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Ingeniería de Sistemas

PROPUESTA DE TRABAJO DE GRADO

TÍTULO Modelo de simulación de la Gestión Integral de Residuos Sólidos Domiciliarios para el programa social PROSOFI. Caso de Estudio: Barrio El Bosque, localidad Usme, Bogotá.MODALIDAD InvestigaciónOBJETIVO GENERALDesarrollar un modelo de simulación basado en agentes que permita visualizar la Gestión Integral de Residuos Sólidos Domiciliarios (GIRSD) en sectores de estrato 1 y 2 en la ciudad de Bogotá, con fines pedagógicos dentro de un marco investigativo en el programa social PROSOFI [1]1. Se tomará como caso de estudio, el barrio El Bosque ubicado en la localidad de Usme, en la ciudad de Bogotá.

ESTUDIANTE(S)Stephanie Sánchez Olaya

Documento Celular Teléfono fijo Correo Javerianocc. 1032410861 313-211-5919 3379711 [email protected]

Sebastián Ricardo Rojas DíazDocumento Celular Teléfono fijo Correo Javerianocc. 1019046831 317-638.3991 6716528 [email protected]

DIRECTORIng. Oscar Xavier Chavarro García

Documento Celular Teléfono fijo Correo Javeriano Empresa donde trabaja y cargo

cc. 79943444 3142309187 3208320 ext 5338

[email protected]; Pontificia Universidad Javeriana; Profesor Departamento de Sistemas

1 El Programa Social PROSOFI es una Iniciativa académica que inspirada en la Misión, el Proyecto Educativo y la Política de Responsabilidad Social Universitaria de la Pontificia Universidad Javeriana, pretende dinamizar desde la interdisciplinariedad y la interinstitucionalidad: (1) Los procesos de desarrollo de comunidades marginadas; (2) contribuir a la formación integral de todos los miembros de la comunidad educativa javeriana; (3) fortalecer el quehacer universitario y su proyección. PROSOFI fue creado en la Facultad de Ingeniería a finales del 2009 y actualmente vincula a otras facultades de la Universidad.

mailto:[email protected]



Pontificia Universidad Javeriana - <Proyecto de Investigación>

CONTENIDO

PROPUESTA DE TRABAJO DE GRADO...............................................................................................................................1

PROBLEMÁTICA..........................................................................................................................................................................3

Descripción de la problemática.......................................................................................................................................3

Formulación............................................................................................................................................................................. 4

Justificación.............................................................................................................................................................................. 4

Impacto esperado del proyecto.......................................................................................................................................4

Descripción del Proyecto.........................................................................................................................................................5

Objetivo General.....................................................................................................................................................................5

Fases metodológicas y objetivos específicos.............................................................................................................5

Entregables y resultados esperados..............................................................................................................................6

Proceso............................................................................................................................................................................................ 7

Metodología..............................................................................................................................................................................7

Fases Metodológicas Y Actividades...............................................................................................................................7

Recopilación bibliográfica.............................................................................................................................................7

Diseño......................................................................................................................................................................................... 8

Actividades.......................................................................................................................................................................... 8

Construcción............................................................................................................................................................................ 8

Actividades.......................................................................................................................................................................... 8

Validación.................................................................................................................................................................................. 9

Actividades.......................................................................................................................................................................... 9

Gestión del proyecto..................................................................................................................................................................9

Estimación De La Duración Del Proyecto....................................................................................................................9

Estimación del Costo del Proyecto (Presupuesto)...............................................................................................11

Estimación de los Riesgos de Proyecto (Análisis de Riesgos).........................................................................12

marco teórico / estado del arte.........................................................................................................................................13

Trabajos Importantes en el Área..................................................................................................................................13

Fundamentos........................................................................................................................................................................ 14

Gestión De Residuos Sólidos.....................................................................................................................................14

Educación en Gestión de Residuos Sólidos.........................................................................................................16

Simulación Computacional........................................................................................................................................ 16

Glosario........................................................................................................................................................................................ 17


REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................................................................................................18

Bibliography...............................................................................................................................................................................18

LISTADO DE REFERENCIAS PARA EL DESARROLLO DEL TRABAJO DE GRADO........................................20

PROBLEMÁTICA

En esta sección se describe brevemente la problemática que se pretende abordar mediante este proyecto.

