgos al momento de incluir criterios o restricciones al análisis se evidenció que las zonas de posible uso se van disminuyendo o a su vez eliminando. Asimismo, mientras más criterios se consideren en el análisis la subjetividad de sus resultados puede verse afectada.

Es necesario indicar que para aplicar los métodos multicriterio se requiere de experticia en el campo de aplicación. En este sentido, se realizó un levantamiento bibliográfico extenso el cual permitió aclarar el problema, así como los criterios y restricciones a usarse en este tipo de análisis. Entre los autores citados se consideró aquellos que usan el método multicriterio para la selección de sitios adecuados para el emplazamiento de botaderos que es lo más cercano a una escombrera, adicional la investigación se enfocó en aquellos autores que muestran experiencia en el uso de los SIG y su combinación con los métodos multicriterio. Así, se puede nombrar a los siguientes autores y sus obras: En el 2008, Sumathi publica su investigación “Enfoque basado en GIS para la ubicación optimizada de vertederos de residuos sólidos urbanos”. En este mismo año, Chang propone una “Combinando SIG con métodos de evaluación multicriterio para determinar la ubicación de un relleno sanitario en una región urbana de rápido crecimiento al sur de Texas”. Effat en el 2012, desarrolla su investigación con el fin de obtener el “Mapeo de posibles vertederos para las ciudades del norte del Sinaí utilizando evaluación espacial multicriterio”.

55

En el 2014, Eiselt, propone el “Modelado para la ubicación de instalaciones para residuos sólidos urbanos”. En el 2016 Aghajani Mir, publica la “Aplicación de versiones mejoradas de TOPSIS y VIKOR en un análisis de decisiones multicriterio para desarrollar un modelo optimizado de gestión de residuos sólidos urbanos”. Olympia en el 2018 publica su estudio sobre “Multicriterio espacial para una sólida selección del uso de la tierra: El caso de la selección de terrenos en el noreste de Grecia”.

En el 2019, varios autores han centrado su interés es este tipo de investigaciones, entre ellos Ajibade Fidelis, el cual propone “Combinar el análisis de decisiones multicriterio con GIS para una ubicación adecuada vertederos en un estado nigeriano - Akure”. En el mismo año Ismail Kamdar, publica “Ubicación de vertederos de residuos sólidos municipales utilizando un enfoque integrado GIS-AHP: un estudio de caso de Songkhla, Tailandia”.

Por otra parte, Hasan Pasalari publica “Selección del vertedero mediante un sistema híbrido de AHP-Fuzzy en un entorno GIS: un estudio de caso en la ciudad de Shiraz, Irán”.

Asimismo, Rahimi en el 2019 publica la “Selección del vertedero sostenible para residuos sólidos urbanos basado en un híbrido enfoque de toma de decisiones: Grupo difuso BWMMULTIMOORA-GIS”.

Finalmente, se encuentra Yashar Rezaeisabzevar que en el 2020 que presenta una revisión integral de los métodos de selección de sitios de relleno sanitario, con énfasis en la toma de decisiones con múltiples criterios. Es así, que en los presentes resultados se refleja la bibliografía analizada y se comprueba que la hipótesis planteada es verdadera. Así mismo, la revisión bibliográfica permitió conocer a profundidad la aplicación de los métodos multicriterio en combinación de los sistemas de información geográfica y permitió la comparación de sus usos en aplicaciones similares.

Por otra parte, una vez levantada la información y procesados cada uno de sus criterios y restricciones se ponderó a cada uno de ellos como se indica en la Tabla 6 de este documento. Una vez realizada esta ponderación y jerarquización mediante el método AHP se procedió con la aplicación del método multicriterio TOPSIS. Por otra parte, se definió que el rango de valoración de los resultados será en una escala de valores que va de 0 a 100, donde cero son las zonas menos apropiadas para una escombrera, mientras que 100 son las zonas que cumplen con todos los criterios o su mayoría.

56

Posteriormente, a este análisis y resultado obtenido se procede a cortar el modelo (o resultado) con la cobertura de restricción la cual está compuesta por tres coberturas y convertida en un raster binario para facilitar el corte del modelo. Obteniendo como resultado final la Figura 9, donde se observa que en el DMQ tiene como zonas más apropiadas para una escombrera aquellas que están en pendientes bajas, lejos de cuerpos de agua, cercanas a la red vial principal o secundaria (que tengan accesibilidad), se encuentran lejos de la zona urbana, con un uso de suelo y ocupación destinado a áreas rurales, industriales y en procesos de erosión y finalmente cercano a concesiones mineras; puesto que al terminar sus actividades o en la fase de abandono se las podría usar para la colocación de una escombrera.

