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Sistema de Información Científica
Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Rev. Int. Contam. Ambie. 32 (3) 323-337, 2016
DOI: 10.20937/RICA.2016.32.03.07
EVALUACIÓN DE RUTAS DE RECOLECCIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS CON
APOYO DE DISPOSITIVOS DE RASTREO SATELITAL: ANÁLISIS E IMPLICACIONES
Eduardo BETANZO-QUEZADA
1
*, Miguel Ángel TORRES-GURROLA
1
,
José Antonio ROMERO-NAVARRETE
2
y Saúl Antonio OBREGÓN-BIOSCA
1
1
Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Querétaro, Cerro de Las Campanas s/n, Colonia Las Cam-
panas, Querétaro, México, C.P. 76010
2
Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Querétaro, Campus San Juan del Río, Río Moctezuma 249,
San Juan del Río, Querétaro, México, C.P. 76800
* Autor para correspondencia: betanzoe@uaq.mx
(Recibido marzo 2015; aceptado noviembre 2015)
Palabras clave: basura, logística urbana, transporte
RESUMEN
La gestión de residuos sólidos urbanos es una tarea compleja que tiene implicaciones so-
ciales, económicas, tecnológicas y ambientales para la sociedad y para las administraciones
locales. La fase de recolección domiciliaria llega a representar entre el 70 y el 85 % de los
costos totales de la gestión de los residuos sólidos, por lo que es un aspecto crítico dentro
de la prestación del servicio. El objetivo de este estudio es analizar el sistema de recolec-
ción domiciliaria en el municipio de Santiago de Querétaro, México, con base en datos de
recorridos reales obtenidos con dispositivos de geoposicionamiento global. Mediante un
trabajo conjunto con autoridades vinculadas, se instrumentaron los camiones recolectores
de basura y se monitorearon 71 rutas en operación. Se emplearon los métodos propuestos
por la Secretaría de Desarrollo Social de México para evaluar los principales parámetros
operativos y determinar el nivel de efciencia de las rutas actuales. Los resultados muestran
las ventajas de utilizar un equipo tecnológico de bajo costo y la importancia de incorporar
la tecnología para sustentar cambios en áreas de costo críticas para fnes de planeación,
operación y control de un sistema clave en la preservación del ambiente.
Key words: waste, urban logistics, transport
ABSTRACT
The management of solid waste is a complex task for public authorities due to its social,
economic, technological and environmental implications. Waste collection represents
between 70 and 85 % of the total costs of managing solid waste, so it is a critical aspect
of the service. The aim of this study is to assess the waste collection system in the
municipality oF Santiago de Querétaro, Mexico, based on GPS data. A ±eet oF garbage
trucks was monitored, covering 71 waste collection routes. We used a conceptual route
of methods proposed by the Ministry of Social Development (Secretaría de Desarrollo
Social) of Mexico to assess the main operating parameters, determining the level of
eFfciency oF the existing collection routes. The results show the advantages oF using
low-cost technological equipment in the planning and controlling of the solid waste
collection systems, that play a key role in the environmental protection.
E. Betanzo-Quezada
et al.
324
INTRODUCCIÓN
Parece haber un consenso en la comunidad
científca relacionado con las crecientes preocupa
-
ciones por los problemas ambientales que genera la
producción de residuos sólidos urbanos (OPS 1991,
Fernández y Sánchez 2007, OCDE 2007, Calva y
Rojas 2014). Estos últimos se han incrementado
a nivel global como resultado del aumento de la
población, cambios en el estilo de vida, perfles de
consumo, edad de integrantes de las familias, así
como por tendencias industriales y comerciales que
promueven el consumo de una mayor cantidad de
productos manufacturados (OECD 2004).
Datos de la Secretaría de Desarrollo Social de Mé-
xico (SEDESOL) revelan que la generación de basura
se habría incrementado a 0.90 kg/hab/día en 2004, con
una proyección estimada de 1.06 kg/hab/día al año
2020 (SEDESOL 2001a), lo que muestra la magnitud
del riesgo potencial que representa la generación de
basura en el país. La generación de residuos sólidos
urbanos per cápita es un indicador para el desarrollo
sustentable aceptado por la Organización para la
Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE), la
Comisión de Desarrollo Sustentable de las Naciones
Unidas (UNCSD) y la Unión Europea (SEMARNAT
2011).
La gestión de los residuos sólidos urbanos (RSU)
es un tema sensible para la sociedad en la medida
que representa un servicio indispensable para la po-
blación dadas sus repercusiones en la salud pública,
pero a la vez es considerado un objeto de rechazo.
En el caso de los rellenos sanitarios o de las unida-
des de transferencia, estos sitios son percibidos por
la población como infraestructura poco aceptada
(Corona 2013).
En México, algunos antecedentes donde se plasma
la importancia de la gestión de los residuos sólidos
municipales datan del año 1985, cuando se elaboró
un estudio sobre el estado en curso del manejo y
disposición fnal de los residuos sólidos (INE 1985).
Posterior a ese documento se publicó el Manual
Técnico sobre Generación, Recolección y Trans-
ferencia de Residuos Sólidos (SEDESOL 2001a),
en paralelo con el manual Técnico-Administrativo
para el Servicio de Limpia Municipal (SEDESOL
2001b). Sin embargo, a pesar de la existencia de un
estricto marco normativo que el Gobierno Federal
de México ha establecido (SEMARNAT 2003), de
manuales de referencia (OPS 1991, SEMARNAT
2001, SEMARNAT 2004) y diagnósticos (Acurio
1997, CMIA 2003, INE-SEMARNAT 2006), siguen
existiendo lastres en la parte institucional, derivados
de la insufciencia de recursos económicos y técnicos
que afectan la planeación, la operación y el control
de los servicios de recolección.
La justifcación de tipo ambiental de este trabajo
tiene que ver con la importancia de un adecuado
sistema de recolección, ya que un incremento en
su efciencia supone grandes eFectos sobre el éxito
en el manejo integral en su conjunto (OCDE 2014).