Descripción de la problemática

“Dentro del amplio espectro de temas que guardan relación con una problemática tan importante en la actualidad como es la protección del Medio Ambiente, la problemática de los residuos ocupa un

lugar principal en la gestión ambiental.” [2]

Dados los índices de contaminación que se atribuyen en gran parte al manejo inadecuado de los residuos, aparece la Gestión Integral de Residuos Sólidos Domiciliarios (GIRSD) como una propuesta que permite mejorar el manejo de los residuos desde su origen. Dado que la información relacionada con una GIRSD no es proporcionada de manera eficiente a los diferentes actores presentes en el proceso, es importante proveer herramientas de educación sobre este tema que nos compete a todos como ciudadanos y como parte del ecosistema.

Los problemas asociados a la gestión de los residuos sólidos en la sociedad actual son complejos debido a la cantidad y la naturaleza diversa de los residuos, las limitaciones de fondos para los servicios públicos en muchas grandes ciudades, el desarrollo de las zonas urbanas dispersas, el impacto de la tecnología, las limitaciones emergentes de energía y materias primas, y la falta de conocimiento de la población sobre el tema. En consecuencia, si es necesario realizar la gestión de residuos sólidos de una forma eficaz y ordenada, las relaciones y los aspectos fundamentales implicados deben ser identificados y ajustados para la uniformidad de los datos, y comprendidos claramente.

Los residuos sólidos domiciliarios son todos los residuos que surgen de las actividades humanas en los sectores residenciales en áreas urbanas. Generalmente se dividen en dos grandes grupos: residuos orgánicos (desperdicios alimenticios y restos de jardinería) y residuos inorgánicos (papel, plástico, vidrio, madera y residuos peligrosos). El hacer ingeniería de las “basuras”, exige una reflexión profunda y un análisis sistemático de los diferentes conceptos, términos y elemento del problema. [2]

En cuanto a los programas educativos sobre la gestión de residuos sólidos, algunas organizaciones se enfocan en reducir los hábitos consumistas y el apoyo a los productos naturales mientras otras se enfocan en el reciclaje de materiales y la reutilización de bienes con el fin de reducir la cantidad de residuos que tienen su disposición final en los vertederos o incineradores [3]. Generalmente los programas de educación sobre los residuos sólidos proveen la información al público con la esperanza de mejorar los comportamientos de los generadores de residuos.


A través del desarrollo de este proyecto, se contribuirá al apoyo de la educación de la población sobre el manejo y la gestión de los residuos sólidos domiciliaros, teniendo en cuenta además que si se educa mejor a la población, como consecuencia, se producirá una reducción y reutilización de los residuos sólidos.

Finalmente, este proyecto plantea la construcción de un modelo de simulación y la implementación de un prototipo a partir de un caso de estudio, los cuales contribuirán a la consolidación de un esquema educativo en el tema, y de esta manera aportará a la solución del problema.

Formulación

A partir de la problemática planteada, es necesario formular una pregunta que se pueda responder a través de este trabajo de grado; esta pregunta es:

¿Cómo el desarrollo de un modelo y una simulación basados en agentes de la GIRSD en los sectores de estratos 1 y 2 de Bogotá, pueden ser utilizados como herramienta educativa por el programa social

PROSOFI?

Justificación

Las sociedades de hoy en día son grandes consumidoras de recursos naturales, por lo que ha sido necesario generar soluciones que permitan crear una gestión apropiada para los residuos sólidos dentro de la sociedad, promoviendo así la práctica de las tres R’s: Reducir, Reutilizar y Reciclar [4]

Una manera de manejar esta problemática, es a través de la educación respecto al manejo adecuado de los residuos sólidos que se producen en los en los hogares y así, generar apropiación del territorio y cultura ciudadana.

A través de este proyecto y en coordinación con las actividades del programa social PROSOFI, se pretende dar a conocer el efecto que puede tener la gestión de los residuos sólidos al interior de la comunidad a la cual pertenecen los mismos ciudadanos, entre los sectores de estrato 1 y 2 de la ciudad de Bogotá.

