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Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-28T07:27:02Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización del servicio de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.

Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.

El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
:• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
:• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

'''Casco histórico''' 
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

'''Ensanche''' 
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.

'''Urbanizaciones zona norte''' 
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

'''Urbanizaciones zona este''' 
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.

Las soluciones adoptadas en cada zona son:
:• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
:• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.

Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
:• MTN50
:• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.

Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior.

'''Gestión del casco urbano y ensanche.''' 
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]

Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.

Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
:• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
:• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
:• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
:• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]

Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]

Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
:• se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
:• Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.

'''Gestión en las urbanizaciones.''' 
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores. 

[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Norte]] [[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|centro|thumb|Figura 5. Ubicación optima en urbanización Este]]

Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
:• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
:• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.

Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

== Resultados ==
'''Casco Histórico''' 
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Ensanche''' 
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Urbanización zona norte''' 
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

'''Urbanización zona este''' 
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

[[Categoría:Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil]]
[[Categoría:SIGAIC_14/15]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:45:14Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.

Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.

El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
:• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
:• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

'''Casco histórico''' 
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

'''Ensanche''' 
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.

'''Urbanizaciones zona norte''' 
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

'''Urbanizaciones zona este''' 
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.

Las soluciones adoptadas en cada zona son:
:• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
:• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.

Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
:• MTN50
:• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.

Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior.

'''Gestión del casco urbano y ensanche.''' 
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]

Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.

Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
:• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
:• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
:• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
:• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]

Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]

Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
:• se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
:• Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.

'''Gestión en las urbanizaciones.''' 
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores. 

[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Norte]] [[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|centro|thumb|Figura 5. Ubicación optima en urbanización Este]]

Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
:• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
:• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.

Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

== Resultados ==
'''Casco Histórico''' 
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Ensanche''' 
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Urbanización zona norte''' 
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

'''Urbanización zona este''' 
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

[[Categoría:Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil]]
[[Categoría:SIGAIC_14/15]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:43:36Z

JosePaz:

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:42:23Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.

Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.

El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
:• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
:• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

'''Casco histórico''' 
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

'''Ensanche''' 
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.

'''Urbanizaciones zona norte''' 
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

'''Urbanizaciones zona este''' 
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.

Las soluciones adoptadas en cada zona son:
:• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
:• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.

Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
:• MTN50
:• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.

Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior.

'''Gestión del casco urbano y ensanche.''' 
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]

Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.

Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
:• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
:• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
:• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
:• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]

Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]

Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
:• se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
:• Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.

'''Gestión en las urbanizaciones.''' 
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores. 
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]] [[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|centro|thumb|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]

Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
:• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
:• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.

Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

== Resultados ==
'''Casco Histórico''' 
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Ensanche''' 
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Urbanización zona norte''' 
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

'''Urbanización zona este''' 
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:41:22Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.

Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.

El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
:• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
:• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

'''Casco histórico''' 
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

'''Ensanche''' 
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.

'''Urbanizaciones zona norte''' 
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

'''Urbanizaciones zona este''' 
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.

Las soluciones adoptadas en cada zona son:
:• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
:• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.

Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
:• MTN50
:• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.

Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior.

'''Gestión del casco urbano y ensanche.''' 
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]

Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.

Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
:• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
:• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
:• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
:• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]

Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]

Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
:• se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
:• Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.

'''Gestión en las urbanizaciones.''' 
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores. 
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|izquierda|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]] [[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|derecha|thumb|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]] 

Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
:• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
:• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.

Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

== Resultados ==
'''Casco Histórico''' 
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Ensanche''' 
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Urbanización zona norte''' 
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

'''Urbanización zona este''' 
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:40:23Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.

Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.

El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
:• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
:• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

'''Casco histórico''' 
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

'''Ensanche''' 
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.

'''Urbanizaciones zona norte''' 
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

'''Urbanizaciones zona este''' 
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.

Las soluciones adoptadas en cada zona son:
:• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
:• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.

Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
:• MTN50
:• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.

Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior.

'''Gestión del casco urbano y ensanche.''' 
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]

Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.

Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
:• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
:• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
:• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
:• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]

Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]

Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
:• se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
:• Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.