Por ejemplo, se estima que dentro de la operación
de las rutas de recolección, el mayor desperdicio de
combustible se lleva a cabo mientras los camiones
dan vueltas a la colonia a muy baja velocidad, lo
cual también está asociado con la producción de
mayores emisiones de gases contaminantes, ruido
y congestión del tránsito vehicular (McLeod y
Cherrett 2008).
Por la parte económica, la gestión integral de los
RSU constituye un servicio público que necesita
recursos económicos para cubrir la adquisición de
vehículos especializados, la operación
de la ±ota
(combustibles y mantenimiento), así como los sala-
rios del personal involucrado, buscando el mínimo
costo (SEDESOL 2001a). Estimaciones en países de
la OCDE ubican el costo de la recolección entre el 40
y el 80 % del costo total del servicio (OECD 2004).
Por su parte, en INE-SEMARNAT (2006) se indica
que los costos de recolección en las ciudades medias
mexicanas varían de 30 a 640 $/ton, en función de
la densidad poblacional, la cantidad recolectada y la
efciencia en el llenado del vehículo, el estado Físico
de éstos y el diseño de las rutas.
²inalmente, la justifcación de tipo científco y
tecnológico radica en la evolución de las teorías
aplicables al problema de la optimización de las rutas
de recolección, junto con el acelerado desarrollo de
la electrónica y de los dispositivos electrónicos de
bajo costo, como los sistemas de geoposicionamiento
global (GPS, por sus siglas en inglés), que en conjun-
to han dado origen a una serie de aplicaciones cuyo
propósito Fundamental es hacer más efciente la Fase
de recolección y transferencia de la basura.
El objetivo de este trabajo fue evaluar el sistema
de recolección de RSU en el Municipio de Querétaro,
México, a partir de datos reales obtenidos mediante
el monitoreo de los vehículos con dispositivos GPS.
Los cuadros y ±echas resaltadas en la
fgura 1
indican
las etapas del manejo físico de la basura seguidas
en esta investigación. La evaluación consistió en
determinar la variación de los recorridos planeados
contra los reales, bajo las condiciones prevalecientes
de operación y sus costos asociados. Se excluyeron
del análisis, los residuos sólidos municipales de tipo
industrial o comercial.
EVALUACIÓN DE RUTAS DE RECOLECCIÓN DE RSU CON GPS
325
MARCO DE REFERENCIA
En México, en la década de los años 80, se reali-
zaron esfuerzos encausados al desarrollo de modelos
matemáticos para el diseño de rutas de recolección de
basura a través de una computadora (INE 1984). Para
una revisión reciente sobre las teorías y métodos de
establecimiento de rutas aplicados a la optimización de
la recolección de basura se puede consultar a Mes
et
al
. (2014) y McLeod y Cherrett (2008). Para el análisis
teórico de las rutas dinámicas a Anagnostopoulos y
Zaslavsky (2014) y Anghinolf
et al.
(2013). De igual
forma, se reporta en algunos países una tendencia hacia
la aplicación de herramientas de captura electrónica de
datos, tanto en el transporte urbano de carga de tipo co-
mercial (Chase
et al.
2013), como para la recolección
de basura. Lo anterior muestra que las investigaciones
en este tema se están orientando hacia la aplicación
de tecnologías para la gestión de las operaciones, con
un enfoque pragmático usado para la solución de este
tipo de problemas (Heiko y Karrer 2005).
Respecto a lo anterior, se muestra la aplicación
de un sistema GPS para subsanar las defciencias en
la operación, producidas por la pérdida de tiempo en
una unidad de transferencia en la Ciudad de Hamilton
(Ontario, Canadá), debido a la aFuencia simultánea
de un gran número de camiones recolectores (Wilson
y Vincent 2008). Para otras aplicaciones en ciudades
donde se busca cambiar de rutas fjas planeadas en
función de pronósticos o datos históricos a rutas di-
námicas ajustando las capacidades y recursos a las
condiciones de demanda real, se han ideado distintos
métodos con apoyo de dispositivos electrónicos tipo
de identifcación de radio ±recuencia (R²ID, por sus
siglas en inglés), paquete general de servicio de ra-
dio (GPRS, por sus siglas en inglés), GPS junto con
herramientas de sistemas de in±ormación geográfca
(SIG) y de procesamiento de imágenes (Hannan
et
al.
(2011). Uno de esos métodos, reportado por Mes
et al.
(2014), se basa en sensores en contenedores
que alertan sobre su nivel de llenado y establecen la
secuencia de recolección en las calles. Se observa en-
tonces que un sistema de recolección que contemple
responder a las demandas reales podría contribuir a
la reducción del número de vehículos y de las dis-
tancias recorridas, lo que supone disminuir costos
operativos. Por los ejemplos encontrados, se observa
que el uso de tales tecnologías podría coadyuvar a
la reducción de las emisiones directas producidas
por los camiones recolectores y de las indirectas
resultantes de la congestión del tránsito vehicular
(McLeod y Cherrett 2008).
En lo que respecta a la revisión de casos en el con-
texto mexicano, se observa que aunque la aplicación
de dispositivos GPS (
Cuadro I
) no es nueva, no hay
evidencias técnicas documentadas de los resultados
alcanzados, pues la información de acceso público
que se tiene disponible sólo permite presentar un
panorama del por qué las administraciones munici-
pales optaron por implementar esa tecnología sin dar
a conocer los resultados o impactos reales.
Aunque las rutas fjas obligan a los cho±eres a
seguir el mismo camino en los días programados,
las administraciones municipales reportan diversos
problemas de cumplimiento del servicio (
Cuadro I
).
Por otro lado, la recolección de materiales reciclables
o valorizables es un tema de gran complejidad dentro
de las administraciones municipales (Ramos
et al.
2013), siendo un aspecto importante a considerar
al analizar el factor densidad o peso volumétrico de
la basura
1
, que determina la velocidad con la que se
llenan los camiones durante la ruta.
Generación
Barrido
Recolección
separada
Separación
en el hogar
(Fuente)
Transferencia
Transporte
Industria
Agricultura
Disposición
final
Recolección
mixta
TRATAMIENTO
Fig. 1.
