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Grupo de Valoracin y Decisin Multicriterio
Universidad Politcnica de Valencia (Espaa)
www.valoracionmulticriterio.upv.es
Localizacin de plantas detratamiento de residuos slidos
urbanos.
Aragons-Beltrn, P., Pastor-Ferrando, J.P, Garca-Garca, F.
Pascual-Agull, A.
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INTRODUCCIN
El prposito de una Planta Municipal de Tratamiento de ResiduosSlidos Urbanos es el reciclaje y la transformacin de la mayor
cantidad residuos en materiales reutilizables.
Este tipo de instalaciones pertenecen al grupo de las instalaciones no
deseables.
La localizacin de este tipo de plantas presenta dos graves problemas
(Lober, 1995):
i) Oposicin social, NIMBY (not in my back yard) (Colebrook and
Sicilia, 2007);
ii) Gran cantidad de datos y variables, tanto de naturaleza social como
medioambiental a tener en consideracin con el fin de seleccionar la
localizacin que ocasione las mnimas molestias, la mayor eficiencia y
mayor aceptacin social.
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INTRODUCCION
El propio funcionamiento de la planta puede generar una serie
de problemas en su entorno ms inmediato:
Malos olores, ruido, basura slida y aguas residuales.
Trfico de vehculos: recogida de basura y traslado al
vertedero del material no reciclable
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INTRODUCCION
Los factores limitantes en la fase de preseleccin del lugar
donde instalar la planta son tres:
Se requiere un solar muy grande (unas 15 hectreas),Potencia elctrica (entre 6-8 Mw),
Se requiere una planta de tratamiento de aguas para
depurar el agua resultante de los procesos de la planta de
reciclaje.
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INTRODUCCION
El problema de la localizacin de instalaciones no deseadas ha sido
estudiado profusamente en la literatura cientfica (Hale and Moberg,
2003).
Los modelos matemticos para resolver el problema han ido
evolucionando desde modelos unicriterio hasta modelos multicriterio
que incluyen en el anlisis criterios que pueden estar enfrentados.
Se han propuesto diversas herramientas para la toma de decisiones
multicriterio (MCDM) que permiten resolver este tipo de problemas:
Metodologa multiobjetivo, ien la cual el conjunto de alternativasposibles se considera infinito.
Tcnicas de decisin multicriterio (MCDA), que consideran un conjunto
finito y relativamente pequeo de alternativas, si bien el nmero de
criterios utilizados puede ser elevado.
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INTRODUCCION Diversas tcnicas de anlisis multicriterio (MCDA) se han empleado en la toma de
decisiones relacionadas con la gestin de residuos slidos urbanos:
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Application Author Technique
Selection of an optimal landfill site (Cheng et al.,2003)
Simple weighted addition method, weighted productmethod, TOPSIS, cooperative game theory andELECTRE, Inexact mixed integer linearprogramming
Selection of potential locations ofrecycling plants for treatment of wasteelectrical and electronic equipment
Queiruga et al(2008)
PROMETHEE
Site selection for sustainable on-sitesewage effluent disposal
Khalil et al.(2004)
Location of an incinerator and afacility to store ashes and other wastes
Norese (2006) ELECTRE
Facility location and plant location Yong (2006)Chu (2002a,2002b)
TOPSIS
Landfill sitting (Chang et al.,2008).
Other techniques combining GIS and fuzzymulticriteria decision-making
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INTRODUCCION AHP/ANP se han empleado en la toma de decisiones relacionadas con la gestin de
residuos slidos urbanos :
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Application Author Technique
Ranking potential MSW landfill areas Gemitzi et al. (2007), Kontos et al.(2003), Sener et al. (2006)
AHP
Site selection of limestone quarryoperations
Dey and Ramcharan (2008)
Landfill site selection. Wang et al. (2009) AHP combined with spatialinformation technologies
Solid waste transshipment siteselection
Oenuet and Soner (2008) AHP and TOPSIS
Selection of an appropriate MSW
disposal method
Khan and Faisal (2008) ANP
Landfill site selection. Banar et al.(2007)
Locating undesirable facilities Tuzkaya et al. (2008)
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OBJECTIVO DEL ESTUDIO
En el trabajo realizado para el EMTRE (Entidad
Metropolitana de Tratamiento de Residuos) presentamos
una nueva metodologa para localizar plantas de
tratamiento de residuos. El mtodo se basa en la
metodologa ANP (Saaty, 1996, 2001, 2005).
Se trataba de elegir el emplazamiento de una planta de
tratamiento de residuos slidos urbanos con capacidadpara 247,000 MT/ al ao
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OBJECTIVO DEL ESTUDIO EMTRE gestiona los residuos slidos
urbanos de la ciudad de Valencia y 44
municipios del rea metropolitana.