Este proyecto contribuye especialmente a la solución de una de las problemáticas contempladas en la misión de la Pontificia Universidad Javeriana:

“La irracionalidad en el manejo del medio ambiente y de los recursos naturales”. [5]

Impacto esperado del proyecto


Para entender el impacto esperado del proyecto, primero es necesario definir algunas herramientas relacionadas con el Departamento de Ingeniería de Sistemas de la Pontificia Universidad Javeriana. A continuación se presentan dichas herramientas con el fin de brindar una mejor perspectiva del impacto esperado.

NetLogo es un entorno de modelado programable basado en multi-agentes, usado por miles de estudiantes, docentes e investigadores en todo el mundo. NetLogo [6] permite la exploración de fenómenos emergentes por medio de la programación de interruptores, deslizadores, selectores, entradas y otros elementos de interfaz, lo cual admite diferentes niveles de interacción con el usuario según sea la finalidad del modelo de simulación (explicativo, exploratorio o predictivo).

BESA [7] es una arquitectura para la construcción de sistemas multi-agente, que implementa tres conceptos principales en su modelo abstracto de SMA, de los cuales se desprende la sigla BESA: Behavior-oriented, Event-driven, Social-based.

VITRAL [8]es una plataforma de software para el desarrollo de graficas computacionales, realidad virtual y aplicaciones de realidad aumentada.

El impacto esperado de este trabajo es permitir establecer un punto de referencia para realizar futuras comparaciones entre los procesos de simulación para NetLogo y BESA, y los procesos de visualización para NetLogo y VITRAL, con el fin de contribuir a la consolidación de la investigación en los grupos de investigación autores de estas plataformas.

Además se espera generar un impacto social en los estratos 1 y 2 de la ciudad de Bogotá, de tal manera que se genere conciencia en la población acerca de los beneficios y perjuicios que conlleva la gestión de los residuos sólidos, y por consiguiente, la necesidad de adoptar hábitos que mejoren el proceso.

Finalmente, se encuentra el mega proyecto titulado “Hacia comunidades inteligentes: desarrollo de Smart Towns en Cundinamarca” propuesto por los ingenieros Enrique Gonzalez (Grupo SiDre), Rafael González (Grupo Istar) y Oscar Chavarro (Grupo Takina). El resultado de este proyecto podrá tener un impacto considerable dentro del mega proyecto planteado, pues la gestión de residuos sólidos es una de las funcionalidades que se pretende implementar en las ciudades virtuales.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Objetivo General

Desarrollar un modelo que permita la simulación basada en agentes y la visualización de la Gestión Integral de Residuos Sólidos Domiciliarios (GIRSD) en sectores de estratos 1 y 2 en la ciudad de Bogotá, con fines pedagógicos dentro de un marco investigativo en el programa social PROSOFI. Se tomará como caso de estudio, el barrio El Bosque ubicado en la localidad de Usme, en la ciudad de Bogotá.


Fases metodológicas y objetivos específicos

Para poder cumplir el objetivo general mencionado anteriormente, es necesario definir unos objetivos parciales, los cuales permitirán planear y proyectar adecuadamente las actividades a desarrollar en este trabajo de grado. Estos objetivos se describen en las siguientes fases metodológicas de elaboración del proyecto:

Fase I: Recopilación bibliográfica

o Investigar sobre el paradigma de la Simulación Basada en Agentes (ABS por sus siglas en inglés) para realizar el diseño de los agentes involucrados y su comportamiento.

o Explorar y analizar la herramienta de software seleccionada NetLogo para realizar el modelo de simulación, dado que esta es una herramienta completamente nueva para los autores y es preciso investigar el uso de GIS en este entorno de programación.

o Investigar acerca de la GIRSD y los planes distritales existentes al respecto.o Investigar acerca de las diferentes soluciones que se han propuesto para el

problema de la educación en cuanto a la GIRSD.o Realizar el documento sobre el estado del arte y el marco teórico del proyecto.

Fase II: Diseñoo Establecer un diseño del modelo a desarrollar a partir de la investigación y la

planeación realizada en la fase anterior. El diseño se realizará con base en los 7 elementos del protocolo ODD (Overview, Design Concepts and Details) [9]: Propósito, Entidades, variables de estado y escalas, Descripción del proceso y actividades, Conceptos de diseño, Inicialización, Entrada y Sub modelos.

o Realizar el documento de especificación del modelo realizado.

