Modelos de Optimizacion de Rutas

 

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN   FACULTAD DE PRODUCCION Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL

MODELO DE OPTIMIZ CION DE RUT S P R

EL RECOJO DE RESIDUOS SOLIDOS EN EL DISTRITO DE JOSE LUIS BUST M NTE Y RIVERO CURSO:

  INVESTIGACION DE OPERACIONES I



INTEGRANTES:

         

    

FERNANDEZ VILCA, KATIA ELIZABETH MAMANI PUMA, LIZBETH JACKELINE POLANCO CHAMBI, ANDREA SHERYNA MAQUE CAMINO, JACQUELINE RIVERA LLANA, ERNESTO

GRUPO: “B” 

DOCENTE:

 



ING. EFRAIN MURILLO

AREQUIPA PERÚ 2017

 

MODELO DE OPTIMIZACIÓN DE RUTAS PARA EL RECOJO DE RESIDUOS SÓLIDOS EN EL DISTRITO DE JOSÉ LUIS BUSTAMANTE Y RIVERO

EPÍGRAFE

“Estar preparado es importante, saber esperarlo es aún más, pero aprovechar el momento adecuado es la clave de la vida.”  

Arthur Schnitzler  

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DEDICATORIA

 A NUESTROS PADRES: PADRES: Por su paciencia, amor, cariño y confianza que nos estimularon en la ejecución del presente trabajo. A ellos nuestro respeto y admiración.

 A NUESTROS HERMANOS: HERMANOS:

Nuestro reconocimiento por el apoyo constante que supieron brindarnos, el mismo

que

contribuyó

a

nuestra

formación integral y al logro de nuestras aspiraciones.

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 AGRADECIMIENTOS TOS  AGRADECIMIEN

Nuestro

a

agradecimiento

a

nuestros

compañeros que participaron del estudio. El presente trabajo se llevó a cabo gracias a sus datos. Se les agradece por su colaboración desinteresada y por haber compartido con nosotros sus hábitos alimenticios.

Nuestro profundo agradecimiento también a los ingenieros docentes de la Escuela Profesional de Ingeniería Industrial por su apoyo y preocupación constante en las diferentes etapas del presente proyecto de investigación

experimental

y

por

haber

contribuir en nuestra formación académica.

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ÍNDICE DE TABLAS Y GRÁFICOS TABLAS Tabla 1 Tipo de suelos del distrito Jose Luis Bustamante Y Rivero .....................................................22  Tabla 2 Determinación Determinación de residuos sólidos domiciliarios...................................................................25  Tabla 3 Generación de residuos sólidos de barrido de calles .............................................................25  Tabla 4 Generación total de residuos sólidos en el dsitrito ................................................................25  Tabla 5 Densidad suelta de residuos domiciliarios domiciliarios .............................................................................26  Tabla 6 Composición Composición física de los residuos sólidos.............................................................................26  Tabla 7 Equipo de recolección recolección ............................................................................................................28 

GRAFICOS Gráfico 1 Plano geológico distrital ......................................................................................................22 Gráfico 2 Estructura orgánica del distrito Jose Luis Bustamante Bustamante y Rivero ..........................................24 Gráfico 3 Composición Composición porcentual de residuos sólidos domiciliarios ................................................27 Gráfico 4 Ejemplo de un sector con 104 nodos. ................................................................................35

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RESUMEN El presente proyecto tiene como objetivo implementar el método más adecuado de optimización de rutas para el recojo de residuos sólidos en el distrito de José Luis Bustamante y Rivero. En el marco teórico se analizan los modelos de optimización de rutas mediante m ediante teoremas y aplicaciones prácticas, mencionando los fundamentos, restricciones y algoritmos adecuados para el caso en estudio. En la descripción y diagnóstico, primero se detallan las características del proceso de recojo de residuos sólidos del distrito de José Luis Bustamante y Rivero, luego se analiza su estado actual en la distribución de rutas. Así, se fundamenta la necesidad de aplicar el método de optimización de rutas, y se propone el enfoque a desarrollar en la solución. La solución propuesta desarrolla la optimización de rutas en dos partes: la sectorización de rutas y el modelo de optimización. En la sectorización, se define el número de rutas necesarias en el distrito. En el modelo de optimización, se logró reducir las distancias de cada ruta analizada. Finalmente, se presentan las conclusiones y recomendaciones para tener una mejor visión del estudio realizado.