Flujo de los residuos en un sistema de aseo urbano.
²uente: tomado de INE-SEMARNAT (2006), con modifcaciones
propias
1
Densidad de la basura o peso volumétrico. Es la relación entre el peso y el volumen ocupado. La basura tiene una densidad, de-
pendiendo del estado de compresión. Como referencia pueden ser adoptados los siguientes valores: densidad en recipiente de basura
Dr = 150 - 300 kg/m
3
, densidad en vehículo recolector Dv = 250 - 500 kg/m
3
, densidad en relleno sanitario manual Drsm = 400 - 600 kg/m
3
y densidad en relleno sanitario mecanizado DrsM = 700 - 800 kg/m
3
(SEDESOL 2001b).
E. Betanzo-Quezada
et al.
326
CUADRO I.
RESUMEN DEL USO DE SISTEMAS DE GEOPOSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS) AL SERVICIO DE RECOLECCIÓN DE BASURA EN CIUDADES
MEXICANAS
Lugar
Nota
Fecha
Fuente
Liga
Guadalajara, Jal.
“Prometen GPS en camiones
de basura”
1 Ene. 2009
El Informador
camiones-de-basura.html
Tijuana, B.C.
“Municipio compra GPS
para camiones de basura”
19 Dic. 2012
El Sol de Tijuana
Tijuana, B.C.
“Ayuntamiento coloca GPS en
obsoletos camiones de basura”
5 Oct. 2013
www.zetatijuana.com
http://zetatijuana.com/2013/10/05/ayuntamiento-coloca-gps-en-
obsoletos-camiones-de-basura/
Cajeme, Son.
“Efcientan recolección de
basura con GPS en unidades”
19 Mar. 2010
elregionaldesonora
Cajeme, Son.
“Contarán con GPS camión
recolector de basura”
10 Sep. 2011
correorevista.com
http://correorevista.com/sur/contaran-con-gps-camion-recolector-
de-basura/
Ciudad Madero,
Tamps.
“Contaran con GPS camión
recolector de basura”
15 Sep. 2011
Panucoaldia
diariodebate
vigilaran-con-gps-a-camiones-recolectores-de-basura/
Matamoros, Tamps.
“Instalarán GPS a camiones de
basura de Matamoros”
4 May. 2012
Grupo mi radio
Aguascalientes, Ags.
“Controlará GPS rutas de basura”
8 Ago. 2013
Periódico am
rutas-de-basura-37716.html
Guanajuato, Gto.
“Monitorean con GPS
camiones de la basura”
7 Ene. 2014
El Sol de León
Ciudad Juárez, Chih.
“Podrán incluir GPS para efcientar
levantamiento de basura”
21 Feb. 2014
Noticias de Chihuahua
Culiacán, Sin.
“Rastreo GPS para la Gestión de
Residuos”
2014
GPS América
bierno/recoleccion-de-basura
EVALUACIÓN DE RUTAS DE RECOLECCIÓN DE RSU CON GPS
327
MATERIALES Y MÉTODOS
Breve descripción del estudio de caso
El caso de Querétaro contrasta favorablemente
con la realidad del país, pues pocos municipios en
México tienen servicios de recolección de residuos
sólidos como parte de sus planes de desarrollo, mejo-
ra urbana o programas de salud pública (Buenrostro
y Bocco 2003) y cuenta con una Ley de prevención
y gestión integral de residuos (GEQ 2003). En el
contexto nacional, la ciudad de Querétaro es un
caso atípico ya que es reconocida por su limpieza,
habiendo ganado reconocimientos internacionales
(Quino 2014). En ese sentido, el municipio de Que-
rétaro recibió el premio a la Escoba de Platino 2014
por la limpieza de sus calles, dentro del Concurso
Escobas de Plata, Oro y Platino 2014, organizado por
la Asociación Técnica para la Gestión de Residuos y
Medio Ambiente (ATEGRUS).
En el último censo general de población, el mu-
nicipio de Santiago de Querétaro contabilizó una
población de 801 940 habitantes (INEGI 2010), con
una tasa de crecimiento promedio anual del 2.74 %,
lo cual supone una presión sobre sus servicios
públicos, particularmente para la recolección de
RSU. Datos proporcionados por la Secretaría de
Servicios Públicos Municipales (GMQ 2014) in-
dican que en en 2010, el sistema de recolección de
basura domiciliaria tuvo una cobertura del 93.31 %,
la cual puede ser califcada como buena si se com
-
para con parámetros internacionales. Por ejemplo,
en El Gran Santiago de Chile, el 99.1 % de la
población urbana tiene un servicio regular de reco-
lección de residuos sólidos municipales y el 95.4 %
tiene una frecuencia de servicio de recolección
de por lo menos una vez por semana (CONAMA
1999). Según datos del municipio de Querétaro
(GMQ 2005), el costo de la recolección de basura
transportada en el año 2004 fue de 604.24 $/ton,
mientras que los costos de la recolección más los de
transporte y transferencia hasta el relleno sanitario
contabilizaron las tres cuartas partes del costo de
la prestación del servicio.
En 2010, el sistema recolectó 785 ton/día,
sumando recorridos de 4917 km diarios (GMQ
2014). Sin embargo, se estima que la producción
de basura en el año 2014 ya alcanza las 1000 ton
diarias. En un contexto general, el municipio de
Querétaro está integrado por siete delegaciones
políticas, las cuales se agrupan en tres zonas de
servicio de recolección. Cada zona de servicio
se caracteriza por tener un patio de resguardo de
camiones. En total se operan 71 rutas que son
atendidas por 91 vehículos de los cuales 81 son
de compactación trasera (tipo “castor”) (
Fig. 2
),
seis tractocamiones con semiremolque y cuatro
camiones tipo chasis cabina. A este servicio público
están asignados 348 trabajadores de campo, de los
cuales 97 son choferes y 235 peones.
