La Dinámica de Sistemas: Un Paradigma de Pensamient o 9° Encuentro Colombiano de Dinámica de Sistemas

14 al 16 de septiembre del 2011

Universidad Colegio Mayor de Nuestra Señora del Rosario

Comunidad Colombiana de Dinámica de Sistemas

Bogotá – Colombia

Modelo Sistémico para el Manejo de Residuos Sólidos en Instituciones Educativas en Colombia

Systemic Model for solid waste management in educat ive institutions in Colombia

Danny W. Ibarra V., Esp. ingbiodanny@gmail.com

Johan M. Redondo O., MSc. galileo@ima.usergioarboleda.edu.co

RESUMEN En este trabajo, presentamos un modelo desarrollado con la metodología de la Dinámica de Sistemas, para la gestión de los residuos sólidos que se generan en las instituciones educativas; a sabiendas que el adecuado manejo de estos residuos siempre se ha presentado como una problemática ambiental difícil de afrontar en tales instituciones, ya sea por falta de presupuesto para la inversión de programas de educación ambiental o por simple desconocimiento de herramientas para lograr resultados óptimos. El principal problema es que gran parte del presupuesto de tales instituciones se ve afectado por el alto costo del servicio del aseo, debido a una generación excesiva de residuos de los cuales no se realiza ningún tipo de aprovechamiento. Para esto hemos planteado un modelo en el que se relacione las variables cantidad de residuos, el presupuesto de las instituciones y los residuos reciclados. Siendo este modelo el primer resultado de nuestra investigación en dirección a ese propósito.

Palabras Clave

Residuos Sólidos, Educación Ambiental, Reciclaje, Dinámica de Sistemas

ABSTRACT In this paper, we present a model developed with the methodology of System Dynamics, for the management of solid waste generated in the educational institutions. Since the appropriate management of this waste has always presented a difficult environmental problem faced in such institutions, either for lack of funds for investment in environmental education programs or simple lack of tools to achieve optimal results, because as is well known most of the budget of these institutions is affected by the high cost of cleaning service in those in which there is made good use of waste and for this we have proposed a model in which the variables are amount of waste, the budget of the institutions and their relationship to environmental education. This model was the first result of our research toward this end

Keywords

Solid Waste, System Dynamics, Environmental Education, Recycling

1. INTRODUCCION En nuestro país no hay una cultura solida de manejo de los residuos y del reciclaje cuyo propósito sea el de separar en la fuente, reutilizar el material y disponer adecuadamente de los residuos [1]. Un residuo solido está definido según la legislación colombiana como, cualquier objeto, material, sustancia o elemento sólido resultante del consumo o uso de un bien en actividades domésticas, industriales, comerciales, institucionales, de servicios, que el generador abandona, rechaza o entrega y que es susceptible de aprovechamiento o transformación en un nuevo bien, con valor económico o de disposición final [5]. Estos se clasifican en aprovechables y no aprovechables.

Permission to make digital or hard copies of all or part of this work for personal or classroom use is granted without fee provided that copies are not made or distributed for profit or commercial advantage and that copies bear this notice and the full citation on the first page. To copy otherwise, or republish, to post on servers or to redistribute to lists, requires prior specific permission and/or a fee. 9° Encuentro Colombiano de Dinámica de Sistemas – 14 al 16 de septiembre de 2011, Bogotá - Colombia Copyright 2011 Universidad del Rosario [ISSN 2027-7709] US $10.00