'''Gestión en las urbanizaciones.''' 
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|izquierda|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]] [[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|derecha|thumb|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]

Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
:• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
:• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.

Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

== Resultados ==
'''Casco Histórico''' 
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Ensanche''' 
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Urbanización zona norte''' 
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

'''Urbanización zona este''' 
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:39:15Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.

Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.

El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
:• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
:• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

'''Casco histórico''' 
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

'''Ensanche''' 
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.

'''Urbanizaciones zona norte''' 
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

'''Urbanizaciones zona este''' 
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.

Las soluciones adoptadas en cada zona son:
:• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
:• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.

Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
:• MTN50
:• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.

Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior.

'''Gestión del casco urbano y ensanche.''' 
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]

Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.

Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
:• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
:• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
:• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
:• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]

Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]

Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
:• se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
:• Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.

'''Gestión en las urbanizaciones.''' 
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]] [[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|thumb|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]

Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
:• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
:• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.

Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

== Resultados ==
'''Casco Histórico''' 
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Ensanche''' 
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Urbanización zona norte''' 
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

'''Urbanización zona este''' 
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:32:21Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.

Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.

El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
:• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
:• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

'''Casco histórico''' 
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

'''Ensanche''' 
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.

'''Urbanizaciones zona norte''' 
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

'''Urbanizaciones zona este''' 
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.

Las soluciones adoptadas en cada zona son:
:• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
:• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.

Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
:• MTN50
:• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.

Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior.

'''Gestión del casco urbano y ensanche.''' 
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.

Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.

Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
:• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
:• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
:• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
:• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.

Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.

Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
:• se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
:• Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.

'''Gestión en las urbanizaciones.''' 
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.

Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
:• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
:• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.

Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
'''Casco Histórico''' 
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Ensanche''' 
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Urbanización zona norte''' 
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

'''Urbanización zona este''' 
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 5. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:30:11Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.

Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.

El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

'''Casco histórico''' 
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

'''Ensanche''' 
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.

'''Urbanizaciones zona norte''' 
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

'''Urbanizaciones zona este''' 
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.

Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.

Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior.

'''Gestión del casco urbano y ensanche.''' 
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.

Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.

Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.

Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.

Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
:- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
:- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.

'''Gestión en las urbanizaciones.''' 
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.

Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.

Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
'''Casco Histórico''' 
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Ensanche''' 
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Urbanización zona norte''' 
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

'''Urbanización zona este''' 
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 5. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:29:12Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.

Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.

El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

'''Casco histórico''' 
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

'''Ensanche''' 
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.

'''Urbanizaciones zona norte''' 
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

'''Urbanizaciones zona este''' 
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.

Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.

Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior.

'''Gestión del casco urbano y ensanche.''' 
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.

Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.

Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.

Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.

Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.

'''Gestión en las urbanizaciones.''' 
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.

Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.

Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
'''Casco Histórico''' 
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Ensanche''' 
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Urbanización zona norte''' 
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

'''Urbanización zona este''' 
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 5. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:27:41Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.

Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.

El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

'''Casco histórico''' 
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

'''Ensanche''' 
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.

'''Urbanizaciones zona norte''' 
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

'''Urbanizaciones zona este''' 
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.

Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.

Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior.

'''Gestión del casco urbano y ensanche.''' 
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.

Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.

Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.

Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.

Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.

'''Gestión en las urbanizaciones.''' 
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.

Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.

Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
'''Casco Histórico'''
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Ensanche'''
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Urbanización zona norte'''
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

:'''Urbanización zona este'''
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 5. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:26:42Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

'''Casco histórico''' 
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

'''Ensanche''' 
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.

'''Urbanizaciones zona norte''' 
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

'''Urbanizaciones zona este''' 
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.

Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.

Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
'''Gestión del casco urbano y ensanche.''' 
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.

Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.

Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.

Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.

Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.

'''Gestión en las urbanizaciones.''' 
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.

Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.

Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
'''Casco Histórico'''
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Ensanche'''
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Urbanización zona norte'''
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

:'''Urbanización zona este'''
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 5. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:24:49Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

'''Casco histórico''' 
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

'''Ensanche''' 
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.