Selección del equipo
Se realizó una evaluación técnica y económica
de los equipos disponibles en el mercado para selec-
cionar un GPS portátil en función de las siguientes
características: portabilidad (sin instalación eléctrica
o electrónica en los vehículos), confabilidad, ver
-
satilidad, autonomía, desempeño y costo. Se pudo
contar con un lote de 15 dispositivos GPS portátiles
para trabajo pesado (
Fig. 3a
y
3b
), cuyo precio apro-
ximado antes de la importación fue de 139 dólares
norteamericanos. La interface para el procesamiento
de datos se realizó mediante el paquete Past-Track
versión 9.4.1.0.
Las principales ventajas de los equipos utilizados
se referen a: i) la Facilidad de colocación sobre los
vehículos y la confabilidad necesaria para ser ma
-
nipulados por personal no experto, ii) el diseño para
operar en condiciones climáticas adversas, iii) su
idoneidad para realizar monitoreos experimentales,
pues no requieren cableado o instalación alguna que
los sujete de manera temporal o permanente a los
vehículos, iv) su portabilidad, pues es posible colo-
carlos en distintos vehículos de manera alternada,
hasta cubrir todas las rutas o servicios del sistema
de recolección y v) el bajo costo de adquisición. No
obstante, las principales desventajas de los equipos
son: i) su autonomía limitada de funcionamiento en
campo, que depende de la capacidad de las baterías
Fig. 2.
Camión recolector de carga trasera
Fuente: El Universal Querétaro (26 feb 2013)
E. Betanzo-Quezada
et al.
328
instaladas, ii) la necesidad de descargar los datos
capturados de manera periódica antes de llegar al
límite de capacidad de memoria del dispositivo y iii)
que no permiten la comunicación en tiempo real, por
lo que la información sobre los recorridos se obtiene
una vez concluida la ruta. La relación ventajas/des-
ventajas hizo de estos equipos los ideales para llevar
a cabo la investigación.
En cuanto a los métodos de diseño de rutas,
se empleó el Manual Técnico sobre Generación,
Recolección y Transferencia de Residuos Sólidos
(SEDESOL 2001a), el cual también fue usado por
el Municipio de Querétaro para defnir en 2006 el
actual sistema de recolección a base de microrutas.
El método de diseño de rutas emplea los parámetros
contenidos en la ecuación 1:
L
=
=
P
d
T
(
r
)
60
=
a
(
T
)
r
60
(1)
Donde:
L = Longitud del recorrido del camión en un turno
(km).
P = Población de la zona que atenderá un vehículo
en cada turno (hab).
d = Densidad de población (hab/km).
r = Velocidad de avance del vehículo durante la
recolección, considerada como una constante en los
países latinoamericanos (entre 1.5 y 1.9 km/h).
a = Proporción de distancia productiva en relación
a la distancia total, obtenida mediante los traslados
externos y los recorridos de recolección.
T = Tiempo disponible para la recolección (min).
La ecuación 1 se fundamenta en el equilibrio
entre los recorridos productivos e improductivos
(internos y externos a las rutas), de tal suerte que la
condición ideal resulta en la igualdad representada
por la ecuación 2:
P
d
=
a
(
T
)
r
60
(2)
Por ello, el diseño más apropiado de las rutas
consiste principalmente en aumentar los valores
del parámetro “a”, es decir, aumentar las distancias
productivas tanto como sea posible, mientras se re-
ducen las distancias improductivas, tomando como
restricción el tiempo total de la jornada de trabajo:
P
d
>.
a
(
T
)
r
60
(3)
Según estos métodos, en la ecuación 4 la jornada
no es sufciente para completar el ciclo y deberá
hacerse un ajuste de tal manera que los recorridos
tiendan a la igualdad, como en la ecuación 1:
P
d
<
a
(
T
)
r
60
(4)
El equipo de investigación también elaboró
protocolos operativos y formatos para la custodia
y entrega/recepción de los dispositivos. Los GPS
portátiles se instalaron sobre el tablero del camión
recolector (
Fig. 4
) de acuerdo con la recomendación
del fabricante, para asegurar la mejor recepción de
la señal satelital con intervalos de lectura de un
segundo.
Fig. 3.
Equipo del sistema de geoposicionamiento global (GPS) empleado.
a) Lote
de dispositivos y b) Tamaño de los dispositivos (las baterías como escala).
Fuente: elaboración propia
a)
b)
EVALUACIÓN DE RUTAS DE RECOLECCIÓN DE RSU CON GPS
329
Procedimientos
Para la calibración de equipo GPS, se probó
la duración de las baterías con los dispositivos en
funcionamiento y se encontró que la conFabilidad es
de 48 h de trabajo continuo con ciclos de recarga de 8
h. Para la descarga de datos grabados por el GPS, se
estructuró un sistema de almacenaje de archivos con
una nomenclatura basada en las tres letras iniciales de
cada delegación política, seguida del número de ruta y
las fechas de los recorridos. Como apoyo para generar
planos comparativos entre las rutas planeadas y las
reales, se contó con planos del recorrido calculado
en gabinete por el municipio.
Operación en campo y procesamiento
Para la entrega de los dispositivos rotulados por
ruta y con el 100 % de carga en las baterías, se usó una
bolsa trasparente sellada con una etiqueta indicando
los días programados para los recorridos, así como el
día y horario en el que habrían de regresarse para la
recuperación de datos. Una vez recuperados los dis-
positivos y dadas las condiciones de operación de los
camiones, se consideró necesaria su desinfección como
una tarea de rutina. El último paso consistió en generar
un reporte para cada una de las 71 rutas monitoreadas.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Cobertura del monitoreo de rutas
El periodo de monitoreo comprendió los meses de
junio y julio de 2014. Se instalaron los dispositivos
GPS a bordo de los camiones para monitorear las rutas
en operación, hasta completar las 71 de las tres zonas
de servicio para las siete delegaciones (
Cuadro II
).
Los GPS portátiles se colocaron en 54 vehículos de
los 81 existentes, en función de su rotación entre rutas,
estado mecánico y disponibilidad por mantenimiento.
En todos los casos el chofer de la unidad tuvo cono-
cimiento de que sus recorridos serían monitoreados.
A manera de ejemplo, la
fgura 5a
presenta un
mapa con el recorrido total de una ruta de recolección,
GPS
Fig. 4.