Los aprovechables son los que tienen un potencial para ser reutilizados o reciclados con el fin de introducirlos de nuevo en el ciclo económico. Los residuos sólidos siempre representan un problema ambiental, para todos los grandes y pequeños generadores. El problema persiste cuando no se le da ningún tipo de aprovechamiento a los residuos, se entiende por aprovechamiento a el proceso mediante el cual, a través de un manejo integral de los residuos sólidos, los materiales recuperados se reincorporan al ciclo económico y productivo en forma eficiente, por medio de la reutilización, el reciclaje, el compostaje o cualquier otra modalidad que conlleve beneficios sanitarios, ambientales y/o económicos [5,12]. En Colombia se ha establecido un régimen legal bastante amplio para el manejo de los residuos. Entre las más conocida están el decreto 1713 de 2002 en el que se resume un concepto técnico para darle una gestión integral a los residuos sólidos [3]. Y La ley 142 de 1994 que contiene las reglas generales aplicables a los servicios públicos, entre ellos el servicio de aseo. Esta legislación cobija a todos los generadores de residuos en Colombia, incluyendo las instituciones educativas, estas a su vez dependiendo del número de residuos que generen se clasifican en grandes generadores o pequeños generadores, Siendo grandes los que generen más de 1 m3 y pequeños los que generen menos de 1 m3 mensual [5,10]. Teniendo en cuenta esto y la densidad de los residuos que es 0.25 ton/ m3, la mayoría de los colegios en Colombia entraría a la clasificación de grandes generadores de residuos. El servicio público de aseo para estos grandes generadores tiene la posibilidad de un cobro que se basa en el volumen o peso de los residuos, y se estableció en el artículo 146 de la Ley 142 de 1994, y dice que la empresa y el suscriptor o usuario tienen derecho a que los consumos se midan, a que se empleen instrumentos de medida que la técnica haya hecho disponibles; y a que el consumo sea el elemento principal del precio que se cobre al suscriptor o usuario [10]. Es decir la producción de residuos generados por los usuarios es el elemento principal para el cobro del servicio, por tanto, la medición de la producción de residuos es un derecho del usuario o suscriptor y una obligación del prestador del servicio de aseo. Es por esto que durante los últimos años se han estado buscando soluciones a esta problemática de los residuos sólidos y la educación ambiental con el fin de disminuir la generación de residuos en las instituciones educativas. El objetivo de este trabajo, es crear un modelo a través de la metodología de la dinámica de sistemas que nos permita ver el manejo de los residuos sólidos en las instituciones educativas con el fin de poder llegar a las instituciones educativas y sensibilizarlos con nuestro trabajo y mostrar, que el aprovechamiento de los residuos se puede implementar de manera eficiente y lograr un manejo sostenible de dichos residuos.

Para tratar de entender esta problemática de una manera sistémica, se estableció como variables, la cantidad de residuos sólidos generados, el presupuesto de la institución y los residuos reciclados. Fue posible demostrar por medio de las simulaciones del modelo con el software Stella 9.0.2 que la generación excesiva de residuos sólidos, causa en detrimento en el presupuesto de las instituciones educativas y que por ende, se debe aumentar la inversión en los planes de gestión integral de residuos sólidos para poderles dar un manejo sostenible

1.1 Proyectos Educativos Ambientales Dentro de los alcances del gobierno nacional, en el año 2002 se le dio impulso a una política nacional de educación ambiental. En la que se promovió los proyectos ambientales escolares (PRAES), que inicialmente fueron creados mediante el Decreto 1743/1994. Estos PRAES Son Herramientas que permiten desde el aula de clase y la institución educativa desarrollar proyectos que puedan servir encontrar la solución de la problemática ambiental. De aquí podemos partir para introducir el modelo sistémico para el manejo de los residuos sólidos y así difundir el mensaje de que el medio ambiente es un sistema complejo.

1.2 Reciclaje Según la normatividad colombiana vigente el reciclaje es el proceso mediante el cual se aprovechan y transforman los residuos sólidos recuperados y se devuelve a los materiales su potencialidad de reincorporación como materia prima para la fabricación de nuevos productos. El reciclaje favorece el desarrollo sostenible ya que disminuye la contaminación del medio ambiente y ayuda a prevenir el deterioro ambiental, evitando que los recursos naturales se utilicen como materia prima, incluso también alarga la vida útil de los rellenos sanitarios [11].