Poblacin: 1.500.000.
700.000 toneladas de residuos slidos al ao
(1.24 Kg por da y persona).
En el momento de la realizacin del trabajo
funcionaba una planta de tratamiento, que
estaba siendo ampliada, y una nueva
entrara en funcionamiento en breve.
Existe un gran vertedero en Dos Aguas.
Es necesaria la construccin de una tercera
planta.
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PROCESO DE TOMA DE DECISIONES
Formulacion del problemaAnalisis de las etapas del proyecto
para localizar el emplazamiento
idneo de la planta de tratamiento de
resduos slidos urbanos
Criterios
Especificacion de los
emplazamientos alternativos
Identification de los criterios y Analisis
Clasificacion de los criterios
Modelizacin del problema
decisional
AHP Hierarchy Model
ANP Network Model
AHP
Priorizacion
ANP
Priorizacion
Conclusiones
A
N
A
L
i
S
I
S
S
Y
N
T
H
ES
I
S
EVALUATION 10
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El trabajo fue desarrollado conjuntamente por:
Dos ingenieros (que actuaron como Decisores expertos),
propuestos por la Direccin General del EMTRE
El equipo de la UPV, como equipo de anlisis y
facilitadores (expertos en la metodologa).
Los dos tcnicos del EMTRE actuaron como nico centro
decisor, por consenso. Eran los responsables de elaborar el
informe aconsejando a la Direccin acreca del mejpremplazamiento para la planta.
EL CENTRO DECISOR
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Punto 1.- Formulacin del Problema.
Emplazamiento de una planta de tratamiento de residuos slidosurbanos con capacidad para 247,000 T/ao en el rea Metropolitanade Valencia.
Punto 2.- Identificacion de emplazamientos potenciales.
Tras un estudio exhaustivo (requisitos legales : zona industrial, sinriesgo de inundacin, tipologa de suelo etc. + tamao de la planta), seseleccionaron seis alternativas A, B, C, D, E y F.
Punto 3.- Identificacion y agrupacin de los criterios aconsiderar para tomar la decisin.
Se identificaron 21 criterios, en base a la revisin bibliogrfica y losconocimientos de los DM.
FASE 1: ANLISIS DEL PROBLEMA
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Punto 2.- Identificacion de emplazamientospotenciales.
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Punto 3.- Identificacion y agrupacin de loscriterios a valorar
GROUP CRITERIA ALT
PLANT
EXPLOITATION
COSTS
C1. Distance to E.D.A.R.
A
B
C
D
E
F
C2. Distance to another MSW plant
C3. Distance to landfill
C4. Municipalities and waste volume
FACILITIES AND
INFRASTRUCTURES
C5. Accesses
C6. Water
C7. Runoff and sewage systems
C8. Power
C9. Roads
ENVIRONMENTAL
ISSUES
C10. Water sources
C11. Visual impact
C12. Community affected by smells
C.13. Topography
C14. Cattle waysC15. Archaeological sites
C16. Flood areas
C 17. Protected areas
LEGAL
REQUIREMENTS
C18. Land planning
C19. Facilities and infrastructures
C20. Environmental issues
C21. Nearby municipalities 14
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No se tuviero en cuenta como criterio la oposicin social,
puesto que se parti e la base de que TODAS las alternativas
generaran una oposicin similar en los municipios afectados
Punto 3.- Identificacion y agrupacin de loscriterios a valorar
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FASE 2.- SINTESIS
En esta fase se ponderan los criterios; luego se valora
cada alternativa en relacin a cada criterio; finamente se
obtiene la priorizacin de alternativas.
Se utilizaron dos metodos: AHP y ANP.
En este caso, AHP se puede considerar un caso especial de
ANP
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RESULTADOS CON AHP
ALTERNATIVES AHP
PRIORITY
B 0.219E 0.218
F 0.213
C 0.153
D 0.118
A 0.079
CRITERIA AHP
C3.- distance to landfill 0.149
C10.- water sources 0.123C15.- archaeological sites 0.096
C16.- flood areas 0.091
C18.- land planning 0.090
C19.- infrastructures 0.084
C20.- environment 0.084
C4.- municipalities and waste volume 0.050
C17.- protected areas 0.045
C12.- community affected by smells 0.037
C14.- cattle ways 0.028
C9.- roads 0.026
C5.- accesses 0.024
C2.- distance to another plant 0.021
C21.-nearby municipalities 0.011
C11.- visual impact 0.010
C1.- distance to EDAR 0.010
C13.- topography 0.009
C7.- runoff and sewage systems 0.008
C6.- water 0.003
C8.- power 0.002
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25
B
E
F
C
D
A
AHP PRIORITY
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1 . DETERMINATION OF THE NETWORK
1.1.- Identification of clusters and elements
1.2.- Analysis of the influences among the Network elements by the Influence
Matrix.
