modelo vensim 2

8/19/2019 MODELO VENSIM 2

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CAPITULO CUARTO

MARCO PRÁCTICO

4.1. NIVEL Y TIPO DE INVESTIGACIÓN

4.1.1 Tipo de Invesi!"#i$n

Cuantitativo, por ser un proceso secuencial, cada etapa precede a la siguiente y no se

puede eludir pasos, el orden es riguroso, aunque, desde luego, se puede redefinir

alguna fase. Fue dirigido hacia datos medibles y observables, se puede emplear la

estadística, etc.

4.1.%. Nive& de Invesi!"#i$n

E'p&o("o(io, porque el objetivo fue examinar un tema o problema de investigación

poco estudiado, del cual se tienen muchas dudas o no se ha abordado antes, es decir,

se indagó sobre temas y áreas desde nuevas perspectivas.

E'pe(i)en"&, porque se manipuló intencionalmente una o más variables

independientes supuestas causas!antecedentes", para anali#ar las consecuencias que

la manipulación tiene sobre una o más variables dependientes supuestos efectos!

consecuencias", dentro de una situación de control para el investigador.

Lon!i*din"&, porque anali#ó cambios a trav$s del tiempo a determinadas variables y

su relación entre las mismas.

4.%. Po+&"#i$n

%a población fue de todos los &obiernos 'utónomos (unicipales de las Capitales de

)epartamentos, en lo referido a gestión de residuos sólidos.


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4.%.1 M*es("

%a muestra fue del &obierno 'utónomo (unicipal de %a *a#.

4.,. Ins(*)eno

+e empleó el softare -ensim, que es una herramienta visual de modeli#ación que

permite conceptuali#ar, documentar, simular, anali#ar y optimi#ar modelos de dinámica

de sistemas. -ensim provee una forma simple y flexible de construir modelos de

simulación, sean la#os o diagramas de sto y flujo.

4.4. T-#ni#"s de Re#o&e##i$n de D"os.

-er 'nexo /)01 Formulación de 2cuaciones.

4.. T-#ni#"s de An/&isis.

(odelación y simulación mediante dinámica de sistemas.

2tapas1

0ORMULACIÓN DEL MODELO 3dentificación de variables de nivel, flujos, variables

auxiliares y constantes

Construcción de diagrama de Forrrester

Formulación de ecuacionesSIMULACIÓN Y ANÁLISIS DE

COMPORTAMIENTO

+imulación en el softare -ensim

EVALUACIÓN -erificación y validación de modeloEPLOTACIÓN 'nálisis de escenarios

*lanteamiento de políticas y estrategias

4.2. V"&id"#i$n de& Mode&o 3 de &" P(op*es"


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*ara validar con datos reales, se tiene registrados en el 3nstituto 4acional de

2stadística 342", los datos poblacionales e ingresos de residuos sólidos ton5a6o" en el

relleno sanitario de /'lpacoma0 y para ello se empleó un análisis estadístico y

comparativo1

C*"d(o 4.1 D"os Po+&"#ion"&es de &" #i*d"d de L" P"5 de& %664 "& %61,.

0*ene )atos 3.4.2 -er 'nexo /20" y(odelo del autor.

Población

(Hab)Año INE Modelo

2004 828330 828330

2005 831848 829515

2006 834662 830701

2007 836830 831889

2008 838400 833078

2009 839168 834270

2010 839593 835463

2011 839716 836657

2012 839903 837854

2013 840041 839052


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Como 789 : ;. H ;.;A entonces se acepta la hipótesis nula para B : ;

Eo 1 D : ;

Ea 1 D ;

I como p : ;.;;;>??; @ ;.;A entonces se recha#a la hipótesis nula y se acepta que D ;, quedando como y : ;,


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0*ene )atos 3.4.2 -er 'nexo /F0" y (odelo del autor.

Como 789 : ;.> se puede decir que >= de la variación observada en los

residuos sólidos es explicada por la línea recta, lo que dice que la calidad del ajuste essatisfactoria. )e la misma forma como se tiene un Fsig : G.??J>2!;A@ ;.;A indica queel modelo de regresión es significativo.

%a línea recta tiene la forma de y : B D x, anali#ando, sus coeficientes1

Eo 1 B : ;

Ea 1 B ;

como p : A.NN2!;A @ ;.;A entonces se recha#a la hipótesis nula y se acepta que D ;, quedando como I : MA;AM?.J??;.9>9NMOK.


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*ara validar un dato importante, como es la emisión de biogás por el 7elleno +anitario

de 'lpacoma (unicipio de %a *a#", se reali#ó una comparación con el estudio de

)isposición Final de 7esiduos +ólidos (unicipales en C). &ustavo )ía# Prda#,

Qamaulipas, ($xico.

