Ilustración 2 Flujograma de la metodología a emplear

METODOLOGÍA

3.1

FLUJOGRAMA METODOLÓGICO

La ilustración 2 presenta el flujograma metodológico de este proyecto, que parte desde la identificación de datos oficiales y en sitio, para la obtención de una base con datos georefenciados y digitalizados, que permitan identificar y analizar los puntos críticos de recolección de desechos sólidos mediante el uso de herramientas SIG (análisis de redes y espacial) para la captura de resultados que conlleva la obtención de conclusiones y recomendaciones.

Ilustración 2 Flujograma de la metodología a emplear

3.2 JUSTIFICACIÓN DE LA METODOLOGÍA

Esta investigación emplea una metodología que pretende dar solución a los problemas de planificación y optimización del servicio de recolección de los desechos sólidos de la zona urbana del cantón Portoviejo mediante herramientas técnicas y tecnológicas que ayuden en la identificación, análisis y determinación de rutas y ubicación estratégica de los contenedores.

El estudio fue realizado a partir de levantamientos de información, revisión de literatura, preparación y procesamiento de datos, diseño y validación de rutas, identificación y ubicación de contenedores para la obtención de resultados que generen aporte de mejoras en la operatividad y cobertura del servicio.

En la obtención de información geográfica intervino la interpretación, tratamiento y representación espacial de la geometría vectorial.

A partir de los levantamientos de información, se identificó la percepción del servicio de recolección y el estado actual de la capacidad operativa, para comprender la función y desempeño realizado por la municipalidad.

La identificación de los puntos críticos de producción propone dar solución a los problemas en la acumulación de residuos sólidos urbanos por carencia del servicio, recorridos no establecidos o repetitivos, problemas en la capacidad operativa, entre otros.

Como parte de la aplicación del análisis espacial de la densidad poblacional atendida por el servicio de recolección, las viviendas particulares en el cantón Portoviejo se clasificaron de acuerdo a la manera en que depositan los desechos sólidos, determinando un indicador del número de viviendas que son atendidas por el servicio de aseo municipal al momento del censo.

La tabla 1 resume los valores referidos:

Zona

Urbana

La arrojan al río, acequia o canal

29

La entierran

De otra forma

91 650

La arrojan en terreno baldío o quebrada

277

La queman

5,853

Carro recolector Cobertura de servicio recolección

Total viviendas

49,236 87,7% 56,136

Tabla 1 Total de viviendas particulares con personas por eliminación de la basura de la zona urbana Basado en datos (INEC, 2010; GAD Portoviejo, 2018)

La tasa de recolección de residuos sólidos se mide con las cantidades recogidas en un día determinadas en kilogramos y el número de habitantes atendidos por el servicio, es decir:

CantidadesrecogidasdeRSU kg %R= Nºhabitantesatendidos [ hab.día ]

Para optimizar el servicio de recolección domiciliaria en la zona urbana del cantón Portoviejo en función de las rutas, horarios y frecuencias, se definen los sectores en función de los siguientes parámetros:

Tipo de residuo generado, domiciliario, comercial, institucional, barrido, etc. Ubicación y delimitación de las fuentes de generación en la zona. Vías de acceso a los diferentes sectores de la ciudad. Accidentes geográficos como ríos y quebradas, que constituyen una división natural de las ciudades.

Ante esto, es necesario determinar la zonificación o macro-sectores (macrorutas) que son sectores operativos con número de camiones y cuadrillas necesarias para cada uno.

SEDESOL (1999) denomina: “macro-rutas a la

división de la ciudad en sectores operativos, a la determinación del número de camiones necesarios en cada una y a la asignación de un área del sector en cada vehículo recolector” (p. 77).

El macro-ruteo tiene 2 etapas. En la primera se hace el cálculo teórico de las necesidades y áreas asignadas a cada vehículo en función de la capacidad instalada de tal manera que el uso de esta capacidad instalada sea eficiente; y en la segunda se afinan los contornos de las áreas para nivelar las cargas de trabajo, así como, otras variables como sentido de las vías, tráfico y barreras físicas existentes.