Fase II: Construcción o Realizar un análisis de requerimientos para medir el alcance del prototipo.o Desarrollar el prototipo funcional.

Validacióno Realizar pruebas al prototipo.o Realizar la validación del modelo con un experto.o Realizar el documento de análisis de los resultados obtenidos a partir de la

validación.

Entregables y resultados esperados

Los documentos y artefactos que se entregarán a lo largo del desarrollo del proyecto se especifican para cada uno de los objetivos y actividades relacionados con las fases metodológicas, con la fecha de entrega. Los entregables se especifican en la sección Estimación de la duración del proyecto.

Formulación de pregunta

Creación de la solución Puesta a prueba Análisis y síntesis


PROCESO

Metodología

Dado que este es un proyecto de investigación, es necesario llevar a cabo el proceso propuesto por el Método Científico con un enfoque para Ingeniería [10]:

Fases Metodológicas Y Actividades

Recopilación bibliográfica

Actividades

o Realizar una reunión con experto en simulación de agentes simples para obtener la bibliografía recomendada sobre el tema.

o Seleccionar la bibliografía de apoyo sobre la simulación de agentes simples a partir de la recomendación del experto.

o Consultar con el experto las dudas generadas a partir de la información seleccionada.

o Realizar una búsqueda bibliográfica de apoyo respecto al manejo de la herramienta elegida para desarrollar el prototipo de simulación NetLogo.

o Realizar una reunión con experto en GIRSD para obtener la bibliografía recomendada sobre el tema.

o Seleccionar la bibliografía de apoyo sobre la GIRSD a partir de la recomendación del experto.

o Consultar con el experto las dudas generadas a partir de la información seleccionada.

o Visitar el sector que se eligió como caso de estudio: barrio El Bosque (Usme), con el fin de conocer los diferentes procesos involucrados en la gestión de residuos sólidos.

o Realizar la recolección de datos necesarios sobre el caso de estudio elegido para la realización de la validación.

Figura 1: Metodología para proyecto de investigación en Ingeniería


Diseño

Actividades

Las actividades relacionadas con el diseño se realizarán de acuerdo al protocolo ODD [9]mencionado anteriormente:

o Definir el propósito del modelo.o Definir las entidades, variables de estado y escalas del modelo tales como:

Agentes/individuos. Unidades espaciales. Entorno. Grupos sociales.

o Realizar la descripción de los procesos y actividades del modelo.o Definir los conceptos de diseño del modelo. Estos son:

Principios básicos: conceptos, teorías, hipótesis o enfoques de modelado que proveen fundamento al diseño.

Adaptación de entidades: reglas de decisión o cambios de comportamiento como respuesta a cambios en el entorno.

Objetivos de adaptación: si la adaptación aumenta la medida de éxito del individuo para alcanzar algún objetivo, cuál es el objetivo que se logra y como se mide.

Resultado (salida) esperado: a partir de la adaptación y el conjunto de objetivos.

Detección: variables del entorno que los individuos tiene en cuenta para la toma de decisiones.

Interacción: tipos de interacción (directa, indirecta) entre los diferentes individuos.

Procesos estocásticos: procesos que asumen valores aleatorios. Colectividad: interacción entre los individuos que pertenecen a un mismo

grupo social. Observación: datos obtenidos de fuentes externas para probar, entender y

analizar el modelo.o Describir el estado inicial del modelo, cuáles son las entidades que existen

inicialmente en el modelo y qué valores de estado tienen estas entidades.o Especificar los datos de entrada del modelo como la información geográfica.o Definir los parámetros, las dimensiones, y los valores de referencia del modelo.

Construcción

Actividades


o Realizar un análisis de requerimientos para medir el alcance del prototipo.o Recopilación de información geográfica del barrio el Bosque, Usme.o Desarrollo de las herramientas tipo filtro para la conversión de informacion

geográfica e importación a la herramienta NETLOGOo Implementar el prototipo funcional en NETLOGO del caso de estudio definido, a

partir del modelo obtenido en la fase anterior.

Validación

Actividades

o Realizar un plan de pruebas que permita evaluar la funcionalidad propuesta, utilizando la plantilla Rubric for Online Instruction (ROI) [11] la cual permite validar aplicaciones con fines educativos.

o Aplicar el plan de pruebas por parte de un experto para validar la funcionalidad del modelo.