C*"d(o 4., 2stimación de la *roducción de Riogás en el 7elleno +anitario de C). &ustavo )ía# Prda#,Q'(*+.

0*ene 2mpresa Consultora (exicana. 3ngeniería para el Control de 7esiduos (unicipales e

3ndustriales, +.'. de C.-. 34C72(3 +.'. de C.-." 7.F.C.

'nálisis1 +egSn el Cuadro >.M, hasta que se cerró el relleno sanitario, que fue el a6o

9;MJ, se generó M?AM9 ton5a6o produciendo un biogás de J


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*ara M?M9>A

ton

año∗686769m3/año

17512 ton/año= J?MA?9< mN5a6o, entonces los datos del

modelo matemático propuesto, debieran oscilar los ? ((.

2n el &ráfico >.M se observa una producción de biogás de alrededor de los ? (( de

mN5a6o, emitido por el modelo, en el relleno sanitario de 'lpacoma.

G(";i#o 4.1 Gene("#i$n de +io!/s de& Re&&eno S"ni"(io de A&p"#o)"7 desde e& %664


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G(";i#o 4.% Gene("#i$n de =io!/s en e& Ve(ede(o de C"n M""7 si*"do en Pi-(o&" >="(#e&on"?7

#on *n" e'ensi$n de %@ "s.

0*ene 'rtículo sobre 2xtracción de Riogás en vertederos. Tubkal Catalunya, S.L. Área de Medio

Ambiente de la Diputación de Barcelona. G.T.R., S.A. B.!."., S.A.

Comparando los &ráficos >.M y >.9, se puede indicar que, ambos tienen la misma

característica, es decir, ambas son curvas leptocSrticas positivamente asim$tricas.

Po( &o "no7 e& )ode&o )"e)/i#o 3 &" p(op*es" B*ed"n v"&id"dos7 "&


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CAPTULO UINTO

PROPUESTA

.1. In(od*##i$n

2n general, los rellenos sanitarios que operan en el país presentan deficiencias

t$cnicas y sanitarias, tanto en el dise6o y construcción como en la operación y

monitoreo. 2sta situación, se debe entre otros, a las condiciones topográficas,

geológicas e hidrológicas que varían de un lugar a otro, así como a las capacidades

t$cnicas y económicas de cada municipio.

2l centro de este trabajo se plasmó en implementar un modelo matemático basado endinámica de sistemas que permita alcan#ar una gestión integral de residuos sólidos

eficiente, proponiendo estrategias que generen mayores ingresos económicos en el

presupuesto asignado a los &obiernos 'utónomos (unicipales a nivel nacional

población" y disminuyan la contaminación ambiental, efecto colateral por la falta de

planificación.

%a aplicabilidad de la propuesta se hi#o a la ciudad de %a *a# muestra", pero dada la

versatilidad del modelo matemático se podría emplear para cualquier ciudad capital de

)epartamento.

.%. ="ses p"(" &" p(op*es"


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%os residuos sólidos que son generados por los habitantes de %a *a# provenientes de

sus siete macrodistritros urbanos, son depositados en el 7elleno +anitario de 'lpacoma

en una superficie de ; Eas. para el relleno y >; Eas. para

instalaciones", actualmente se encuentran depositados residuos inorgánicos no

tratados ocupando mayor espacio en el mismo y residuos orgánicos tratados que

expulsan gases por sus chimeneas contaminando el aire, toda ve# que $stos son

quemados. *or Sltimo, existen residuos sólidos no recolectados que dan lugar, en el

municipio de la *a#, a la tira al rio, la quema, la tira a un terreno y la entierra, aunque

en menor porcentaje, que ocasionan contaminación del aire, agua y suelo.

D"os T-#ni#os

Des#(ip#i$n V"&o( Unid"des*oblación 3nicial


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.,. Des"((o&&o de &" P(op*es"

.,.1. Res*&"dos de &" Si)*&"#i$n

'l anali#ar el &ráfico >.N, se observa el comportamiento que tiene la población conrespecto a la contaminación debido a1 la tira al rio, la quema, la tira a un terreno, laentierra y quema de (etano, es importante decir, que como era de esperar, ambosparámetros tienen un comportamiento creciente, es necesario tomar alguna medidapara aminorar esto.

