La Dinámica de Sistemas: Un Paradigma de Pensamiento 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

Análisis del impacto generado en un Sistema de Gestión Integral de Residuos Sólidos por el aumento de los residuos asociados al crecimiento de la población a través de Dinámica de Sistemas Silvia Lorena Ávila

María Stefany Nieto Diana Carolina Jiménez

Juan Carlos Osorio

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RESUMEN Este artículo presenta a través de Dinámica de Sistemas el análisis y evaluación del impacto generado en un Sistema de Gestión Integral de Residuos Sólidos debido al incremento de los residuos asociados al crecimiento de la población en la ciudad de Santiago de Cali. Se hace uso del software Vensim para la simulación del comportamiento del sistema

Palabras claves Sistema de Gestión Integral de Residuos Sólidos, Crecimiento poblacional, Contaminación, Aprovechamiento y Disposición Final, Dinámica de Sistemas.

1. INTRODUCCIÓN Los residuos sólidos comprenden todos los desechos provenientes de las actividades humanas y animales, por lo tanto se puede decir que los residuos sólidos son una consecuencia de la vida [4], de modo que la proporción en la que esta aumenta afecta directamente la producción de residuos.

productos, los cuales cada vez pasan a ser inútiles, inservibles y obsoletos con mayor rapidez. Igualmente utilizar de manera exagerada los productos desechables (especialmente plásticos) fabricados para la comodidad del consumidor, pero sin pensar en el medio ambiente [2] ha contribuido a generar centenares de toneladas de basura que se acumulan a lo largo y ancho de la ciudad. Dentro de la amplia gama de temas que guardan relación con la problemática ambiental y que en los últimos años ha tomado fuerza en los programas de protección del medio ambiente a nivel mundial y en Colombia, se encuentra la gestión de los residuos sólidos [1]. En relación a esto, se debe considerar el hecho de que la producción, el manejo y la disposición final de los residuos generados por la población, ha dado paso el fortalecimiento de fenómenos ecológicos, como la contaminación del agua, el suelo y el aire. La relación existente entre estos elementos se puede observar en la figura.No.1.

Los comportamientos de consumo en los últimos años han dado paso a que la población adquiera mayores cantidades de 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

Figura No. 1. Relación Población, residuos y Contaminación.

Aunque esta problemática cubre una gran cantidad de frentes, para nuestro trabajo la representación del objeto de análisis será limitada en diferentes aspectos como se explicará posteriormente, debido a la complejidad del sistema, la cantidad de variables e información vinculada. En relación a lo anterior y analizando el vínculo existente entre las diferentes partes del sistema de Gestión de Residuos Sólidos y la problemática descrita se presenta el siguiente diagrama de influencias como la representación general de la situación objeto de

Población +

-

+ Cantidad de desechos generados

Cantidad de desechos en las calles + Necesidad de cobertura

+ Cantidad de desechos recolectados

Calidad ambiental -

+

+

Personal de recolección

+ Contaminación +

desechos emitidos además de estar afectada por la población, está influenciada por la tasa de desechos por habitante, que representa la razón de crecimiento de los residuos generados. La cantidad de residuos emitidos tiene una gran influencia en la cantidad de residuos recolectados ya que son estos los residuos que la empresa oficial recolectora de la ciudad puede cumplir con el número de camiones que tiene a su disposición, teniendo en cuenta la capacidad de cada vehículo y la frecuencia establecida para llevar a cabo dicha actividad. Teniendo en cuenta que existe una tasa de aprovechamiento referente a la cantidad de residuos que pueden ser reutilizados, llegan a la disposición final, es decir los vertederos, todos aquellos residuos recogidos que no vuelven a utilizarse y contribuyen a la contaminación, variable que a la vez está afectada por la emisión de lixiviados y gases del vertedero en sí. Este último factor influye en la calidad de vida que se obtiene por el estado del ambiente ante variaciones de dicha variable, lo que hace notar una influencia relevante en la población ya que se afecta directamente el flujo de nacimientos, volviendo a la variable de partida.