GESTIÓN DEL PROYECTO

Estimación De La Duración Del Proyecto

Objetivo Actividad Resultado (entregable) Semana EstimadaRecopilación bibliográfica

Realizar una reunión con experto en simulación de agentes simples para obtener la bibliografía recomendada sobre el tema

Lista de la bibliografía recomendada por el experto en “simulación de agentes simples”

Semana 1

Seleccionar la bibliografía de apoyo sobre la simulación de agentes simples a partir de la recomendación del experto.

Marco teórico sobre “simulación de agentes simples”.

Semana 1

Consultar con el experto las dudas generadas a partir de la información seleccionada

Marco teórico sobre “simulación de agentes simples” refinado con apoyo del experto

Semana 2

Realizar una búsqueda bibliográfica de apoyo respecto al manejo de la herramienta elegida para desarrollar el prototipo de simulación NetLogo

Lista de bibliografía de apoyo para el manejo de la herramienta NetLogo.

Semana 2


Realizar una reunión con experto en GIRSD para obtener la bibliografía recomendada sobre el tema

Lista de la bibliografía recomendada por el experto en “GIRSD”

Semana 3

Seleccionar la bibliografía de apoyo sobre la GIRSD a partir de la recomendación del experto

Marco teórico sobre “GIRSD”

Semana 3

Consultar con el experto las dudas generadas a partir de la información seleccionada

Marco teórico sobre “GIRSD” refinado con apoyo del experto

Semana 4

Visitar el sector que se eligió como caso de estudio: barrio El Bosque (Usme), con el fin de conocer los diferentes procesos involucrados en la gestión de residuos sólidos

Identificación de los procesos usados para la gestión de residuos sólidos en el barrio El Bosque de la localidad de Usme.

Semana 4

Realizar la recolección de datos necesarios sobre el

caso de estudio elegido para la realización de la validación

Datos sobre la producción y gestión de residuos sólidos en el barrio El Bosque de la localidad de Usme

Semana 4

Diseño Definir el propósito del modelo

Propósito general del modelo

Semana 5

Definir las entidades, variables de estado y escalas del modelo

Definición de los agentes, unidades espaciales y el entorno

Semana 5

Realizar la descripción de los procesos y actividades del modelo

Actividades y procesos del modelo.

Semana 5

Definir los conceptos de diseño del modelo

Diseño del modelo Semana 6

Describir el estado inicial del modelo, cuáles son las entidades que existen inicialmente en el modelo y qué valores de estado tienen estas entidades

Definición del estado inicial del modelo y sus respectivas entidades.

Semana 6

Especificar los datos de entrada del modelo como la información geográfica

Datos de entrada del modelo.

Semana 7

Definir los parámetros, las dimensiones, y los valores de referencia del modelo

Parámetros, dimensiones y valores de referencia

Semana 7

Construcción Realizar un análisis de requerimientos para medir el alcance del proyecto

Lista de requerimientos que debe cumplir el prototipo

Semana 8

Recopilación de información Información geográfica Semana 8


geográfica del barrio el Bosque, Usme.

barrio el Bosque

Desarrollo de las herramientas tipo filtro para la conversión de información geográfica e importación a la herramienta NETLOGO

Herramienta de conversión de información geográfica

Semana 8

Desarrollar el prototipo funcional

Prototipo desarrollado.

Semana 9

Validación Realizar un plan de pruebas que permita evaluar la funcionalidad propuesta

Lista de funcionalidades del prototipo para la validación por parte del experto

Semana 15

Aplicar el plan de pruebas por parte de un experto para validar la funcionalidad del modelo

Resultado de la validación por parte del experto.

Semana 15

Memorias Documento de memorias

Semana 16

Artículo final Artículo final desarrollado y revisado.

Semana 16


Estimación del Costo del Proyecto (Presupuesto)

A continuación se presenta el presupuesto estimado para el desarrollo del proyecto

Ámbito Costo und Costo mensual Total ($)Honorarios Stephanie Sánchez 40.000* 128.0000 512.0000Honorarios Sebastián Rojas 40.000* 128.0000 512.0000Libro "Agent-Based and Individual-Based Modeling: A Practical Introduction"

100.000** 100.000

Servicio de internet ilimitado 200.000 80.0000Servicios de acueducto y energía eléctrica 300.000 120.0000Alimentación 500.000 200.0000Transporte 1.500 120.000 480.000Papelería 20.000 80.000TOTAL 14’900.000

Consideraciones

* Se estiman 32 horas semanales de trabajo en el proyecto por parte de ambos integrantes.