Gráfco 4.3: Contaminación producida por el Relleno de Alpacoma

900,000 hab

40,000 ton/ano

4 M m3

80,000 hab

20,000 ton/ano

2 M m3

800,000 hab

0 ton/ano

0 m3

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

!"#$%&'" : current hab

is* +uema tira otros : current ton/ano

-*u.sion &"2 : current m3

Fuente: Modelo de la P'o"e!a&


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7eferente a la capacidad del 7elleno +anitario de 'lpacoma, es evidente observar que$ste llega a su capacidad máxima tres a6os antes de lo planificado 9; a6os",ocupando ya sus A; Eas, y necesitando uno nuevo. Con esto, y teniendo en cuenta

que la planificación e inicios de obras para el siguiente relleno sanitario será de un a6ode anticipación, se puede estimar la fecha de inicio de obras.

Gráfco 4.4: Vida Útil del Relleno Sanitario de Alpacoma

10 M m3

2 M m3

60 a

M m3

1 M m3

30 a

0 m3

0 m3

0 a

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

e..eno sanitario : current m3 ueo re..eno sanitario : current m3

%rea a : current a

Fuente: Modelo de la P'o"e!a&


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*ara el análisis de la relación de camiones recolectores y la necesidad de coberturaque se registra, es importante resaltar que $sta ultima generalmente será mayor,debido a que existen diferentes tipos de restricciones como dinero, planeación,espacio, entre otras, que hacen que la adquisición, mantenimiento y manejo de equipossea limitada, lo cual representa una de las principales causas del problema de &estión

3ntegral de 7esiduos +ólidos. 2l gráfico muestra la necesidad de contar con nuevoscamiones recolectores o incrementar le frecuencia diaria para atender el ascenso deresiduos sólidos no recolectados.

G(";i#o 4. In#(e)eno de Resid*os no Re#o&e#"dos

60,000 ton/ano

1 eces/ia

200 camion

30,000 ton/ano

09 eces/ia

10 camion

0 ton/ano

08 eces/ia

100 camion

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

esiuos no reco.ectaos : current ton/ano

recuencia ia : current eces/ia

+ui*o reco.ector ma-imo : current camion

0*ene (odelo de la *ropuesta.


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2n la ciudad de %a *a#, a trav$s de +372(W y las operadoras +'R24*2 y Q27+'

junto a la Fundación +isscontact y FW4)'72, están implementado proyectos piloto

de recolección diferenciada en diferentes #onas del centro urbano, en dos fracciones1

M" orgánicos y otros y 9" reciclables. *ara esta actividad han asignado vehículos tipo

furgón para los residuos reciclables inorgánicos y vehículos de tipo convencional como

los volquetes y compactadores para la recolección de residuos sólidos orgánicos y

otros. %as frecuencias de recolección son de tres veces por semana tanto para los

inorgánicos como para los orgánicos. +e estima que en un a6o de operación llegaron a

recuperar M;,MM Qon de residuos reciclables. *or otro lado, a principios de la gestión

9;M;, incursionaron tambi$n en la recolección de residuos orgánicos generados en los

mercados. ' nivel piloto, a trav$s de la empresa Q27+', distribuyeron contenedores

especiales en G de los ?A mercados existentes en la ciudad. +e estima una recolecciónpromedio de MAJ Qon5mes de 7+P.M

G(/;i#o 4.2 Ap(ove#


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2l recojo de la tonelada de basura en la ladera este del municipio de %a *a#, se

encuentra a cargo de Q27+' +.'. por Rs N99 y +'R24*2 por Rs MJ9, que se encarga

del centro, sur y oeste, segSn +372(W +istema de 7egulación y +upervisión

(unicipal". 9

&rafico >.?1 Costo por servicios de recojo de la basura

m*resas 5%#! T5%

40 M

37 M

3 M

32 M

30 M

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

# s / a n o

m*resas 5%#! T5% : current


2 Pe'iódico a aón& A'c"lo Acoio en el *"niciio de a Pa/ en la lade'a e!e

'e!"la *! labo'io!o/ 2013&


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2l 7elleno +anitario de 'lpacoma actualmente reali#a tratamiento de lixiviados,

obteniendo agua para el riego de la #onas sur.

&aua. .i-iiao

06

04

03

01

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

. t / s e g

&aua. .i-iiao : current


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ESCENARIOS

Es("e!i" I C")p"F"s de Con#ieni5"#i$n 3 opi)i5"#i$n de eB*ipos

(e#o&e#o(es. +uponga que por iniciativa de las entidades municipales se reali#a una

estrategia de concienti#ación que permita a las empresas encargadas de recolecciónaumentar la frecuencia por día de recorrido por sus camiones recolectores.