Con el resultado que se indica en la Figura 9 se procede a descomponer el mismo mediante la escala de valoración. En este sentido, se obtuvieron cuatro zonas con valores que van de: a) 0 a 25 y se las denominó como inadecuadas; b) 25 a 50 que representan zonas menos adecuadas; c) 50 a 75 que pertenecen a zonas moderadamente adecuadas y finalmente d) las que van de 75 a 100 que corresponden a las zonas muy adecuadas.

Después de su descomposición se selecciona el grupo de valores que están en la escala del 75 al 100 de idoneidad, de los cuales se puede observar zonas muy marcadas que sobrepasan el 95% de su valoración. Por lo cual, para delimitar las áreas aptas para las escombreras se selecciona aquellas que tienen una valoración mayor al 95 de aptitud o cumplimiento de criterios de selección.

De estas áreas se ha escogido cuatro que tienen un cumplimiento mayor al 95% y se las denomina áreas muy adecuadas, ver Figura 10. La primera se encuentra ubicada en la parroquia de San Antonio de Pichincha en el sector de Caspigasi, al norte del Distrito Metropolitano de Quito, ver Tabla 9. La segunda se ubica en la parroquia de Lloa en el sector conocido como San José del Cinto, al sur oeste del DMQ, ver Tabla 10. La tercera se encuentra en la parroquia de Pifo en el sector conocido como Sigsigpamba, al este del DMQ, ver Tabla 11. Finalmente, la cuarta zona se encuentra en la parroquia de Pintag en el sector conocido como la Victoria, al sur este del DMQ, ver Tabla 12.

Con estos resultados, se evidencia que al implementar las escombreras en cada punto cardinal de la ciudad de Quito se logra abastecer a toda la población y sus actividades constructivas. Posterior a esta selección de sitios se ha considerado la inspección de campo 57

con la cual se evidencia el fiel cumplimiento de los criterios planteados en este estudio.

Como resultado se evidenció que el cumplimiento de criterios es el siguiente, Tabla 8: Tabla 8: Cumplimiento de criterios del MMC

Sitio / Criterio a) Pendiente

San Antonio de Pichincha X

Lloa

Pifo

Pintag

X

X

X

b) Cuerpos de agua

X

X

X

X

c) Red vial

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

d) Zona urbana e) Uso y ocupación del suelo f) Concesiones mineras

X X Fuente: Silva, 2021

58

Figura 9: Método multicriterio para la selección de sitios aptos para una escombrera en el DMQ

59

Figura 10: Sitios que cumplen el 95% de criterios de selección.

60

Tabla 9: Validación del sitio San Antonio de Pichincha

VALIDACIÓN DE SITIOS SELECCIONADOS A TRAVÉS DEL MÉTODO MULTICRITERIO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE ESCOMBRERAS 1. DIRECCIÓN DEL SITIO Sector: Parroquia: Calle principal: Intersección:

Fecha: 11 de enero de 2021

Caspigasí San Antonio de Pichincha Manuel Córdova Galarza (Vía a Calacalí) Calle S/N

Servicios: Agua Alcantarillado X Energía Eléctrica X

No:

1

Tipo Calzada: Pavimento X Piedra Asfalto Lastre Adoquin Tierra X

2. MAPA DE UBICACIÓN

3. FOTOGRAFÍA DEL SITIO

4. CUMPLIMIENTO DE CRITERIOS

a b c d e f

¿Tiene pendientes adecuadas para la implementación de una escombrera?

SI X

¿El sitio seleccionado está cerca de un cuerpos de agua? ¿El sitio seleccionado cuenta con accesibilidad (red vial)? ¿El sitio seleccionado se encuentra cerca a zonas urbanas? ¿El sitio seleccionado se encuentra ubicado en el uso de suelo adecuado? ¿El sitio seleccionado es y/o se encuentra cerca de una concesión minera?