**El costo es del libro está dado por: precio en dólares (USD $40) y precio de envío (USD $10). El valor del dólar el día de la compra fue de COP $1811.30 [12].

A continuación se presentan los recursos con los que se cuenta para el desarrollo del proyecto:

Recurso Valor ($)Computador portátil (Sony Vaio VGN-NW270F) 400.000*Computador portátil (Toshiba) 300.000*Computadores salas de computo de la facultad de ingeniería

300.000*

Dirección Oscar Chavarro 1’500.000**Asesoría en agentes de Rafael González 1’500.000**Asesoría en Gestión de Residuos de Sandra Méndez 1’500.000**TOTAL 4’000.000

Consideraciones

*El valor estimado de los computadores es el 10% del precio comercial, tanto para los portátiles como para los computadores de las salas. Se toma el valor de solo 2 computadores para el trabajo de los dos integrantes del grupo.


**La dirección del proyecto tiene un costo de COP$50.000/hora.

Estimación de los Riesgos de Proyecto (Análisis de Riesgos )

De acuerdo al proyecto que se planea desarrollar, es pertinente analizar algunos riegos que pueden afectar el correcto desarrollo de este. De esta manera, se definieron los riesgos más significativos y relevantes, y unas acciones respectivas que permitirán mitigar que estos se materialicen.

Riesgo Probabilidad Impacto Priorización Acción

Mala estimación del tiempo asignado a las actividades

Alto Muy Alto ALTO

Se realizara una verificación de los tiempos asignados a cada una de las actividades junto a un experto o mayor experiencia

Retraso de las fechas definidas en el cronograma

Medio Medio ALTOSe mantendrá un control frecuente sobre el calendario vs las actividades programadas.

Manejo incorrecto de las versiones y desorganización en los documentos

Medio Bajo MEDIOSe hará uno de una herramienta que asegure la disponibilidad de los documentos y el versionamiento

Baja calidad en las actividades desarrolladas

Bajo Alto ALTO

Se realizaran revisiones constantes junto al director de trabajo de grado para asegurar la calidad en las actividades desarrolladas

Poca planeación en cada una de las actividades

Medio Medio ALTO

Antes de comenzar cada actividad, se tomara una hora, en la cual se planificara las tareas a desarrollar para completar la actividad

Problemas personales Bajo Bajo BAJOReasignación de las actividades en el cronograma dependiendo de la magnitud del problema

Problemas durante el desarrollo del prototipo

Medio Medio ALTO

Se va a adquirir bibliografía especializada que permita minimizar el riego y solucionar rápidamente los inconvenientes presentados con la herramienta.


MARCO TEÓRICO / ESTADO DEL ARTE

Trabajos Importantes en el Área

Simulación del comportamiento individual en el manejo de residuos domésticos [13]

Un estudio informa los resultados de una prueba de concepto sobre la simulación de los comportamientos en la GRSD individual, colectiva e interactiva para proveer una herramienta para una planeación eficiente de la GRSD. El modelo desarrollado simula comunidades enteras como una distribución de familias individuales comprometidas con el manejo de sus propios residuos domésticos, por medio del compostaje y actividades de reciclaje. La investigación muestra la jerarquía ordenada de las actividades a nivel individual, las decisiones para la participación y los factores que afectan los niveles de desviación de residuos para cada salida disponible. Estas decisiones son conducidas por las actitudes subyacentes de los residentes de la comunidad, enlazadas en parte a los factores socio-demográficos pero también teniendo en cuenta un elemento de aleatoriedad grande, o estocástica. Estructuras para el modelado de variaciones estocásticas son desarrolladas. Los elementos sociales de la simulación son usados como parámetros de control determinando los flujos de residuos a través de los hogares el cual provee una simulación del proceso, o balance del material. Los modelos desarrollados permiten la investigación del posible s intervenciones en el proceso para mejorar el desempeño general.