' nivel de contaminación, se puede apreciar que por medio de $sta estrategia, la

disposición de residuos sólidos como la tira al rio, la quema, la tira a un terreno y la

entierra se eliminan en su totalidad, se incrementa la expulsión de CP9 y se acorta la

vida Stil del relleno sanitario.

is* +uema tira otros40,000

30,000

20,000

10,000

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

t o n / a n o

is* +uema tira otros : estrategia

is* +uema tira otros : current


18/25

e..eno sanitario

10 M

7 M

M

2 M

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

m 3

e..eno sanitario : estrategia

e..eno sanitario : current

-*u.sion &"2

10 M

7 M

M

2 M

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

m 3

-*u.sion &"2 : estrategia

-*u.sion &"2 : current


19/25

Es("e!i" II C")p"F"s de Con#ieni5"#i$n e in#(e)eno de eB*ipos

(e#o&e#o(es. +uponga que por iniciativa de las entidades municipales se reali#a una

estrategia de inversión a las empresas encargadas de recolección, aumentando su flota

con 9< unidades.

' nivel de contaminación, se puede apreciar que por medio de $sta estrategia, la

disposición de residuos sólidos como la tira al rio, la quema, la tira a un terreno y la

entierra se eliminan en su totalidad. +e incrementa la expulsión de CP9 y se acorta la

vida Stil del relleno sanitario, pero ambos en menor proporción que la 2strategia 3.

is* +uema tira otros40,000

30,000

20,000

10,000

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

t o n / a n o

is* +uema tira otros : strategia

is* +uema tira otros : current


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e..eno sanitario

10 M

7 M

M

2 M

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

m 3

e..eno sanitario : strategia


-*u.sion &"2

6 M

4 M

3 M

1 M

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

m 3

-*u.sion &"2 : strategia



21/25

Es("e!i" III Re"&i5"( #")p"F"s #on &" ;in"&id"d de #on#ieni5"( " &os#i*d"d"nos en (e#i#&"( odo &o B*e p*ed"n en s* &*!"( de o(i!en7 es de#i(7 s*p(opio


22/25

-*u.sion &"2

4 M

3 M

2 M

1 M

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

m 3

-*u.sion &"2 : strategia



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Es("e!i" IV 3mplementar una planta de tratamiento mecánico biológico (RQ" , decapacidad de 9;;;;; ton5a6o al ?;= de su capacidad", permitirá prolongar la vida Stildel relleno sanitario y tener ingresos económicos como se puede apreciar en lossiguientes gráficos.

e..eno sanitario

10 M

7 M

M

2 M

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

m 3

e..eno sanitario : strategiaM#T3





24/25

!recio *or h

4 M

3 M

2 M

1 M

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

; u s

!recio *or h : current

60,000 ton/ano

40,000 ton/ano

30,000 ton/ano

20,000 ton/ano

0 ton/ano

0 ton/ano

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

esiuos recic.ab.es : current ton/ano

&om*osta


25/25

40 M ;us4 M ;us6 M ;us

200,000 ;us40 M ;us

0 ;us0 ;us0 ;us0 ;us0 ;us

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Time (ano)

*recio meta.es : current ;us *recio *a*e. carton : current ;us *recio *.asticos : current ;us *recio irios : current ;us *recio tota. recic.ab.es : current ;us

De acuerdo con el crecimiento urbano y la población de La Paz se estima que losresiduos sólidos se van a incrementar en cantidad y en volumen, para el año2036 y una población de 92!99 "abs!, se van a #enerar apro$imadamente%!&22!93% tons de basura por lo que se va requerir un sitio que ten#a la

capacidad volum'trica de disponer &!630!%0 m3!, lo que requerir de por lomenos 30 "as para disponerlos, este requerimiento volum'trico puede versereducido si el () de La Paz aplica pol*ticas ambientales tanto de prevención delos residuos sólidos +las 3 s- como de aprovec.amiento de los residuos sólidos+recicla/e y elaboración del compost-!Los residuos sólidos de la ciudad de La Paz son reco#idos por la empresa14P y 9 microempresas en las laderas norte y noroeste de la manc.aurbana! Los residuos se disponen en el elleno anitario 4uevo 5ard*n de

1lpacoma, donde opera la empresa 1 con7inando los residuos por el m'todo de 8rea con acondicionamiento de depresiones naturales!3s

educir!:acciones para reducir la producción de ob/etos susceptibles deconvertirse en residuos! "Recicla la basura que produces"eutilizar!:acciones que permiten volver a emplear un producto para darle unase#unda vida, con el mismo uso u otro di7erente!eciclar!:el con/unto de operaciones de reco/ida y tratamiento de residuos que

permiten reintroducirlos en su ciclo de vida! "Recicla la basura que produces"

modelo vensim 2

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