'''Urbanizaciones zona norte''' 
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

'''Urbanizaciones zona este''' 
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
'''Casco Histórico'''
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Ensanche'''
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Urbanización zona norte'''
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

:'''Urbanización zona este'''
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 5. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:24:10Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

'''Casco histórico''' 
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.
'''Ensanche'''
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
'''Urbanizaciones zona norte'''
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.
'''Urbanizaciones zona este'''
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
'''Casco Histórico'''
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Ensanche'''
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Urbanización zona norte'''
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

:'''Urbanización zona este'''
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 5. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:23:35Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

'''Casco histórico'''
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.
'''Ensanche'''
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
'''Urbanizaciones zona norte'''
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.
'''Urbanizaciones zona este'''
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
'''Casco Histórico'''
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Ensanche'''
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

'''Urbanización zona norte'''
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

:'''Urbanización zona este'''
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 5. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:21:41Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

:'''Casco histórico'''
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.
:'''Ensanche'''
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
:'''Urbanizaciones zona norte'''
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.
:'''Urbanizaciones zona este'''
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
:'''Casco Histórico'''
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

:'''Ensanche'''
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

:'''Urbanización zona norte'''
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

:'''Urbanización zona este'''
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 5. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:18:45Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

:Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.
:Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
:Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

:Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
====Casco Histórico====
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

====Ensanche====
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

====Urbanización zona norte====
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

====Urbanización zona este====
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 5. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:17:57Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

:Línea con sangría
Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
====Casco Histórico====
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

====Ensanche====
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

====Urbanización zona norte====
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

====Urbanización zona este====
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 5. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:17:02Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
====Casco Histórico====
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

====Ensanche====
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

====Urbanización zona norte====
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

====Urbanización zona este====
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 5. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:14:50Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Tipologia de contenedores y ubicación de cada uno]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización Norte]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 4. Ubicación optima en urbanización Este]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 5. Contenedores correspondientes a cada turno de recogida]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 6. Determinacion de las rutas de cada turno de recogida en las urbanizacions]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:11:22Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1. Ubicación optima con buffer de 150m]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 2. Ubicación optima en urbanización este]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 3. Ubicación optima en urbanización norte]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:07:19Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x90px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:06:50Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x80px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|350px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:05:49Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x80px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|450px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|3500px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|470px|centro|]]

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|470px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:04:10Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x100px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|400px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|400px|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|450px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|450px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|450px|centro|]]

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|450px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:02:55Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x100px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|300px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|300px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|300px|centro|]]

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|300px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:01:39Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x100px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|x300px|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|x300px|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|x300px|centro|]]

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|x300px|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T18:00:33Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x100px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.
[[Archivo:Hipotesis Urb.png|centro|]]

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:
[[Archivo:Contenedores Casco.png|centro|]]

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.
[[Archivo:Contenedores Ensanche.png|centro|]]

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.
[[Archivo:Contenedores UrbNorte.png|centro|]]

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.
[[Archivo:Contenedores UrbEste.png|centro|]]

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:50:48Z

JosePaz: /* Metodología */

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x100px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:50:25Z

JosePaz: /* Metodología */

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x100px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png||150px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:50:09Z

JosePaz: /* Metodología */

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x100px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png||100px|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:49:16Z

JosePaz: /* Metodología */

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x100px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|centro|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:48:45Z

JosePaz: /* Metodología */

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x100px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|centro|x150px|]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:48:09Z

JosePaz: /* Introducción */

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x100px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|miniaturadeimagen]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:47:45Z

JosePaz: /* Introducción */

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas.png|centro|x300px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|miniaturadeimagen]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:47:22Z

JosePaz: /* Metodología */

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades_Zonas|centro|x300px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :
[[Archivo:Hipotesis Casco.png|miniaturadeimagen]]

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:46:00Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades_Zonas|centro|x300px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:45:06Z

JosePaz: /* Introducción */

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades_zonas|centro|x300px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:44:34Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas|centro|x300px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:44:23Z

JosePaz: /* Introducción */

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas|centro|x300px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|centro|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:44:17Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas||centro|x300px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|centro|x300px|thumb|centro|Figura 1.TEST]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:43:48Z

JosePaz: /* Introducción */

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida
[[Archivo:Densidades zonas||centro|x300px|]]
Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|centro|x300px|]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:42:31Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida

Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|centro|x300px|]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:40:59Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida

Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|centro|x300px|test]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:38:59Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida

Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|centro|x300px|]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
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[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:38:32Z

JosePaz: /* Anejos */

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida

Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:36:31Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida

Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:36:21Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}
|-
| Título
|Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte
|-
| Asignatura
| [[:Categoría:Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil|Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil]]
|-
| Curso
| [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso académico 14/15]]
|-
| Autores
| Hélène Fargier Silvia García Castañares Maria Luz Jurado Sobrino José de la Paz Noguera
|-
| style="background-color:#cfcfcf;" colspan="2" |
|}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida

Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|250px|]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:35:54Z

JosePaz:

{{ TrabajoSIG | Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte | Hélene Fragier
Silvia García Castañares

Luz Jurado Sobrino

José de la Paz Noguera | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}
|-
| Título
|Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte
|-
| Asignatura
| [[:Categoría:Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil|Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil]]
|-
| Curso
| [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso académico 14/15]]
|-
| Autores
| Hélène Fargier Silvia García Castañares Maria Luz Jurado Sobrino José de la Paz Noguera
|-
| style="background-color:#cfcfcf;" colspan="2" |
|}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida

Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]

Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte

2015-05-27T17:35:51Z

JosePaz:

{| class="wikitable" style="border:1px solid #000000;box-shadow:0 2px 3px rgba(34, 25, 25, 0.5);background-color:#a9e2f3;" width="280px"
! colspan="2"|Trabajo realizado por estudiantes
|-
| Título
|Optimización de rutas de recogida de residuos sólidos urbanos en el municipio de Boadilla del Monte
|-
| Asignatura
| [[:Categoría:Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil|Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil]]
|-
| Curso
| [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso académico 14/15]]
|-
| Autores
| Hélène Fargier Silvia García Castañares Maria Luz Jurado Sobrino José de la Paz Noguera
|-
| style="background-color:#cfcfcf;" colspan="2" |
|}

El objetivo del presente trabajo es utilizar los Sistemas de Información Geográfica para lograr mejoras en la gestión del servicio de recogida de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.). Para alcanzar dicha mejora vamos a realizar un estudio apoyándonos en el Software libre QGis basándonos en los factores que condicionan esta actividad: relieve, densidad de población, red viaria, vehículos y contenedores disponibles y ubicación de la estación de transferencia donde se depositan los R.S.U. recogidos.
Intentaremos mejorar la situación actual, bajo los criterios para conseguir un menor gasto energético en la explotación del servicio y reducir al máximo las molestias a los vecinos de Boadilla. Para ello, utilizaremos herramientas de análisis de rutas en el viario del término municipal, tanto en autovías que lo atraviesan como en su callejero. También fue fundamental el uso de los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura del municipio y particularizar las soluciones más adecuadas para cada zona.
El resultado del trabajo consta de cuatro zonas claramente diferenciadas. En cada una de ellas se especifica el dimensionamiento de contenedores y camiones, la ubicación óptima de los contenedores y los grupos de contenedores que serán recogidos por cada turno de trabajo del servicio de recogida. Se intentará con ello optimizar los consumos de combustible y minimizar las molestias a los vecinos.

== Introducción ==
Estudiamos el municipio de Boadilla del Monte dividiendo el territorio en cuatro zonas: Casco histórico, Ensanche, Urbanizaciones zona norte y Urbanizaciones zona este. Esta división surge por las diferencias en el tipo de viviendas que en ellos se encuentran. La variable que mejor refleja estas diferencias es la densidad de población. Además, la red viaria de estas cuatro zonas también presenta diferencias sustanciales que influyen a la hora de ubicar los contenedores y dimensionar las rutas de recogida

Así se plantean distintas alternativas de gestión de residuos según zonas:
• Respecto al tipo de contenedores: soterrados o en superficie
• Respecto tipo de gestión siguiendo criterios de distancia o bien optimización de capacidad de puntos de recogida.
A continuación se describen las principales características de estas zonas:

Casco histórico
En el caso del casco histórico hay una población empadronada de 7850 personas con una densidad de población 2974 habitantes/km² y un entramado viario de aproximadamente 42 Km de longitud. La tipología edificatoria es bastante uniforme con edificios de viviendas de cuatro plantas y bajo dedicado a comercios. Los puntos de aportación constarán siempre de contenedor de orgánico y envases y se ubicarán contenedores de papel y vidrio en algunos de ellos.