Simulación del sistema de gestión de residuos sólidos HANFORD [14]

En el artículo se describe el análisis des sistema y el modelo de simulación para un sistema de gestión de residuos sólidos propuesto en el departamento de energía de Estados Unidos. El sistema propuesto incluye un centro de almacenamiento, cuatro centros de tratamiento, y tres sitios de disposición. El material manejado por el sistema incluye peligrosos, radioactivos, y mezclados. El objetivo del modelo es proveer un significado a la evaluación de requerimientos de rendimiento y capacidad para los centros de tratamiento, almacenamiento y disposición propuestos.

El modelo es usado para evaluar configuraciones alternativas del sistema y los efectos en las alternativas de cambiar las características de los flujos y los horarios de recolección. Se hace uso de un modelado iterativo y el análisis del enfoque para proveer modelos a macro-nivel más temprano en el proyecto y establece credibilidad con el cliente. Los resultados de los análisis basados en macro modelos influencian decisiones en el diseño del sistema y provee información que ayuda a enfocar desarrollo de modelos subsecuentes.


Juego sobre la gestión de residuos sólidos DISCUS [15]

Los juegos de gestión son una aplicación de la técnica de simulación que permite al jugador tener una experiencia en situaciones de toma de decisiones que sustituye el juego en un entorno simulado por su participación en un entorno real. DISCUS es un juego de gestión que ilustra la aplicación de técnicas de juegos para la GRS. El objetivo del juego es permitir al jugador establecer estaciones de transferencia, incineradores, y rellenos sanitarios en regiones hipotéticas, y hacer otras asignaciones para que la colección, recorrido y costos de procesamiento de los residuos sean minimizados.

Fundamentos

Gestión De Residuos Sólidos

ORÍGENES DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS

Los orígenes de los residuos sólidos en una comunidad, están, en general, relacionados con el uso del suelo y su localización. Aunque pueden desarrollarse diferentes clasificaciones sobre los orígenes, las siguientes categorías son las más apropiadas paras una comunidad urbana[1]:

Domiciliario Comercial Institucional Construcción y demolición Servicios municipales Plantas de tratamiento Industrial Agrícola

TIPOS DE RESIDUOS SÓLIDOS DOMICILIARIOS

Los residuos sólidos domiciliarios, consisten en residuos sólidos orgánicos (combustible) e inorgánicos (incombustibles) de zonas residenciales y de establecimientos comerciales. Típicamente la fracción orgánica de los residuos domiciliarios y comerciales está formada por materiales como (entre los más comunes) [16]:

Residuos de alimentos Papel Cartón Plásticos Textiles Cuero Residuos de jardinería Madera Vidrio Latas Aluminio


Residuos domésticos peligrosos

PLAN DE INCLUSIÓN DE POBLACIÓN RECUPERADORA

El servicio público de aseo de la ciudad de Bogotá está orientado principal y prioritariamente hacia el transporte y el enterramiento de basuras en el Relleno sanitario Doña Juana, en donde se disponen diariamente 6.300 toneladas de residuos sólidos. [3]

El esquema de recolección y transporte se caracteriza por tener una estructura dual: de una parte empresas privadas mediante contratos de concesión realizan una labor formalizada, remunerada, que representa para la ciudadanía costos significativos; y de otra parte una población de miles de recicladores de oficio en condiciones de vulnerabilidad realiza diariamente una labor informal, sin remuneración, carente de reconocimiento y utilizando vehículos de tracción humana y animal. [17]

El nuevo modelo implicará una tecnificación gradual y progresiva de la actividad de los recicladores de oficio, de forma tal, que sin perder su trabajo y fuente de sustento, esa población pueda desarrollar su actividad superando dos características que la distinguen actualmente: a) la separación de residuos en vía pública, en condiciones riesgosas para su salud y b) el transporte en medios de tracción humana o animal. En consecuencia, mediante mecanismos financieros idóneos se dotará a las Organizaciones Autorizadas de recicladores de oficio, de una flota mecanizada apta para la recolección y transporte de material reciclaje, y se organizarán rutas específicas y exclusivas a cargo de cada organización. [3]