Palabras clave: Optimizacion, residuos, modelo

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INDICE DE CONTENIDO EPÍGRAFE...............................................................................................................................................2  DEDICATORIA  .......................................................................................................................................3  DEDICATORIA AGRADECIMIENTOS  .............................................................................................................................4  AGRADECIMIENTOS ÍNDICE DE TABLAS Y GRÁFICOS............................................................................................................ GRÁFICOS............................................................................................................5  RESUMEN .............................................................................................................................................. 6  CAPÍTULO 1: INTRODUCCION  INTRODUCCION ..............................................................................................................9 

1.1 

TÍTULO ...............................................................................................................................9 

1.2 

INTRODUCCIÓN  ...............................................................................................................9 

1.3 

DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA ............................................................................... 10 

1.4 

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN............................................................................10 

1.4.1  Objetivo general...........................................................................................................10  1.4.2  Objetivos específicos .................................................................................................. 10 

1.5 

HIPÓTESIS  ......................................................................................................................11 

1.6 

ALCANCE DEL PROBLEMA .......................................................................................11 

1.7 

JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................. 12 

1.8 

VARIABLES .....................................................................................................................12 

1.8.1 Variable independiente ......................................................................................................12  1.8.2 Variables dependientes ......................................................................................................12  CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO  TEÓRICO ..........................................................................................................13 

2.1 

DEFINICIONES RELEVANTES ...................................................................................13 

2.2 

MARCO REFERENCIAL ...............................................................................................20 

2.2.1.-Ubicación........................................................................................................................... 2.2.1.-Ubicaci ón...........................................................................................................................20  2.2.2 Geografía ............................................................................................................................21  2.2.3 Situación actual del manejo de residuos sólidos................................................................ sólidos................................................................23  2.2.4 Aplicación a Modelo de Optimización de Transporte de Residuos Sólidos ....................... 28  2.2.5 Optimización Optimización de Rutas en México ......................................................................................29 

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2.2.6 Optimización de Rutas de residuos sólidos en Perú ..........................................................33  CAPÍTULO 3 ......................................................................................................................................... 36  DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ACTUAL...................................................................................................36 

3.1  3.2 

RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN ....................... Error! Bookmark not defined.  RECOLECCIÓN RESULTADOS DE LAS ENCUESTAS  .......................... Error! Bookmark not defined. 

CAPÍTULO 4 ......................................................................................................................................... 39  EL MODELO PROPUESTO .................................................................................................................... 39 

4.1 

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES Y PROPIEDADES NUTRICIONALES DE

LOS ALIMENTOS. .......................................................................................................................39  CAPÍTULO 5 ......................................................................................................................................... 39  EVALUACIÓN.......................................................................................................................................39 

5.1  CUADROS COMPARATIVOS DE LA SITUACIÓN ACTUAL Y DE LA SITUACIÓN PROPUESTA .........................................................................................................39  CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES .............................................................................................40 

6.1 

CONCLUSIONES  ............................................................................................................40 

6.2 

RECOMENDACIONES  ..................................................................................................40 

BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................................................41  ANEXOS ............................................................................................................................................... 42 

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CAPÍTULO 1: INTRODUCCION 1.1 TÍTULO Modelo de optimización de rutas para el recojo de residuos sólidos en el distrito de José Luis Bustamante y Rivero