Ensanche
En el ensanche existe una densidad tremendamente menor: 8.19 habitantes/Km2, no obstante, su población, 21.814 personas supone casi el 46% del total. Nos encontramos por tanto en una zona de baja densidad y gran extensión. La tipología edificatoria es de viviendas unifamiliares adosadas con jardín en la parte trasera y edificaciones residenciales de cuatro alturas en manzanas cerradas con zonas verdes privadas en su interior.
Urbanizaciones zona norte
En las urbanizaciones de la zona norte la densidad es elevada: 739 habitantes/Km2, la población empadronada de 16.044 personas lo que supone un 33.69% del total. Esta zona es la más extensa de todas las analizadas y posee una amplia variedad de desarrollos urbanísticos con diferentes tipos de vivienda unifamiliar con jardín privado.

Urbanizaciones zona este
En estas urbanizaciones de la zona este, residen 1.895 personas y la densidad es mínima, con un valor de 1.02 habitantes/Km2. Nos encontramos en una zona de grandes parcelas residenciales con viviendas unifamiliares de alta gama enmarcadas dentro de complejos residenciales bien definidos.
Las soluciones adoptadas en cada zona son:
• Contenedores soterrados en casco histórico, y superficiales en el resto del municipio.
• Criterio de distancia en casco histórico y ensanche, y criterio de optimización de capacidad en las urbanizaciones norte y este.

== Metodología ==
Para poder tratar la gestión de residuos en el municipio de Boadilla del Monte, lo primero que hay que hacer es tomar contacto con el territorio, saber cómo se distribuye la población y que núcleos la caracterizan.
Para ello utilizamos el servicio de descargas del CNIG, del cual obtuvimos de la hoja 558 y 559 correspondientes al municipio de Boadilla del Monte los siguientes mapas:
• MTN50
• Ortofoto
También se utilizó la capa de los sectores urbanos del municipio de Boadilla obtenida del Área de Estadística de la Comunidad de Madrid. La población de cada sector urbano fue unida al shape desde una hoja de cálculo. Todas las capas fueron transformadas al sistema de coordenadas ETRS89/UT zona 30 (EPSG 25830) para poder trabajar.
Lo primero que se hizo fue identificar los cuatro núcleos principales de población. Para ello creamos capas vectoriales de polígonos y delimitamos cada una de las áreas.
Para cada zona adoptamos la postura relacionada con la gestión de residuos mencionada en cada caso en el apartado anterior:
Gestión del casco urbano y ensanche.
Se optó por garantizar una distancia máxima a recorrer por cada vecino: 100 metros para orgánico y envases, y 150 metros para el resto de fracciones.
Decidimos situar los contenedores en las intersecciones de las calles. Para ello, utilizamos el comando “intersecciones de líneas” obteniendo una capa vectorial de puntos que identifican las intersecciones. Además añadimos algunos puntos para garantizar las distancias máximas, comprobadas gracias al comando “buffer” con radios de 150 m y centros puntos de recogida.
Una vez que tenemos los “puntos de situación” de nuestros contenedores, procedimos a darles una identificación de color según el tipo de contenedores que constituya cada agrupación. Para ello primero definimos cuatro tipos de agrupaciones:
• Contenedor de envases más contenedor de residuos orgánicos.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de papel.
• Contenedor de envases, contenedor de residuos orgánicos y contenedor de vidrio.
• Los cuatro contenedores antes citados juntos.
A cada tipología la caracterizamos por un número: 1, 2, 3, 4 respectivamente. En la tabla de atributos de la capa de “intersección de líneas” creamos un nuevo atributo de “número” que generamos aleatoriamente por medio del comando “RAND” en una hoja de cálculo EXCEL para caracterizar cada intersección según tipo de punto de recogida. Para la unión de tablas Excel y Atributos fue necesario generar una columna común en ambas tablas, cargar la tabla Excel en QGIS a través de “Añadir capa de texto delimitado” y por último unir ambas capas mediante el menú de uniones de una de ellas haciendo coincidir un campo común.
Para determinar las rutas y los turnos en el casco y el ensanche, hubo que determinar 4 zonas considerando el número de contenedores y la capacidad de un camión. Dado que un camión puede recoger 16m3 de basura, necesitaríamos 4 turnos para vaciar la zona entera (ver el Excel). Hay también que considerar el tipo de contenedor de la zona : en el casco histórico son contenedores soterrados, así que necesitan un camión "especial" de recogida lateral mientras que en el ensanche solo hay contenedores superficiales por los cuales se utiliza un otro tipo de camión. Entonces, hemos dividido la zona urbana en 4 zonas, separando la zona con cubos soterrados.
Para calcular las rutas y el tiempo de recogida de la zona entera, se utilizan dos métodos :
- se utiliza la herramienta "grafo de ruta" de QGIS para encontrar las rutas más cortas para llegar a las zonas delimitadas (cogemos los puntos más alejados y los más altos para ahorrar energía a la hora de encontrar los cubos) y volver a la estación. Incorporando un campo de velocidad en función de cada tipo de calle (incorporamos 4 valores) y otro campo que indica el sentido de circulación (simple o doble) obtenemos las longitudes de los trayectos y el tiempo necesario para ir y volver.
- Para estimar el tiempo necesario para vaciar cada cubos y desplazar el camión dentro de la zona, utilizamos los hipótesis siguientes :