2. DETERMINATION OF ELEMENT AND CLUSTER PRIORITIES
2.1.- Calculation of priorities among elements. Generation of the Unweighted
Supermatrix.
2.2,. Calculation of priorities among criterion clusters that affect other clusters.
Generation of the Weighted Supermatr ix.
3. CALCULATION OF THE LIMIT MATRIX AND RESULTING
PRIORITIZATION
Calculation of the Limit Matrix. The resulting values indicate the element weights.
PASOS CON ANP
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MODELO ANP. Matriz de influencias
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MODELO ANP. Matriz de influencias
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MODELO ANP. SUPERMATRIX NO PONDERADA
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MODELO ANP. PRIORIDADES ENTRECLUSTERS
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MODELO ANP. SUPERMATRIX PONDERADA
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MODELO ANP. RESULTADOSAlternativas Criterios
ALTERNATIVES ANPPRIORITY
F 0.252
B 0.232
E 0.195
D 0.116
A 0.103
C 0.101
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3
F
B
E
D
A
C
ANP PRIORITY
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FASE 3: EVALUACION DE RESULTADOSPRIORIZACIN DE LOS EMPLAZAMIENTOS
ALTERNATIVES AHP
PRIORITY RANKING
ANP
PRIORITY ALTERNATIVES
B 0.219 1 0.252 FE 0.218 2 0.232 B
F 0.213 3 0.195 EC 0.153 4 0.116 DD 0.118 5 0.103 AA 0.079 6 0.101 C
Hay diferencias notables entre los dos modelos de decisin.
En ANP las prioridades asignadas a las alternativas F, B y E difieren
sensiblemente.
Con AHP se obtienen resultados similares para las alternativas B, E y F.
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FASE 3: EVALUACION DE RESULTADOSPRIORIDADES DE LAS LOCALIZACIONES
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3
F
B
E
D
A
C
ANP PRIORITY
AHP PRIORITY
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FASE 3: EVALUACION DE RESULTADOS
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FASE 3: EVALUACION DE RESULTADOSPRIORITIES OF CRITERIA
CRITERIA AHP ANP CRITERIA
C3.- distance to landfill 0.149 0.110 C20.- environment
C10.- water sources 0.123 0.085 C19.- infrastructuresC15.- archaeological sites 0.096 0.071 C15.- archaeological sites
C16.- flood areas 0.091 0.067 C21.-nearby municipalities
C18.- land planning 0.090 0.061 C17.- protected areas
C19.- infrastructures 0.084 0.056 C16.- flood areas
C20.- environment 0.084 0.056 C10.- water sources
C4.- municipalities and waste volume 0.050 0.054 C3.- distance to landfillC17.- protected areas 0.045 0.051 C5.- accesses
C12.- community affected by smells 0.037 0.047 C12.- community affected by smells
C14.- cattle ways 0.028 0.047 C2.- distance to another plant
C9.- roads 0.026 0.044 C7.- runoff and sewage system
C5.- accesses 0.024 0.039 C1.- distance to EDAR
C2.- distance to another plant 0.021 0.039 C11.- visual impactC21.-nearby municipalities 0.011 0.038 C18.- land planning
C11.- visual impact 0.010 0.037 C4.- municipalities and waste volume
C1.- distance to EDAR 0.010 0.033 C13.- topography
C13.- topography 0.009 0.023 C9.- roads
C7.- runoff and sewage systems 0.008 0.018 C8.- power
C6.- water 0.003 0.018 C6.- water
C8.- power 0.002 0.006 C14.- cattle ways
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CONCLUSIONES
Estudio de un caso real: Problema medioambiental muy relevante.
El modelo ANP es ms complejo que el AHP.
Ventajas de la metodologa
Reflexin profunda sobre el problema
Plasma en papel el conocimiento de los expertos
Fcil comprensin de la metodologa: comparaciones pareadas
ndice de consistencia: examina congruencia de los expertos
Fcil trazabilidad
Justificacin clara (metodologa, criterios, ponderaciones) de la idecisintomada.
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Grupo de Valoracin y Decisin Multicriterio
Universidad Politcnica de Valencia (Espaa)
www.valoracionmulticriterio.upv.es
LOCATION OF A MUNICIPAL SOLIDWASTE PLANT IN THE
MATROPOLITAN AREA OF VALENCIA(SPAIN) USING AN ANP MODEL
Aragons-Beltrn, P., Pastor-Ferrando, J.P, Garca-Garca, F.
Pascual-Agull, A.