X X X X

NO X

5. OBSERVACIONES

La zona de estudio inspeccionada corresponde a un grupo de concesiones mineras, mismas que se encuentran en estado de abandono y otras en operación. Esta zona cuenta con una área de gran extensión apropiada para la implementación de una escombrera.

Fuente: Silva, 2021

61

Tabla 10: Validación del sitio de Lloa VALIDACIÓN DE SITIOS SELECCIONADOS A TRAVÉS DEL MÉTODO MULTICRITERIO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE ESCOMBRERAS 1. DIRECCIÓN DEL SITIO Sector: Parroquia: Calle principal: Intersección:

Fecha: 11 de enero de 2021

San José del Cinto Lloa Vía Quito - El Cinto Calle S/N

Servicios: Agua Alcantarillado Energía Eléctrica X

No:

2

Tipo Calzada: Pavimento Piedra Asfalto Lastre X Adoquin Tierra X

2. MAPA DE UBICACIÓN

3. FOTOGRAFÍA DEL SITIO

4. CUMPLIMIENTO DE CRITERIOS

a b c d e f

¿Tiene pendientes adecuadas para la implementación de una escombrera?

SI X

¿El sitio seleccionado está cerca de un cuerpos de agua? ¿El sitio seleccionado cuenta con accesibilidad (red vial)?

X

¿El sitio seleccionado se encuentra cerca a zonas urbanas? ¿El sitio seleccionado se encuentra ubicado en el uso de suelo adecuado? ¿El sitio seleccionado es y/o se encuentra cerca de una concesión minera?

X X

NO X X

5. OBSERVACIONES

La zona de estudio inspeccionada corresponde a una concesión minera en estado de abandono. Esta zona cuenta con una área de gran extensión apropiada para la implementación de una escombrera.

Fuente: Silva, 2021

62

Tabla 11: Validación del sitio Pifo VALIDACIÓN DE SITIOS SELECCIONADOS A TRAVÉS DEL MÉTODO MULTICRITERIO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE ESCOMBRERAS 1. DIRECCIÓN DEL SITIO Sector: Parroquia: Calle principal: Intersección:

Fecha: 11 de enero de 2021

Sigsipamba Pifo Vía Quito - Papallacta N/A

Servicios: Agua X Alcantarillado X Energía Eléctrica X

No:

3

Tipo Calzada: Pavimento X Piedra Asfalto Lastre Adoquin Tierra

2. MAPA DE UBICACIÓN

3. FOTOGRAFÍA DEL SITIO

4. CUMPLIMIENTO DE CRITERIOS

a b c d e f

¿Tiene pendientes adecuadas para la implementación de una escombrera?

SI X

¿El sitio seleccionado está cerca de un cuerpos de agua? ¿El sitio seleccionado cuenta con accesibilidad (red vial)?

X

¿El sitio seleccionado se encuentra cerca a zonas urbanas? ¿El sitio seleccionado se encuentra ubicado en el uso de suelo adecuado? ¿El sitio seleccionado es y/o se encuentra cerca de una concesión minera?

X X

NO X X

5. OBSERVACIONES

La zona de estudio inspeccionada corresponde a una concesión minera donde actualmente funciona la planta de HOLCIM , la misma que se encuentra en operación. Una vez que la vida útil de la concesión llegue a su final, este sitio a futuro puede ser remediado mediante la implementación de una escombrera.

Fuente: Silva, 2021

63

Tabla 12: Validación del sitio de Pintag VALIDACIÓN DE SITIOS SELECCIONADOS A TRAVÉS DEL MÉTODO MULTICRITERIO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE ESCOMBRERAS 1. DIRECCIÓN DEL SITIO Sector: Parroquia: Calle principal: Intersección:

Fecha: 11 de enero de 2021

La Victoria Pintag Vía a La Esperanza N/A

Servicios: Agua X Alcantarillado Energía Eléctrica X

No:

4

Tipo Calzada: Pavimento Piedra Asfalto Lastre Adoquin Tierra X

2. MAPA DE UBICACIÓN

3. FOTOGRAFÍA DEL SITIO

4. CUMPLIMIENTO DE CRITERIOS

a b c d e f

¿Tiene pendientes adecuadas para la implementación de una escombrera?

SI X

¿El sitio seleccionado está cerca de un cuerpos de agua? ¿El sitio seleccionado cuenta con accesibilidad (red vial)?