Diagrama de ubicación de los sistemas de geoposicio-
namiento global (GPS).
Fuente: elaboración propia
CUADRO II.
RUTAS MONITOREADAS EN EL MUNICIPIO
DE QUERÉTARO
Zona
Delegación
Rutas
I
Centro Histórico
12
Epigmenio González Flores
12
II
Josefa Vergara y Hernández
10
Villa Cayetano Rubio
3
Felipe Carrillo Puerto
11
III
Félix Osores Sotomayor
16
Santa Rosa Jáuregui
7
TOTAL
71
Fuente: elaboración propia
Fig. 5.
Mapas representativos de la Ruta 10 (municipio de Querétaro, México): a) Ruta completa, b) Zona de recolección.
Fuente: elaboración propia
E. Betanzo-Quezada
et al.
330
mientras que la
fgura 5b
ilustra la parte central.
Se usó el programa Google Earth como interface
gráfca.
Se compararon los datos obtenidos del GPS con
los generados en campo a partir de los recorridos
planeados en gabinete por el municipio. A manera de
ejemplo, en el
cuadro III
se muestra la comparación
de las distancias de recorrido de las rutas planeadas
contra las 12 rutas monitoreadas en la delegación
Centro Histórico, se puede observar la diferencia en
los recorridos reales que suman 1491.69 km.
Diseño de un tablero de control
El reporte que generan los GPS contiene entre
otros datos las horas de inicio y terminación de los
recorridos, las velocidades de recorrido y las distan-
cias parciales y totales. Para visualizar y sistemati-
zar esa información se diseñó un tablero de control
(
Fig. 6
) para cada una de las 71 rutas. Dicho tablero
proporcionó datos precisos de las distintas fases
del ciclo operativo, desde la salida del camión del
corralón para su traslado a la zona de recolección,
el traslado a la unidad de transferencia o en algunos
casos al relleno sanitario para descargas directas, y los
regresos de los camiones a las zonas de recolección
o al corralón correspondiente.
Ese tablero es una parte central en el monitoreo
de las rutas, porque a partir de la información pro-
cesada en una hoja de cálculo se generaron los prin-
cipales parámetros que requiere la aplicación de los
métodos de SEDESOL. De esa forma, el monitoreo
permitió detectar cada uno de los movimientos que
realizan los camiones durante sus ciclos operativos.
En función de esas secuencias operativas se detectó
que ninguna de las rutas monitoreadas completó el
CUADRO III.
RESUMEN COMPARATIVO DE DISTAN-
CIAS RECORRIDAS (DELEGACIÓN CEN-
TRO HISTÓRICO)
Ruta
Longitud total ruta
planeada (km)
Longitud total ruta con
GPS (km)
1
72.20
146.60
2
56.40
148.30
3
59.10
162.30
4
61.32
184.70
5
51.61
129.80
6
53.96
131.50
7
43.36
120.40
8
48.70
165.60
9
52.43
46.10
10
58.64
103.59
11 AE
73.80*
73.80
12
65.85
79.00
Total
697.27
1491.69
AE = clave asignada por el Municipio de Querétaro, (*) = dis-
tancia recorrida registrada con el sistema de geoposicionamiento
global (GPS)
Fuente: elaboración propia
Lugar
Datos:
Análisis de Ruta 1, Centro Histórico
Recorridos 9 y 10 de junio 2014
Corralón
Jornda de trabajo
9:45:58 p.m.
9:48:40 p.m.
9:48:40 p.m.
10:16:00 p.m.
10:16:00 p.m.
12:07:00 a.m.
12:07:00 a.m.
12:36:42 a.m.
12:36:42 a.m.
12:38:19 a.m.
12:38:19 a.m.
1:08:05 a.m.
1:08:05 a.m.
3:40:35 a.m.
3:40:35 a.m.
4:12:02 a.m.
4:12:02 a.m.
4:13:52 a.m.
4:13:52 a.m.
4:40:32 a.m.
4:40:32 a.m.
4:54:00 a.m.
00:02:42
3.60
00:27:20
1079
01:46:29
00:29:42
00:01:37
00:29:46
02:32:30
00:31:27
00:01:50
00:26:40
00:13:28
07:03:31
Velocidad
Ruta
Ruta
Promedio
6.42
8.18
7.30
T (H:M:S
)D
(km)
4.63%
34.22%
61.15%
00:19:37
02:24:55
04:18:59
7.90
106.50
32.20
(km/h)
Parámetro “a”
SC
SC
CC
CC
CC
SC
CC
CC
CC
CC
SC
SC
11.40
28.21
2.00
22.70
20.80
25.90
2.00
18.90
0.30
146.60
Corralón
Traslado
Ruta
Ruta
Traslado
Traslado
Traslado
Traslado
Relleno S.
Relleno S.
Corralón
3.60
10.97
11.40
28.21
2.00
2.00
18.90
0.30
-5
.00
21.96%
5.39%
61.15%
4.63%
34.22%
72.65%
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
km
22.70
20.80
25.90
Corralón
5.39%
72.65%
21.96%
Distancia
Tiempo
Traslado
Ruta
Ruta
Traslado
Traslado
Traslado
Traslado
Relleno S.
Relleno S.
Hora inicial
Hora final
Recorrido
(km)
Duración
H:M:S
Internos
Externo
sR
uta
Traslados internos
Traslados externos
Descargas en relleno sanitario.
SC=Sin carga
CC=Con carga
Traslados en ruta
Fig. 6.
Tablero de control para el monitoreo de las rutas de recolección (Ruta 1, delegación Centro Histórico).
Fuente: elaboración propia
EVALUACIÓN DE RUTAS DE RECOLECCIÓN DE RSU CON GPS
331
ciclo de servicio sin incurrir en interrupciones en
ruta, ya sea para descargar parte de la basura en la
unidad de transferencia, o bien para realizar esta
maniobra en el relleno sanitario. Esa discontinuidad
dio traslados improductivos con impacto en los
costos de operación, consumo de combustible y
emisiones contaminantes.