Un diseño preliminar de macro-rutas se obtiene a partir del número diario de vehículos o zonas de recolección. Este parámetro está en función de la población, producción de residuos sólidos, porcentaje de cobertura, factor de reserva, carga por viaje del camión, número de días hábiles de recolección y número mínimo de viajes durante el día.

Con base a estos criterios y a efectos de dar el sustento técnico necesario para el diseño del macro-ruteo, se procedió a realizar el análisis de redes para dividir la ciudad en 3 zonas o macro-rutas denominados A, B y C, en este último está inserto lo que corresponde a la zona regenerada de la ciudad de Portoviejo denominado sector CR. Esta división de zonas corresponde cada una de ellas a una macro-ruta, que es la base para el diseño del sistema de recolección.

Adicionalmente, en la tabla 2 se describe la unidad de diseño de recolección y representación de la cobertura máxima posible a cubrir con un viaje de un vehículo recolector con su respectiva capacidad.

UNIDAD DE DISEÑO

MACRO-RUTA

RUTA

DESCRIPCIÓN

Zona de la ciudad definida para el diseño constituida por rutas Menor unidad de diseño del sistema de recolección

Tabla 2 Unidades para el diseño del sistema de recolección

Los dos métodos determinísticos más usados para el diseño de las microrutas son:

a.

b. Algoritmo del problema del agente viajero, utilizado para diseñar rutas utilizando el método de parada fija y el de contenedores. Algoritmo del problema del cartero chino, utilizado en el método de

recolección por acera y el intradomiciliario.

El primero de ellos se aplica en los casos en que la demanda es discreta; el segundo, es ideal para los casos en que la demanda es continua o semicontinua. De acuerdo con lo último, el algoritmo de problema del agente viajero se debe utilizar cuando el método de recolección de residuos sólidos es exclusivamente de esquina o parada fija; mientras que, con el algoritmo del cartero chino, se diseñarán las rutas de recolección de residuos sólidos, cuando la ciudad cuente con un método de recolección tipo acera o intradomiciliaria o bien alguna de sus variantes.

Para el diseño se usa el algoritmo del agente viajero, mediante el software diseño de rutas de recolección de residuos denominado problema del vendedor viajero (Travelling Salesman Problem - TSP), aplicación que forma parte de la extensión Network Analyst del software ArcGIS, permitiendo encontrar rutas que pasen una sola vez por cada uno de los lugares y minimice la distancia física en el recorrido del recolector (SEDESOL, 2001 , p. 93).

“El Agente Viajero es un problema complejo a lo que refiere en planificación de rutas, ya que en general representa un tiempo polinomial no determinista (Nondeterministic Polynomial Time - NP) duro de optimización combinatoria” (Omidvar, 2015, p. 602).

El problema del agente viajero es un problema conocido de optimización combinatoria utilizado por la comunidad en la construcción (Klansek, 2011). En el presente estudio se utiliza la solución del problema para previsión de rutas, en lo que corresponde al abastecimiento, realización de órdenes de compra, supervisión de rutas, y planeación (Klansek, 2011). También se indica el exitoso uso del TSP como una alternativa de solución para problemas de optimización (Klansek, 2011).

Un sistema de rutas bien diseñado trae como consecuencia que el servicio de recolección y transporte de los residuos sólidos sea eficiente, comprendiendo los siguientes aspectos:

Mejora notable en el diseño de rutas.

Reduce costos de operación y mantenimiento.

Reduce las distancias muertas y, por tanto, improductivas.

Se aprovecha toda la capacidad potencia de carga de los vehículos recolectores.

Se aprovecha toda la jornada de trabajo (SEDESOL, 2001 , p. 97-98).

Con ese criterio, mediante el programa ArcGIS se identificaron las rutas actuales para analizar el recorrido de los recolectores, empleando parámetros básicos que permitan alinear el nivel de jerarquía vial, flujo vehicular, distancia y tiempo de recorrido:

Ubicación del patio vehicular. Ubicación de la disposición final. Sentido de circulación de las vías. Inicio de ruta. Fin de ruta.