X

¿El sitio seleccionado se encuentra cerca a zonas urbanas? ¿El sitio seleccionado se encuentra ubicado en el uso de suelo adecuado? ¿El sitio seleccionado es y/o se encuentra cerca de una concesión minera?

X X

NO X X

5. OBSERVACIONES

La zona de estudio inspeccionada corresponde a un grupo de concesiones mineras, mismas que se encuentran en estado de abandono y otras en operación. Esta zona cuenta con una área de gran extensión apropiada para la implementación de una escombrera.

Fuente: Silva, 2021

64

4.2 DISCUSIÓN Para el año 2040 se proyecta que la población de Quito alcance los tres millones y medio de habitantes. Lo cual, indica que la producción de residuos sólidos también aumentará. El DMQ frente a estos sucesos ha previsto acciones que permitan el manejo óptimo de los residuos. Actualmente, Quito cuenta con una población de 2.781.641, a comparación del 2010 que tenía una población del 2.576.287 (INEC, 2020). Es evidente su crecimiento poblacional por ende su expansión territorial y aumento de actividades constructivas (mismas que generan los residuos sólidos conocidos como escombros). El último censo indica que la mayoría de la población reside en los centros urbanos y es donde se prevé un mayor incremento de población y de infraestructura, por lo tanto, es donde se genera la mayoría de residuos.

En Quito la gestión de residuos es manejada por la Empresa Pública Metropolitana de Gestión Integral de Residuos Sólidos (EMGIRS-EP), la cual se encarga de gestionar los residuos sólidos del Distrito Metropolitano de Quito (DMQ), en sus fases de transferencia, transporte, aprovechamiento, tratamiento y disposición final. Justamente, es la disposición final a donde apunta esta investigación, puesto que con los resultados obtenidos se logrará seleccionar los sitios óptimos para la disposición de los residuos.

La ciudad cuenta con 2 estaciones de transferencia ubicadas en el Norte y Sur de la urbe, donde se descargan y almacenan los residuos sólidos generados en la zona centro-norte y centro-sur del DMQ. Las estaciones cuentan con andenes destinados a la separación de material reciclado (botellas de plástico, Polietileno Tereftalato-PET, aluminio, cartón, papel y vidrio). Por otra parte, la ciudad cuenta con un relleno sanitario en el cual se albergan los desechos no reciclados provenientes de las estaciones de transferencia.

Además, se realiza la gestión de residuos hospitalarios que se depositan también en el relleno sanitario previo un tratamiento óptimo que disminuya el impacto ambiental que puedan generar al estar depositados en el relleno.

Es así, y donde se concentra la presente investigación es en el conocer el manejo de los escombros y la selección de lugares óptimos para su disposición. Para ello se ha planteado usar métodos matemáticos como los métodos multicriterio en combinación con métodos de análisis espacial como son los SIG. Dentro de los objetivos específicos, que se lograron se 65

consideró el levantamiento de información oficial, su definición como criterio de evaluación o restricción, su procesamiento mediante los SIG y finalmente la validación de los resultados en campo.

Para lo cual, se consideró como una opción viable la combinación de los sistemas de información geográfica con los métodos multicriterio para el análisis de posibilidades.

Además, que los métodos multicriterio son una herramienta versátil para la resolución de este tipo de problemas, que una vez implementados permiten tener una herramienta de toma de decisiones para los directivos de cualquier institución.

Es así, que el inicio de esta investigación se basó en la recopilación de información a partir de fuentes oficiales municipales, por lo cual si en un futuro se pretende utilizar estos resultados como una herramienta de toma de decisiones se recomienda la actualización de la data y el análisis de inclusión de otros criterios con el fin de tener resultados que permitan optimizar los recursos que vayan a ser destinados a este tipo de obras.

Por otra parte, y una vez definida la metodología, en el desarrollo de esta investigación y al realizar el levantamiento de la línea base de las metodologías existentes, se evidenció que no existe un método específico para la selección de sitios óptimos para la implementación de escombreras. Para lo cual, se seleccionó el método de jerarquización AHP y el método multicriterio TOPSIS para obtener el resultado deseado. Si bien es cierto, la ponderación puede ser subjetiva, para descartar dicha subjetividad de requiere de factos importantes para lograr disminuirla como por ejemplo: fiabilidad de la información a ser usada en el análisis (uso de fuentes oficiales), conocimiento del evaluador en el campo estudiado (conocer metodologías y conocer el problema), conocimiento del comportamiento de variables o criterios considerados, temporalidad y dinámica de los criterios, y finalmente el tomador de decisiones debe plantear claramente el problema para lograr un buen resultado.