Medición del desempeño de rutas
Para explicar la forma en que se analizó el des-
empeño de las rutas se emplea el caso de la Ruta 1
de la delegación Centro Histórico, en su tercer turno
de servicio, monitoreada el 9 y 10 de junio de 2014.
La estructura del
cuadro IV
fue creada a partir de
datos suministrados por el municipio y en negritas
aparecen los datos de distancias y tiempos obtenidos
con lecturas del GPS.
En el
cuadro V
y
fgura 7
se encuentran los datos
necesarios para determinar la variación de las rutas
respecto a lo planeado, con el uso de las ecuaciones
(1) y (2) y del método de SEDESOL.
Uno de los principales aspectos a observar en la
operación del sistema se refere al rango de varia
-
ción resultante de los recorridos reales respecto a un
óptimo teórico (
Cuadro VI
). Cuando el tiempo de
ejecución de una ruta es igual al tiempo planeado, la
variación es de 0 % y ese caso corresponde a un valor
teórico de 1 en la ecuación (2). Eso signifca que las
longitudes de recorrido y los volúmenes de basura
recolectados por km son apropiados en función de
la demanda.
En el
cuadro VI
los valores de 17.07 % y 9.58 %
son positivos y eso signifca que sobró tiempo al
ejecutar la ruta con la restricción de una jornada
laboral de 8 h. Los resultados generados con ese
procedimiento sirvieron para diseñar una gráfca en
la que se estableció de manera convencional el rango
deseable de variación del desempeño del servicio de
CUADRO IV.
DATOS OPERATIVOS RUTA 1 (DELEGACIÓN CENTRO HISTÓRICO)
Factor
Unidades
Ruta 1
tercer turno
Datos obtenidos con
GPS-1
Superfcie
km
2
2.15
-
Población
hab
24892
-
Densidad de población
hab/km
2
11599
-
Factor de generación (Fg)
kg/hab/día
0.65
-
Fg. por kilómetro
ton/km
0.8
-
Longitud de recolección (camión)
km
29.2
-
Longitud de alcance manual
km
0
-
Longitud de recolección (apoyos)
km
0
-
Longitud total de recolección
km
29.2
32.20
Longitud de traslados internos
km
7.2
7.90
Longitud de traslados externos
km
35.8
106.50
Número de compactaciones
n
120
-
Tiempo de recolección
h
2.61
4.32
Tiempo de compactación
h
0.78
-
Tiempo de traslados internos
h
0.18
0.33
Tiempo de traslados externos
h
0.9
2.42
Tiempo de descarga en unidad de transferencia
h
0.5
-
Longitud total de ruta
km
72.2
146.60
Tiempo total de ruta
h
4.97
7.06
Tonelaje total de ruta
ton
16.2
-
Tipo de camión
Compactador 14.5 m
3
,
carga trasera
-
Kilometraje mensual
km
1841
-
Kilometraje anual
km
22092
-
Horas de trabajo mensual
h
179
-
Horas de trabajo anual
h
2148
-
Horario de mantenimiento
h
6:00 a 14:00
-
Días laborables
días
306
-
Días dobles y festivos
días
59
-
Tripulación
1 operador y 3 intendentes
SI
-
GPS-1 se refere a la etiqueta que identifca al dispositivo del sistema de geoposicionamiento global (GPS) utilizado.
Fuente: elaboración propia
E. Betanzo-Quezada
et al.
332
recolección. Las
fguras 7
y
8
corresponden a la dele-
gación política Centro Histórico y muestran un rango
de +/- 10 % para los resultados del cálculo realizado
con datos de gabinete y para las rutas monitoreadas
con GPS, respectivamente.
De la comparación de las
fguras 7
y
8
se observa
que las rutas planeadas presentan fuertes discrepan-
cias respecto a las rutas reales, porque sus cálculos
los alejan del óptimo teórico planteado por el método
de SEDESOL. Paradójicamente, los recorridos rea-
les presentan menos dispersión, aún cuando fueron
mayores, lo cual supondría el esfuerzo de la admi-
nistración municipal para cumplir con los niveles de
calidad de servicio.
La utilidad de las gráfcas anteriores consiste en
detectar aquellas rutas que se encuentren fuera de
un rango de servicio convencional establecido por la
administración como punto de partida en un progra-
ma de mejora continua. En este caso, a partir de los
datos de la
fgura 8
se podrían realizar ajustes desde
el punto de vista práctico en los parámetros de diseño
Fig. 8.
Rango de variación del desempeño del servicio en la
delegación Centro Histórico, con datos obtenidos de los
sistemas de geoposicionamiento global (GPS).
Fuente: elaboración propia
Límite inferior (falta tiempo)
Límite superior (sobra tiempo)
R
2
= 0.74488
40
30
20
10
0
–10
–20
% de variación en función del tiempo
–30
Variación
Número de ruta
1234
9.58
%
9.64
%
9.38%
5.38
%
0.87
%
6.33%
7.86%
6.38
%
3.61
%
1.03
%
13.47%
5678 91
011
0
Polinómica (variación)
CUADRO VI.
DETERMINACIÓN DEL RANGO DE VARIA-
CIÓN EN EL DESEMPEÑO DE LA RUTA 1
(DELEGACIÓN CENTRO HISTÓRICO)
Formulación
Ruta 1
tercer turno
Datos obtenidos
con GPS-1
Óptimo teórico
1
1
P /d =
19.47
21.47
(a * T * r) /60 =
16.14
19.41
P /d > (a * T * r) /60 =
0.82
0.90
1-(P /d > (a * T * r) /60) =
0.17
0.09
Rango de variación
17.07 %
9.58 %
P = Población de la zona que atenderá un vehículo en cada turno,
G = Producción de residuos sólidos, d = Densidad de población,
a = Proporción de distancia productiva en relación a la distancia
total, T = Tiempo disponible para la recolección, r = Velocidad
de avance del vehículo durante la recolección.