Educación en Gestión de Residuos Sólidos

En Malasia, el gobierno gasta aproximadamente entre el 40% y 70% del dinero de los impuestos anualmente para a gestión de los residuos sólidos. Menos del 5% de estos residuos son reciclados a pesar de que más del 70% pueden ser reciclados de alguna manera. El objetivo de este estudio fue evaluar el conocimiento, actitudes, estados de conciencia y comportamientos de estudiantes de primer año (n = 589) por medio de una encuesta. Los resultados mostraron que el conocimiento en el tema era moderado. Por lo tanto es necesario fomentar mediante la educación y la concienciación sobre la gestión de residuos sólidos en el campus y el desarrollo de programas para promover el cambio de actitudes y prácticas ambientales sostenibles. [18]

Por medio de un estudio se evaluó el impacto de la aplicación de un programa de educación escolar sobre el conocimiento medioambiental de estudiantes, parientes, y profesores, analizando las actitudes y comportamientos. Estudiantes entre los 11 y 13 años de escuelas de primaria en Kraków, Polonia, participaron en el programa por un periodo de 4 meses y junto con sus padres y profesores fueron encuestados al final del programa. En términos generales, se encontró que al final de programa los conocimientos respecto a la GRS habían mejorado sustancialmente. La tercera parte de los estudiantes que participaron en el programa compartieron lo aprendido con sus padres y tuvieron mejoras en las prácticas sobre el manejo de residuos en sus casas. [18]


Simulación Computacional

Modelos de análisis y simulación [19]

El modelado es una manera de resolver problemas que ocurren en el mundo real. Es aplicado cuando el desarrollo de un prototipo o un experimento con el sistema real es muy costoso o imposible. El diseño permite optimizar los sistemas antes de su implementación. Incluye el proceso de mapeo del problema desde el mundo real a su modelo en el mundo de los modelos, - el proceso de abstracción, - análisis y optimización del modelo, y el mapeo de la solución en el sistema real.

TIPO DE SIMULACIÓN

Los enfoques (paradigmas) más importantes en modelado de sistemas simulación se describen a continuación.

Modelos basados en agentes [ABM] [20]

En modelado basado en agentes (ABM), un sistema es diseñado como una colección entidades de toma de decisiones autónoma llamados agentes. Cada agente individualmente evalúa su situación y toma decisiones con base en un conjunto de reglas. Los agentes pueden ejecutar varios comportamientos según el sistema que representen. Interacciones repetitivas entre los agentes se llevan a cabo en el ABM, en cual yace en la capacidad de los computadores para explorar dinámicas a partir de la investigación en métodos matemáticos.

Sistemas Multi Agentes [MAS] [21]

Un sistema multi agente puede pensarse como un grupo de agentes que interactúan entre sí, trabajando juntos para lograr una serie de objetivos. Para maximizar la eficiencia del sistema, cada agente debe tener la capacidad de razonar sobre las acciones de los demás agentes en relación con las suyas.

Eventos Discretos [EDM] [19]

El término “Discrete Event Modelling” aplica para el enfoque de diseño basado en el concepto de entidades, recursos y gráficos que describen el flujo de entidades y el intercambio de recursos. Simulación de eventos discretos es aplicada usualmente a diseño de procesos, y es definida como un algoritmo de procesamiento de entidad global, típicamente con elementos estocásticos.

GLOSARIO


Agente: Un agente es un sistema informático, situado en algún entorno, que percibe el entorno (entradas sensibles de su entorno) y a partir de tales percepciones determina (mediante técnicas de resolución de problemas) y ejecuta acciones (de forma autónoma y flexible) que le permiten alcanzar sus objetivos y que pueden cambiar el entorno. [22]

Simulación: La simulación es la imitación o réplica del comportamiento de un sistema o de una situación, usando un modelo que lo representa de acuerdo al objetivo por el cual se estudia el sistema. [23]

Visualización: La visualización es un proceso de mapeo de las representaciones hechas por un computador a representaciones preceptúales, eligiendo técnicas de codificación para maximizar el entendimiento y comunicación con la personas. [24]


REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] Pontificia Universidad Javeriana, "PROSOFI," 2012. [Online]. Available: http://puj-portal.javeriana.edu.co/portal/page/portal/Facultad%20de%20Ingenieria/plt_facultad/Prosofi. [Accessed 26 11 2012].

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