2. METODOLOGÍA Debido a la cantidad de factores que intervienen en este problema se hace necesaria la implementación de una metodología que permita trabajar dicha complejidad. Una de las alternativas metodológicas que mejor se adapta a este tipo de problemas sistémicos es la que nos ofrece la Dinámica de Sistemas. Esta metodología se han logrado buenos resultados para el manejo de los residuos sólidos ya sean municipales o para predicción de generación o modelos de regionalización en diferentes países [6-8]. Se logro establecer diagramas causales, de niveles y flujos y sus respectivas simulaciones con el software Stella 9.0.2.

2.1 El Modelo A continuación se presenta el modelo que se construyo con la metodología de dinámica de sistemas para entender y analizar el funcionamiento del manejo de los residuos sólidos y el cambio de los factores que influyen en él.

En el diagrama de niveles y flujos propuesto, se estableció que fueran tres las variables de nivel estas son, el presupuesto de la institución, los residuos totales y los residuos reciclados. Para un mayor entendimiento, se dividió este diagrama en 2 módulos, el primer modulo (ver figura 1) es la estructura que hace referencia al presupuesto de la institución, y el segundo modulo (ver figura 2). Es el que muestra la estructura de los residuos totales y los residuos reciclados.

Figura 1. Diagrama de Niveles y flujos del Presupuesto de la institución

En esta figura vemos que el presupuesto de la institución está dado por unos ingresos, que son el flujo de entrada, estos ingresos están determinados por la tasa de ingresos de la institución en un periodo mensual y la tasa de ingresos por reciclaje. Ahora dependiendo de cuál sea el valor del costo de servicio así será el flujo de salida del presupuesto de la institución. Y de acuerdo a este presupuesto, entonces será el valor de la inversión para la gestión integral de residuos sólidos (GIRS).

Figura 3. Diagrama de Niveles y Flujos del Modelo General

En la figura 3 se observa que los residuos sólidos generados, dependen del número de la población estudiantil, y las tasas de generación, que están estandarizadas por factores de producción por la comisión de regulación de agua y saneamiento básico [10]. A su vez el reciclaje depende de la adecuada separación de residuos que se realice. Este reciclaje genera una acumulación de residuos reciclados, de tal manera que cuando haya una gran cantidad de dichos residuos, se pueda llevar a cabo la venta.

Figura 2. Diagrama de Niveles y flujos de los residuos sólidos

A continuación diagrama de niveles y flujos del modelo general para el manejo de residuos sólidos en instituciones educativas. (Ver figura 3).

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En el diagrama de niveles y flujos general, se ve que la venta de residuos sólidos reciclados, genera unos ingresos al presupuesto de la institución, de igual manera, se percibe que el costo del servicio de aseo, está en función de la cantidad de residuos totales que se generen en la institución, es decir cuando incrementa la cantidad de residuos sólidos totales, hace que se incremente el flujo de salida del presupuesto de la institución, ósea se incrementa el costo del servicio.

4. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO El modelo nos permitió observar el comportamiento de las variables, residuos totales, residuos reciclados y su relación con el presupuesto de la institución. Se pudo establecer que para implementar un plan de gestión integral de residuos sólidos, que sea eficiente, se necesita que exista una tasa de inversión adecuada al número de la población de la institución.

3. SIMULACIONES. Y ANALISIS DE RESULTADOS Después de realizar las corridas del modelo y observar el comportamiento de las variables según los parámetros establecidos, podemos analizar en la simulación 1 (ver figura 5), que corresponde a la simulación en la cual no se tiene en cuenta el reciclaje es decir, en una institución donde no se realiza este proceso, podemos concluir que el presupuesto de la institución se mantiene hasta el punto, en que la generación de residuos se incrementa de manera excesiva, trayendo como consecuencia de que al pasar 12 meses el presupuesto disminuyo considerablemente Para la simulación 2,(ver figura 6) tuvimos en cuenta, la tasa de inversión para la gestión de residuos sólidos y el proceso de reciclaje, el cual se vio reflejado en el aumento del presupuesto de la institución, y en el comportamiento de la cantidad de residuos sólidos totales, pues vemos que después de unos meses, tiende a estabilizarse en un punto lo cual hace que el costo del servicio de aseo sea constante, por ende hay un incremento del presupuesto de la institución.