Dado que cada zona contiene 88 contenedores (capacidad del camión) se calcula el tiempo de trabajo en cada zona utilizando estos parámetros y sumamos el tiempo en ir desde la estación al punto de inicio y desde el punto final de vuelta a la estación. De esta manera obtenemos el tiempo total de cada uno de los 4 turnos.
Gestión en las urbanizaciones.
Basamos esta gestión en la eficiencia del sistema. Pensando en disponer puntos de recogida de residuos en puntos de paso obligado en urbanizaciones. Estos puntos no tenían necesidad de ser caracterizados y se decidió situar en cada uno de ellos los cuatro tipos diferentes de contenedores.
Los puntos se obtuvieron basándonos en dos tipos de datos:
• Los sectores urbanos, entidades territoriales elaboradas por la Comunidad de Madrid facilitadas en formato shape que tienen en cuenta factores geográficos y socioeconómicos. Estas entidades fueron el punto de partida para comprender la estructura de las urbanizaciones.
• La red viaria que junto a la anterior nos sirvió para localizar los puntos de acceso/salida de las urbanizaciones.
Procedemos igual que en las zonas anteriores y dividimos los puntos de recogida en grupos de forma que se llene el camión. Después, localizamos los puntos más alejados de cada uno de los grupos y calculamos las rutas de ida desde la estación. Localizamos los puntos más cercanos a la estación y calculamos las rutas de vuelta. Gracias a la herramienta grafo de rutas incorporamos campos de velocidad máxima y sentidos de circulación en nuestros cálculos.

Para las rutas de ida y vuelta a los puntos procedimos igual que en el resto de zonas

== Resultados ==
Casco Histórico
Con la disposición propuesta, se garantiza que ningún vecino deberá recorrer más de 100 m para depositar residuos orgánicos o envases y 150 metros para depositar papel y vidrio. En esta zona decidimos situar 88 puntos de recogida repartidos por toda la superficie, en estos puntos situaremos:

Se ha calculado(ver anejo) que cada trayecto del camión recogerá 88 contenedores soterrados de orgánico y envases. que será necesario recoger mediante un camión con un turno de dos operarios. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Ensanche
Los criterios utilizados en el dimensionamiento y la ubicación de los contenedores serán los mismos: 100 m como máximo para depositar residuos orgánicos y envases y 150 m para depositar papel y vidrio. No obstante, debido a las características de esta zona, las dotaciones serán mayores para todos los contenedores.

En cada turno se recogerán 88 contenedores de forma que se agota prácticamente la capacidad del camión en cada turno. Serán necesarios 3 turnos para completar de recoger toda esta zona. Los tiempos y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos.