Fuente: elaboración propia
CUADRO V
. DATOS PARA EL CÁLCULO DE LA VARIACIÓN EN LA RUTA 1 (DELEGACIÓN CENTRO HISTÓRICO)
Variable
Descripción
Unidades
Ruta 1
tercer turno
Datos obtenidos
con GPS-1
P =
Población de la zona que atenderá un vehículo en cada turno
habitantes
24 892
2892
G =
Producción de residuos sólidos
kg/hab/día
0.65
0.65
d =
Densidad de población
hab/km
1278.70
1159.57
a =
Proporción de distancia productiva en relación a la distancia total
-
0.65
0.62
T =
Tiempo disponible para la recolección
min
203.40
258.98
r =
Velocidad de avance del vehículo durante la recolección
km/h
7.30
7.30
GPS-1 se refere a la etiqueta que identifca al dispositivo utilizado.
Fuente: elaboración propia
Límite inferior (falta tiempo)
Límite superior (sobra tiempo)
40
30
20
10
0
–10
–20
% de variación en función del tiempo
–30
Variación
Número de ruta
1234
17.07
%
7.58
%
4.01%
29
.03%
21.95%
9.72
%
17.19%
–24.30%
–18.46%
14.01%
22.63%
5678 91
011
0
Polinómica (variación)
R
2
= 0.25397
Fig. 7.
Rango de variación del desempeño del servicio en la
delegación Centro Histórico, con datos ofciales.
Fuente: elaboración propia
EVALUACIÓN DE RUTAS DE RECOLECCIÓN DE RSU CON GPS
333
de la ruta, al programar los recorridos hasta lograr el
equilibrio de la ecuación (2). Como herramienta de
detección, esas fguras puede resultar de utilidad para
priorizar la intervención correctiva sobre aquellas
rutas que se alejen del rango admisible (más del 10 %
de variación), es decir, para aquellas donde es más
necesario y oportuno acercarlas al óptimo teórico.
Por lo que se refere a la variación de las rutas
de recolección en todo el municipio, el
cuadro VII
contiene un resumen con las 71 rutas, agrupadas por
delegación política.
Determinación de costos de operación
Un punto importante contemplado en la investiga-
ción se refrió al análisis de los costos de operación
del sistema de recolección (salarios, combustibles,
llantas, lubricantes, mantenimiento y reparación de
vehículos). Desafortunadamente, la información no
estuvo disponible, por lo que se recurrió a un método
indirecto para estimar el costo de operación por km
recorrido.
Para ello, se defnió un vehículo tipo conFormado
por un chasis unitario de dos ejes marca International
4300, con motor Navistar DT 466, llantas 1100-20.00,
con caja y compactador de basura trasero. Con base
en el estudio de Arroyo
et al.
(2014) se empleó el
programa VOCMEX Versión 4.0
2
, considerando un
tipo de terreno plano y una superfcie de rodamiento
con un índice internacional de rugosidad (IIR) de 4,
obteniéndose un costo de operación de 9.71 $/km para
el año 2014. El sobrecosto de operación mostrado en
el
cuadro VIII
es la diferencia entre el costo esperado
en una ruta planeada contra el de la operación real.
A partir de esa estimación indirecta y de carácter
agregado, el sobrecosto anual erogado por la admi-
nistración municipal habría sido de $8 210 058 pesos,
equivalentes a 631 543 doláres (USD) a una tasa de
cambio de 13 pesos por USD en el año 2014. Si bien
el cálculo se realizó con datos agregados, para análisis
más específcos sería conveniente seleccionar una
mezcla de tipos de terreno plano y en lomerío y un
IIR más alto que re±eje las condiciones de operación
en pavimentos asfálticos, de concreto y de adoquín,
característicos en muchas rutas y áreas urbanas.
DISCUSIÓN
Durante el periodo de monitoreo, el municipio
de Querétaro experimentó un proceso de transición,
caracterizado por dos situaciones importantes: i) la
modernización de la actual unidad de transferencia
(UT), tiempo durante el cual estuvo operando al 50 %
de su capacidad y ii) un menor número de camiones
para realizar las transferencias de basura de la UT al
relleno sanitario, por razones de mantenimiento del
equipo de transporte. Esas dos condicionantes hicie-
ron que la administración tomara la decisión de man-
dar los camiones a descargar directamente al relleno
sanitario, sin pasar por la unidad de transferencia. La
in±uencia de ese ajuste (desconocido por el equipo
de investigación), quedó revelada por los datos del
monitoreo de campo, al interrogar a la administración
sobre la posible causa de los excesivos recorridos en
traslados externos a las zonas de recolección.
Sobre la confabilidad de los resultados obtenidos
La constatación de la situación anterior revela
la confabilidad de las mediciones realizadas con
dispositivos GPS, lo cual los convierte en un instru-
mento útil para detectar anomalías en el desempeño
del sistema. A pesar de que los dispositivos GPS
usados no son los más sofsticados que existen en
el mercado, su funcionalidad permitió al grupo de
investigación explotar al máximo sus capacidades
técnicas y aplicar las formulaciones matemáticas
CUADRO VII.
REPORTE GENERAL DEL DESEMPEÑO POR DELEGACIÓN POLÍTICA (NÚMERO DE RUTAS)
Delegación
política
Centro
Histórico
(CH)
Epigmenio
González Flores
(EGF)
Josefa
Vergara y
Hernández (JVH)
Villa Cayetano
Rubio
(VCR)
Felipe Carrillo
Puerto
(FCP)
Félix Osores
Sotomayor
(FOS)
Santa Rosa
Jáuregui
(SRJ)
Falta tiempo
3
1
5
1
7
6
8
Sobra tiempo
8
8
5
2
1
5
0
Sin datos
1
4
4
0
2
5
1
Fuente: Elaboración propia
2
Programa conformado con modelos de operación de vehículos, del Banco Mundial.
E. Betanzo-Quezada
et al.
334
propuestas por el manual de la SEDESOL. Aún con
las limitantes técnicas de los equipos
, se puede afr
-
mar que la administración municipal que cuente con
equipos GPS de capacidades básicas puede cumplir
con el objetivo de monitorear de manera confable
la operación de sus rutas, ya sea de forma aleatoria
o periódica.