Figura 5. Simulación 1

Figura 6. Simulación 2

Este primer modelo planteado para el manejo de los residuos sólidos en instituciones educativas, es muy general, pero con mucho potencial, por ende se ve la necesidad de tener en cuenta mas atributos para así complejizar mas el sistema, de tal manera que se pueda considerar el tipo de residuo generado, el ingreso por cada tipo de residuo y costos específicos aplicados a un estudio de caso.

5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Patiño, S. Formulación De Un Sistema Integral De Residuos

Sólidos Orgánicos, Para Las Distintas Plazas De Mercado En La Ciudad De Bogotá. Pontificia Universidad Javeriana Bogotá. 2009

[2] Diaz, L.F. Savage, G.M. Eggerth, L.L. and Golueke, C.G.

(1996). Solid Waste Management in Economically Developing Countries. ISWA, Denmark

[3] Ramírez, J. (2005) Régimen Legal del Servicio Público

Domiciliario de Aseo Revista de Derecho, Universidad Del Norte, 23: 213-239

[4] Castillón, O. Puerta, S. Impacto del manejo integral de los residuos sólidos en la Corporación Universitaria Lasallista, Revista Lasallista de Investigación Vol. 1 Nº 1 pg. 15-21

[5] Colombia, Diario Oficial No. 44.893 de Agosto 7 de 2002, Decreto 1713 de 2002

[6] Botero, E. C. (2005) Evolución del servicio de aseo domiciliario durante la última década. CEDE –Universidad de Los Andes

[6] Sliwa, K.R. (1994). Solid Waste Management in Puebla, a Systems Dynamic approach. System Dynamics conference

[7] Vásquez, O. (2005). Modelo de simulación de gestión de residuos sólidos domiciliarios en chile. Revista de Dinámica de Sistemas Volumen 1 número 1.

[8] Adamides, ED. Mitropoulos, P. and Giannikos, I. (2009) Journal of the Operational Research Society 60, 758 --770 A multi-methodological approach to the development of a regional solid waste management system

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1: Presupuesto Institucion 2: Residuos Reciclados 3: Residuos Totales

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[9] SSPD, Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios, Informe anual del Servicio Público de Aseo, p. 13. Información reportada por los prestadores del servicio de aseo al Sistema Único de Información, SUI. 2008

[10] CRA, Metodología de costos y tarifas, para el servicio público de aseo. Comisión de regulación de de agua potable y saneamiento básico. 2008

[11] Aristizabal, C., Sáchica, M Universidad Pontifica Javeriana. El aprovechamiento de los residuos sólidos domiciliarios no tóxicos en Bogotá. Bogotá. D.C. 2001

[12] Redondo, J.M., Ibarra, D.W. Modelo de Regionalización para el Manejo Sostenible de los Residuos Sólidos Municipales. 8º Congreso Latinoamericano y 8º Encuentro Colombiano de Dinámica de Sistemas, 2010

[13] Medina, C.I. Manejo de Residuos Sólidos, Revista de la Facultad de Ingeniería. Universidad Militar Nueva Granada. Pg. 135-144 (1999)

[14] Aracil Javier, Gordillo Francisco (1997). Dinámica de Sistemas, Alianza Editorial S.A., Madrid

[15] SSPD, Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios

(2008), Informe anual del Servicio Público de Aseo, p. 13. Información reportada por los prestadores del servicio de aseo al Sistema Único de Información, SUI

6. CURRÍCULUM Johan Manuel Redondo. Ingeniero Ambiental. Especialista en matemática aplicada con énfasis en sistemas dinámicos. Magister en docencia e investigación universitaria con énfasis en matemáticas. Doctorando del programa de ingeniería automática de la Universidad Nacional. Coordinador del seminario de investigación del grupo de complejidad ambiental de la Universidad Sergio Arboleda. Danny W. Ibarra Vega. Ingeniero Biotecnológico énfasis Ambiental, Especialista en Gerencia del Medio Ambiente y Prevención de Desastres, Investigador de la línea de investigación en complejidad ambiental de la Universidad Sergio Arboleda.