Urbanización zona norte
En esta ocasión, vamos a enfrentar el problema de dar servicio a esta zona desde un punto de vista distinto. En lugar de garantizar la distancia máxima a recorrer por el vecino, vamos a seleccionar unos pocos puntos de la red viaria donde depositar los residuos. Un análisis de los sectores urbanos ubicados en esta zona y de la red viaria de la misma nos advierte de la presencia de numerosos fondos de saco, muy propios de este tipo de urbanizaciones. Por otro lado, existen unas pocas calles que conectan las viviendas con el exterior de los complejos residenciales. Es en estas vías donde se sitúan nuestros contenedores.

Dichos puntos se encuentran en los límites de las distintas urbanizaciones que conforman la zona norte. Todo aquel vecino que entre o salga de su complejo residencial deberá pasar al menos por uno de estos 60 puntos. De esta manera, la recogida se agiliza enormemente, se reduce drásticamente el consumo energético en el proceso y también las molestias ocasionadas por la presencia del camión. La recogida se prestará mucho más rápidamente al reducir el número de contenedores ya que pasaremos a suponer que los puntos seleccionados cuentan con contenedores de 3200L.
No se atiende a un criterio de distancia a recorrer por el vecino como en las dos zonas analizadas anteriormente, sino que se dimensiona teniendo en cuenta la capacidad necesaria para alojar todos los residuos generados y que no existan rutas desde ninguna vivienda al exterior de las urbanizaciones que no pase por delante de uno de los puntos. Se prima así el ahorro energético y la racionalidad en la explotación del servicio, también se reducen las molestias en el tráfico rodado ocasionadas por la presencia del camión de recogida.

Urbanización zona este
Si en las urbanizaciones de la zona norte razonamos la idoneidad del sistema de recogida por selección de puntos de paso obligado, esta zona se ajusta perfectamente a dicho criterio, ya que existen tan sólo cuatro puntos por los que acceder a este recinto. Es por ello que vamos a establecer las ubicaciones de los contenedores y dimensionar las rutas de los camiones atendiendo al mismo criterio que en la zona norte.

La estimación de la cantidad de residuos generados en las dos urbanizaciones nos dio como resultado que la capacidad necesaria es de tres veces la de un camión (48m3). Por lo que se realizarán tres turnos con un camión. Los tiempos, rutas y distancias pueden consultarse en el anejo de cálculos. Las rutas se realizaron tomando como un todo las dos últimas zonas (urbanizaciones norte y este) debido a que resulta más eficiente por el distinto tamaño de las mismas.

== Conclusiones ==
Debido a la similitud que entraña, y por razones de extensión, hemos omitido el estudio de los demás residuos (papel y vidrio) ya que los volúmenes generados son mucho menores. Las soluciones obtenidas son el resultado de un análisis del municipio realizado con SIG apoyado en hojas de cálculo. La unión de estas herramientas hace posible un análisis con variables como distancia a puntos, red viaria e intersección de calles, densidad de población, elevación del terreno, etc. que hacen posible resultados de otro modo resultarían casi imposibles de obtener. Gracias a las herramientas de generación de imágenes y pdf’s se pueden mostrar de - una manera clara y sintética los resultados obtenidos.
En la recogida de residuos de las urbanizaciones no se respetó la distinción hecha en la caracterización de las zonas. Esto se debe, como se ve claramente en las imágenes de los anejos, a que el tamaño de la urbanización este es muy reducido y no tiene sentido crear una ruta para ella sola. Resulta idóneo considerar los puntos de recogida de la urbanización este dentro de las rutas de la urbanización norte (mucho más poblada y extensa).

== Anejos ==
[[Archivo:Buffer 150m vidrio casco.jpeg|Buffer 150m vidrio casco.jpeg]]
[[Archivo:Ubicacion 3200L.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones urbas.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Propuesta ubicaciones monteprincipe.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Turno casco.jpeg|miniaturadeimagen]]
[[Archivo:Rutas camiones urbanizacion.jpeg|miniaturadeimagen]]