Por otra parte, es importante indicar que lo que se pudo observar en los desarrollos de otros autores es que los métodos multicriterio se asemejan en sus resultados, pero no en sus principios matemáticos. Por lo que, para tener una validación más robusta como siguiente paso a esta investigación será la comparación entre métodos multicriterio (Villacreses, 2017).

Adicional a este hallazgo se puede decir que los sistemas de información geográfica son una herramienta que permite espacializar todo tipo de dato que ocupe un lugar en el 66

territorio; por lo que, se evidenció que los SIG permiten la ubicación de sitios idóneos si se tiene una base de datos fidedigna. Dentro de los SIG existen herramientas incorporadas que permiten el análisis multicriterio, como por ejemplo la suma ponderada. Por lo que, se puede decir que los SIG si se combinan con los MMC para este tipo de resolución de problemas. Si no se usaran los MMC en combinación con los SIG quedaría en una simple visualización y selección del sitio bajo el criterio del autor.

Por lo que, se ha levantado bibliografía que permita identificar los tipos de metodologías para este tipo de resolución de problemas, la cual se puede revisar en el capítulo dos de este documento. De esta revisión bibliográfica, los trabajos que más destacaron y fueron considerados para esta investigación, tenemos a Ismail Kamdar, quien publicó un artículo denominado “Ubicación de vertederos de residuos sólidos municipales utilizando un enfoque integrado GIS-AHP: un estudio de caso de Songkhla, Tailandia”. Donde indica que la determinación de vertederos adecuados se ha vuelto indispensable en los últimos años a medida que ha aumentado la generación global de residuos y el uso de vertederos inadecuados tiene como resultado impactos negativos en el ecosistema. El estudio incluye factores morfológicos, ambientales y socioeconómicos para lograr su objetivo. El Sistema de Información Geográfica (SIG) y el Proceso de Jerarquía Analítica (AHP) se combinaron para analizar los datos obtenidos de portales en línea e instituciones gubernamentales, con un estudio reciente de los centros de producción de residuos proporcionado por la Oficina Regional de Medio Ambiente. En esta investigación se consideraron trece criterios de selección de vertederos. Este estudio identificó un área de 560,59 ha como muy apta para vertederos, 993,19 ha como muy apta y 180,72 ha como moderadamente apta, y el resto del área de estudio no es apta para vertederos (Kamdar, Ali, Bennui, & Techato, 2019).

Por otra parte, el autor Hasan Pasalari publicó “Selección del vertedero mediante un sistema híbrido de AHP-Fuzzy en un entorno GIS: un estudio de caso en la ciudad de Shiraz, Irán”. En esta investigación se usó un método simplificado de toma de decisiones multicriterio en un entorno GIS. Los criterios que se utilizaron fueron: agua superficial, agua subterránea, uso de la tierra, distancia al pozo, tipo de suelo, pendiente, área protegida, falla en el grupo ambiental, área residencial, carretera, aeropuerto, aldeas, infraestructura, área histórica, dirección del viento en grupo socioeconómico. Seguido se determinó el peso de cada criterio con base en el conocimiento de los expertos con el uso

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del proceso de jerarquía analítica (AHP) finalmente se obtuvo los resultados espacializados (Pasalari & Nabizadeh, 2019).

Como se mencionó anteriormente, los MMC son métodos subjetivos que se atan al conocimiento del autor y su capacidad de entendimiento del problema, así como del levantamiento de la información base y bibliográfica que realice. Por ser métodos subjetivos, es necesario hacer una validación de sus resultados. En esta investigación se ha propuesto la validación de resultados en el sitio. Donde se identificó que cuatro lugares son los aptos para la implementación de una escombrera; estos sitios se encuentran ubicados en cada punto cardinal del Distritito Metropolitano de Quito. Lo cual, es una gran ventaja porque abastecerá las necesidades constructivas de la población y optimizará recursos económicos que incluyen los viajes de largas distancias y los costos de operación de la escombrera.