La representación del sistema objeto de análisis ´puede ser entendida como se presenta a continuación:

Otro factor que es importante resaltar, es la necesidad de adquirir un nuevo basurero debido a que al vertedero inicial está ligada una capacidad máxima que al pasar el tiempo será superada por el aumento de los residuos recolectados, por lo que este dejará de funcionar y se hará necesario buscar otro lugar para depositar los desechos que se generarán. Este nuevo vertedero influirá también en la contaminación, haciendo que esta relación permanezca en el tiempo. Dado que abrir un nuevo vertedero necesita una serie de estudios con su respectiva planificación y que el nuevo vertedero tiene una capacidad limitada, se hace necesario tener en cuenta cuándo llevar a cabo todas las actividades para abrir otro vertedero.

Ante un aumento en la población, se presenta un aumento en la cantidad de desechos generados, de igual forma como respuesta de los sistemas de recolección, se presenta un aumento en la cantidad de basura recolectada, lo que acrecienta la cantidad de disposición de residuos en los basureros; por el efecto de estos en el ambiente, la contaminación crece y genera un deterioro en la calidad de vida de la población de modo que se afecta negativamente su crecimiento.

Por otro lado, los desechos que no se alcanzan a recoger por falta de capacidad del equipo de la compañía, se considera que queda en las calles, siendo esto aprovechado por otra empresa. El aumento de la cantidad de residuos en las calles, incrementa la necesidad de cobertura por parte de la empresa oficial, lo que influye en la cantidad de equipo recolector (personas y camiones recolectores), refiriéndose a la compra de más elementos para volver a recuperar o mantener el nivel de servicio que se le entrega a la comunidad.

Disposición de desechos

Cantidad de camiones de recolección

+

análisis. Figura No. 2. Diagrama de relaciones problemática.

2. RELACIONES DEL SISTEMA

La presión que genera el aumento de la cantidad de residuos generados por la población sobre los sistemas de recolección, hacen que estos deban recoger una mayor cantidad de residuos, con lo cual logran reducir la cantidad de residuos que son dispuestos en las calles, por lo que se podrá pensar que se puede relajar la necesidad de cobertura, con menos cantidad de personal para recolección y menos camiones de recolección, lo que los dejará con poca capacidad de recolección para enfrentar el crecimiento de la población. Con base en las relaciones definidas en el anterior diagrama (Figura No. 2), se definen una serie de relaciones relevantes, es decir, los factores que se afectan en el sistema del caso de estudio.

4. SIMULACIÓN Una vez se cuenta con las relaciones establecidas, se realizó una investigación para determinar los parámetros que se incluiría en la simulación. Por medio del software Vensim, se realizó la simulación del comportamiento del sistema para 10.000 periodos (días), con un cambio periodo a periodo, lo que permitió realizar el análisis y la evaluación del impacto de los parámetros que permiten observar el comportamiento de la Gestión del manejo de los residuos, los cuales se identifican como herramientas que contribuyen a definir el grado de cumplimiento de las metas, los objetivos y, finalmente, del propósito del programa de GIRS; es decir, de la protección de la salud de los habitantes de la ciudad de Cali, debido a los efectos nocivos de la contaminación.

3. CASO DE ESTUDIO La representación del sistema a estudiar se inicia con la población ya que es el factor que más influencia tiene en la variable de cantidad de desechos emitidos y de la cual parten los demás elementos que conforman el problema a analizar; encontrándose una relación de gran impacto entre estas dos. La cantidad de

4.1 Formulación general A continuación se presenta en la figura 3 el diagrama de forrester del problema presentado, con la formulación más importante del mismo:

Cuando la capacidad máxima del antiguo vertedero se ha superado, los desechos recolectados se llevan a este nuevo vertedero, de lo contrario, el antiguo vertedero seguirá recibiendo los desechos. Este nivel no tiene valor inicial ya que se activará cuando el nivel Vertedero – disposición de desechos alcance su máxima capacidad.

Población: Como ya se ha dicho anteriormente, en la población influyen dos variables de flujo: Nacimientos y Muertes. Así, su fórmula está definida como: Población = Nacimientos – Muertes Valor inicial = 2.000.000 Unidad = personas

Necesidad de vertedero: Este nivel representa la necesidad de adquirir un nuevo vertedero, ya que el vertedero de nuevo tiene una capacidad máxima. La variable que influye en este nivel es: Incremento.

Vertedero – disposición de desechos: Representa el basurero inicial antes de ser clausurado. Las variables Desechos entrantes, Descomposición y Diferencia de capacidad, son los factores que influyen en este nivel.

Necesidad de vertedero = Incremento Valor inicial = 0 Unidades = Adimensional

Vertedero – disposición de desechos = IF THEN ELSE (Diferencia de Cap