Sobre los parámetros empleados en el diseño de
las rutas
Los resultados mostrados en la
fgura 6
tienen in-
terpretaciones adicionales al contexto operativo, en lo
que se refere a los datos sobre el peso volumétrico de
la basura. Este es un parámetro esencial en el diseño
de rutas de recolección de RSU y aunque dentro del
manual de la SEDESOL sólo se considera el dato
de la producción diaria per cápita (
Cuadro IV
),
el factor densidad volumétrica no es integrado en el
cálculo de las longitudes óptimas de recorrido.
Si bien es importante revisar a fondo los procedi-
mientos que se utilizan para la planeación, operación
y control de la recolección de RSU, por su impacto en
los costos de prestación del servicio y en los costos
al ambiente generados por emisiones contaminantes,
la estrategia debe extenderse hacia la reducción de la
producción de basura, a partir de sus características
volumétricas. En este sentido, Pothimamaka (2008)
es contundente al afrmar que la mejor práctica de
gestión de residuos sólidos en los países desarrollados
es la reducción de los residuos generados en la fuente.
Por lo tanto, la producción, almacenamiento,
recolección, transporte y confnamiento de los RSU
requieren de políticas públicas ligadas entre sí, como
lo sugiere la OCDE (2013). No obstante, tal problema
lleva a la par un aspecto cultural en cuanto a la con-
cientización de la sociedad sobre la basura (Armijo
de Vega
et al.
2012), a los incentivos apropiados para
reducir las cantidades que genera la población, así
como de las prácticas para implementar programas
efcientes de separación y recuperación de material
reciclable que aseguren que los residuos causen el
menor impacto posible al medio.
Sobre los aspectos normativos y de planeación
En el caso de México, el crecimiento del fenóme-
no urbano induce severas presiones sobre los sistemas
de manejo de RSU, de por sí rezagados en muchas de
sus ciudades, que se caracterizan por experimentar
procesos acelerados de crecimiento poblacional y
de expansión urbana, los cuales se intenta detener a
través de la política nacional de vivienda 2013-2018
(Presidencia de la República 2013). Es importante
que el problema se aborde desde las más amplias
perspectivas, como en el caso de algunas adminis-
traciones municipales que integran el tema de la re-
colección de basura dentro sus planes metropolitanos
de transporte de mercancías (NYMTC 2001) y reco-
miendan su tratamiento desde esa perspectiva (Neto y
Moreira 2012). En el caso de la Zona Metropolitana
de Querétaro, los estudios sobre transporte urbano
de carga realizados por Betanzo (2011) y Betanzo
et
al.
(2013) recomiendan el tratamiento de la basura
desde la perspectiva del transporte urbano de carga
y con un alcance metropolitano.
CONCLUSIONES
Se realizó una investigación para monitorear las
rutas de recolección de residuos sólidos urbanos en
el municipio de Querétaro (México), con el uso de
dispositivos GPS a bordo de los camiones. Se de-
muestra la utilidad de estos dispositivos en cuanto
a la confabilidad de los resultados, a
ún cuando las
lecturas se realizaron en un periodo de transición
por los trabajos de mantenimiento en la unidad de
CUADRO VIII.
SOBRE COSTO POR DELEGACIÓN
Delegación política
Distancias planeadas
Costo esperado
Recorridos reales
Costo calculado
Sobre costo
(km/día)
($/día)
(km/día)
($/día)
($MX/día)
Centro Histórico
697.27
6 770.49
1491.69
14 484.31
7 713.82
Epigmenio González Flores
583.11
5 662.00
1390.20
13 498.84
7 836.84
Josefa Vergara y Hernández
737.72
7 163.26
1022.70
9 930.42
2 767.16
Villa Cayetano Rubio
100.34
974.30
173.7
1 686.63
712.33
Felipe Carrillo Puerto
600.07
5 826.68
637.2
6 187.21
360.53
Félix Osores Sotomayor
857.66
8 327.88
1094.30
10 625.65
2 297.77
Santa Rosa Jáuregui
563.71
5 473.62
646.6
6 278.49
804.86
TOTAL
4139.88
40 198.23
6456.39
62 691.55
22 493.31
$MX = Pesos Mexicanos
Fuente: Elaboración propia
EVALUACIÓN DE RUTAS DE RECOLECCIÓN DE RSU CON GPS
335
transferencia y en el equipo de transporte que lleva
la basura al relleno sanitario.
La combinación entre los dispositivos GPS usa-
dos en la investigación y un adecuado sistema de
procesamiento de datos, aportan una herramienta de
bajo costo de gran utilidad para monitorear de ma-
nera aleatoria o periódica el sistema de recolección.
Los métodos empleados permitieron determinar de
manera objetiva la variación existente entre las rutas
planeadas y la ejecución real, en función de un ópti-
mo teórico y así estimar su impacto económico. De
los resultados obtenidos a través de este estudio de
caso se concluye que la oportunidad y confabilidad
de la información es crucial para transparentar el
desempeño del sistema de recolección y ajustarlo
de manera oportuna de acuerdo con las cambiantes
necesidades de las ciudades.
Finalmente, se recomienda conducir estudios
adicionales para determinar o actualizar las tasas
estimadas de generación de basura per cápita, en la
medida en que este parámetro es determinante en
el diseño de las rutas de recolección, en lugar de
utilizar datos agregados como los propuestos por
el Instituto Nacional de Estadística y Geografía
de México. También se debe insistir en reconocer
la importancia de los programas de separación de
materiales reciclables, pues ello tiene implicaciones
sobre la evolución del sistema de gestión integral
de RSU.
AGRADECIMIENTOS
La investigación contó con el apoyo del Fondo
Mixto de Fomento a la Investigación Científca y
Tecnológica CONACyT-Gobierno del estado de
Querétaro (contrato FOMIX 2012-01-193364) y
del Fondo para el Fortalecimiento de la Vinculación
FoVinUAQ-2013 de la Universidad Autónoma de
Querétaro. Se reconoce la apertura y amplias fa-
cilidades otorgadas por la Secretaría de Servicios
Públicos Municipales del Municipio de Querétaro
y se agradecen las valiosas observaciones de los
revisores anónimos.
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