Finalmente, en el caso de usar esta investigación se deberá actualizar las coberturas geográficas de fuentes oficiales. Además, como siguiente trabajo al presente se deberá hacer un cálculo de volúmenes de los sitios con el fin de dimensionar la factibilidad de la obra, años de vida útil, costos y la oferta y demanda.

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5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1 CONCLUSIONES A pesar de los esfuerzos mundiales para reducir, recuperar, reciclar, reusar y eliminar los residuos sólidos, los vertederos siguen siendo el método más utilizado (Sumathi, 2008). El problema de los residuos sólidos ha asumido dimensiones significativas especialmente en los centros urbanos. Es así que, la necesidad actual a nivel mundial es idear un sistema eficiente de gestión de residuos sólidos en donde los tomadores de decisiones y los planificadores de gestión de residuos puedan lidiar con el aumento de la complejidad y la incertidumbre que está asociada a este problema social, económico y ambiental (Sumathi, 2008). Por lo tanto, es importante contar con los conocimientos adecuados en cuanto a la disposición final. Sin embargo, aún existen países en los cuales los desechos no cumplen esta correcta gestión del residuo (recepción, clasificación, disposición final, entre otros).

Una de las soluciones que se vienen planteando en los últimos tiempos es la adecuada selección de vertederos de basura o escombreras. La presente investigación tiene como objetivo la localización de vertederos de escombros, siendo los mismos de gran acumulación a nivel municipal en la ciudad de Quito, ya que el sector de la construcción es una actividad que no ha parado en las últimas décadas.

Por lo cual, como parte de la planificación urbana municipal, se ha identificado que la selección de vertederos de escombros o escombreras en el Distrito Metropolitano de Quito (DMQ) de manera adecuada es muy importante y tiene como fin prevenir problemas ambientales.

La presente investigación propone el análisis de varios criterios con el fin de seleccionar sitios óptimos para el funcionamiento de escombreras en el DMQ. La metodología planteada emplea el uso de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) en combinación con los métodos multicriterios (MMC). Los objetivos específicos de esta investigación son tres los mismos que son parte de la metodología planteada y que fueron cumplidos en su totalidad. El primero refiere a la recolección de información oficial, definición de criterios y restricciones de evaluación del territorio.

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El segundo objetivo refiere al procesamiento de dicha información para lo cual se utilizó los SIG para estandarizar, procesar y analizar los datos recolectados, para que finalmente sean ponderados mediante el método AHP y posterior evaluación mediante el método numérico TOPSIS. Para la selección de los métodos multicriterio se abordó varios trabajos científicos relacionados a la temática, los mismos que mostraban sus casos o resolución del problema mediante el uso y combinación de los métodos planteados en esta investigación.

Como tercer objetivo, se consideró la validación de los resultados lo cual consiste en la verificación en campo de estos. Esto contribuye a darle mayor fiabilidad al proceso planteado y a los resultados obtenidos.

Con el proceso planteado se identificó que el DMQ tiene como zonas más apropiadas para una escombrera aquellas que están en pendientes bajas, lejos de cuerpo de agua, con accesibilidad vial, que se encuentran lejos de la zona urbana, con un uso de suelo y ocupación destinado a áreas rurales, industriales y en procesos de erosión y finalmente cercanas a concesiones mineras. Este resultado, se muestra mediante un raster que está clasificado por rangos que van de 0 a 25 como áreas inadecuadas, de 25 a 50 menos adecuadas, de 50 a 75 moderadamente adecuadas y las que van de 75 a 100 que son las muy adecuadas. Dentro del rango de 75 a 100 de cumplimiento a los criterios planteados se seleccionó únicamente los que cumples con el 95% o más. Dando como resultado cuatro zonas distribuidas en cada punto cardinal de la ciudad.

La primera se encuentra ubicada en la parroquia de San Antonio de Pichincha en el sector de Caspigasi, al norte del Distrito Metropolitano de Quito, ver la validación de campo en la Tabla 9. La segunda se ubica en la parroquia de Lloa en el sector conocido como San José del Cinto, al sur oeste del DMQ, ver la validación de campo en la Tabla 10. La tercera se encuentra en la parroquia de Pifo en el sector conocido como Sigsigpamba, al este del DMQ, ver la validación de campo en la Tabla 11. Finalmente, la cuarta zona se encuentra en la parroquia de Pintag en el sector conocido como la Victoria, al sur este del DMQ, ver la validación de campo en la Tabla 12.