Para el diseño de las macro-rutas se requiere de la cartografía de Portoviejo facilitada por el GAD Municipal del cantón Portoviejo –Dirección de Higiene y Aseo, y el software ArcGIS con la herramienta Network Analyst para el diseño de la ruta.

Para la definición de los horarios en un sistema de recolección de residuos es

muy importante que su selección permita

optimizar costos y recursos influencia en otros componentes de la gestión de los residuos sólidos. con

En la etapa de diagnóstico se determinó básicamente que a nivel urbano existen actualmente cuatro horarios de recolección. Estos horarios, para el caso

específico del cantón Portoviejo, tomando en consideración la dinámica social y económica existente, acarrean ineficiencia en la prestación del servicio por el uso no óptimo de la flota vehicular y del personal, representando así, costos mayores en el servicio.

La concepción técnica de los nuevos horarios tiene por finalidad optimizar el uso de recursos materiales y humanos, sin alterar la eficiencia y cobertura del servicio.

Para la definición de los horarios de las rutas de recolección se deben tomar en cuenta las siguientes variables, considerando necesario identificar la distancia recorrida, el tiempo de total de recolección, longitud de vías y velocidad del recolector: característica de los residuos,

Zona urbana de recolección. Tipo de residuos a ser recolectados, domiciliario, comercial, institucional, mercados, barrido para la disposición final. Zonas de la ciudad residencial, comercial, mixta. Tráfico existente en la ciudad.

En el diseño de rutas se considera una capacidad de 2 viajes por vehículo para el turno diurno, y para la asignación de los vehículos se ha identificado ciertas particularidades, por ejemplo, la distancia de recorrido que limita la realización de 2 viajes por vehículo y que se reduce a uno para el caso específico de la ruta que cubre los barrios Bambi, Ciudadela Municipal y Mejía (ruta A3).

Para la localización de contenedores, la

selección está en función de características específicas de las áreas a servir para identificar el

desplazamiento

entre contenedores, tipo de vía, longitud de vía, carga y descarga de contenedores, que se describen a continuación:

Acceso a las fuentes de generación. Topografía de la ciudad que tiene relación con pendientes. Ancho de las vías de la ciudad.

Tipo de la capa de cobertura de las vías. Hábitos de la población servida.

Mediante el análisis espacial (Spatial Analyst) bajo la herramienta distancia euclidiana se busca optimizar los recorridos en la recolección de residuos por contenedores, mejorar las distancias totales de recolección, disminuir recursos en general y mejorar en la utilización de los recursos disponibles (Romero, 2014).

En la determinación de la ruta más corta y menos costosa mediante el análisis de los puntos críticos de generación y recolección de desechos sólidos en la zona urbana de Portoviejo con la herramienta distancia euclidiana se determinó que de acuerdo a la ubicación geográfica del cantón y según las distancias, lo recomendable es ubicar contenedores en la zona regenerada incluidos parques, y mercados.

3.3 ÁREA DE ESTUDIO

El estudio cubrirá la zona urbana del cantón Portoviejo de la provincia de Manabí, República del Ecuador, conformado por nueve parroquias urbanas: Andrés de Vera, 12 de Marzo, Colón, Portoviejo, 18 de Octubre, Picoazá, San Pablo, Simón Bolívar y Francisco Pacheco.

El área cuenta con una superficie de 418.06 Km 2 y una densidad de 76hab/ Km 2

(GAD Portoviejo, 2018).

Para el Sistema Nacional de Información (SNI, 2012), el clima es tropical seco semiárido, tropical megatérmico seco y tropical megatérmico semihúmedo. La temperatura promedio anual es pluviosidad es de 489.7 mm. 25.4°C y la lámina de lluvia anual media

Dentro del estudio, para la ubicación estratégica de contenedores

se ha considerado espacios significativos de la zona urbana del cantón como es la regeneración urbana, parques emblemáticos y los dos mercados principales.

A continuación, la ilustración 3 muestra la ubicación del área de estudio, tomando en consideración desde el nivel nacional al nivel cantonal.