Con estos resultados, se evidenció que la ciudad de Quito si lograse estar completamente abastecida con este servicio. Además, con estos resultados la hipótesis planteada en esta investigación se considera afirmativa. Puesto que la misma plantea la necesidad de 70

comprobar si la aplicación de métodos multicriterio permite la identificación de sitios óptimos para la implementación de escombreras en el DMQ. Además, de constatar que la hipotesis es afirmativa se obtuvieron respuestas claras a las preguntas de investigación planteada entre ellas: se verificó que no existe un solo método específico para la selección de sitios óptimos para la implementación de escombreras, lo cual se sustento con el levantamieto bibliográfico presentado en capítulos anteriores. Por otra parte, se confirma que los sistemas de información geográfica no permiten la ubicación de escombreras sin necesidad de combinarlos con los métodos multicriterio, esto se refiere a que solo con la visualización de las coberturas geográficas en el SIG se puede ver sitios o seleccionar sitios idóneos.

Adicionalmente, es importante recalcar que la bibliografía levantada ha permitido identificar los trabajos relacionados que podrían ser utilizados para solucionar esta propuesta de investigación, ya que a nivel mundial la disposición de residuos puede convertirse en un problema social u ambiental y es estudiado o planificado por todos los entes que tengan dicha competencia.

Finalmente, una vez realizados todos los análisis en gabinete, fue necesaria la validación de los resultados mediante la toma de datos in situ con el fin de indicar los resultados fidedignos que se han logrado en la investigación.

5.2RECOMENDACIONES La disposición final de los escombros es un problema que muchas ciudades deben atravesar, puesto que las actividades antrópicas y la creación de infraestructura no cesan.

En este sentido, se recomienda usar esta metodología para la implementación de escombreras en otros sitios o municipios del Ecuador, puesto que las normativas son similares entre los Gobiernos Autónomos Descentralizados.

Si se usa la información presentada en esta investigación como herramienta de toma de decisiones se recomienda, realizar una actualización de información según los datos oficiales de cada institución, así como mejorar las escalas y resolución de cada criterio y solicitar mesas de trabajo para evaluar cada uno de los factores levantados en este

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documento con el fin de reforzar los conocimientos y la bibliografía utilizada para este desarrollo.

Adicionalmente, se recomienda que, a partir de los resultados obtenidos en esta investigación, se debe realizar estudios de prefactibilidad y factibilidad de la operación de los cuatro sitios seleccionados con el fin de valorar los costos que conllevará la obra así como los réditos económicos y ambientales que se pueden lograr a futuro.

Asimismo, se recomienda hacer campañas de socialización con las comunidades aledañas a los sitios seleccionados para que la población conozca los beneficios y problemáticas que puede ocasionar la implementación y operación de una escombrera.

Por otra parte, se recomienda que el uso de los sistemas de información geográfica en combinación con los métodos multicriterio son una herramienta versátil que permite la resolución de problemas en el territorio y se convierten en una buena opción para guiar las decisiones que autoridades en materia del ordenamiento territorial, uso y ocupación del suelo o a su vez disposición final de recurso como el caso presentado en esta investigación.

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7. ANEXOS GLOSARIO DE TÉRMINOS Término

Escombros:

Escombrera:

Raster: Rasterización: Vector:

Definición Son los que se generan por producto de construcciones, demoliciones y obras civiles; tierra de excavación, arenas y similares, madera, materiales ferrosos y vidrio; chatarra de todo tipo que no provenga de las industrias, llantas de automóviles, ceniza producto de erupciones volcánicas, material generado por deslaves u otros fenómenos naturales (MDQ, 2019) Sitio donde se alberga los residuos conocidos como escombros, los mismos que no generan lixiviados por el tipo de material que albergan.

Es la representación de un objeto mediante imágenes las cuales están compuestas por pixeles, que pueden estar a diferentes escalas. Cada pixel posee un número de identificación y un valor correspondiente a la variable mapeada.

Es la conversión de un vector a raster.

Es la representación geográfica de objetos que ocupan un lugar en el espacio o terreno; se representan en coberturas que pueden ser puntos, líneas o polígonos.

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