1.2 INTRODUCCIÓN Para el distrito de José Luis Bustamante y Rivero de la ciudad de Arequipa la recolección de residuos sólidos, la distribución de rutas es elemento fundamental dentro de su visión operativa y estratégica. Sin embargo, no es tratada de esta manera, y en cambio la generación de rutas se convierte en un trabajo totalmente empírico y sin tomar en cuenta principios teórico. Es por ello que se aprovecha esta oportunidad de mejora para desarrollar un sistema óptimo para para el recojo de residuos sólidos en el distrito de José Luis Bustamante y Rivero. La idea de generar un modelo para encontrar las distancias optimas de cada una de las rutas que se recorre para el recojo de residuos sólidos y mejorar de la rentabilidad del distrito de de José Luis Bustamante y Rivero. El siguiente proyecto tiene como objetivo implementar el método de optimización de rutas y desarrollar los objetivos mencionados. El documento incluye un análisis teórico de optimización de rutas y específicamente de distribución de residuos sólidos. Luego se realizará un análisis del distrito de José Luis Bustamante Bustamante y Rivero enfocado en las operaciones y las distribuciones de rutas. A partir de la información general y del análisis mencionado, se presentará un modelo de optimización de rutas para para el recojo de residuos sólidos en el distrito de José Luis Bustamante y Rivero. Se presentará la información necesaria para poder analizar los resultados así como los indicadores financieros asociados al proyecto. Finalmente, se expondrán las conclusiones y recomendaciones para considerar en la futura implementación de la propuesta.

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1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA El recojo de residuos sólidos es una actividad llevada a cabo a nivel distrital, esta actividad implica un costo al municipio, este costo. El modo en que se deciden las rutas a seguir para el recojo de basura se determinan en la actualidad de manera empírica, de modo que se recorre trayectos, muchas veces, innecesarios lo cual implica una mayor utilización del recurso combustible por parte de los camiones compactadores, aumentando así el costo que implica la realización de dicha actividad.

1.4 

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 

1.4.1 Objetivo general Construir un MODELO DE OPTIMIZACIÓN DE RUTAS mediante los métodos del agente viajero y la ruta más corta, para el recojo de residuos sólidos en el distrito de José Luis Bustamante y Rivero de la ciudad de Arequipa.

1.4.2 Objetivos específicos Recopilar información del recorrido que realizan las compactadoras encargadas del recojo de residuos sólidos en el distrito de José Luis Bustamante y Rivero. Elegir nuestro marco referencial, el cual será estudiado para construir un modelo de optimización de rutas para el recojo de residuos sólidos. Realizar un análisis situacional de cómo se realiza dicha actividad en la actualidad Construir un Modelo de Optimización de Rutas para el recojo de residuos sólidos en el distrito de José Luis Bustamante y Rivero de la ciudad de Arequipa.

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Evaluar las implicancias económicas para aplicar dicho modelo en nuestro sector ubicado en el distrito de José Luis Bustamante y Rivero. Evaluar los resultados obtenidos en el campo.

1.5 HIPÓTESIS

1.6 ALCANCE DEL PROBLEMA El presente trabajo tiene como marco referencial la parte baja del distrito de José Luis Bustamante y Rivero de la ciudad de Arequipa, específicamente los sectores de:  

Urb. Las Casurinas

 

Urb. Satelite chico

 

Urb. Satelite grande

 

Urb. JJuan uan Pablo Vizcardo y Guz Guzman man

 

Urb. Santa Maria II

 

Urb. Rodantes del sur

 

Urb. Villa del mar

 

UPIS Sta. Lourdes

 

Urb. Santa Clara

 

Pueblo tradicional los olivos

 

PJ 13 de Enero

 

Urb. Alto de la luna

 

Av. EEUU

Se tomará en cuenta únicamente las distancias relevantes que existe de esquina a esquina para determinar la ruta óptima e insertarlo al software LINDO.

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1.7 JUSTIFICACIÓN 1.8 VARIABLES

1.8.1  Variable Aplicaciónindependiente del MODELO DE OPTIMIZACIÓN para el recojo de residuos sólidos en el distrito de José Luis Bustamante y Rivero en la ciudad de Arequipa.

1.8.2 Variables dependientes  

Variable de decisión:   Un Arco específico de recorrido; recorrido; si forma pa parte rte del recorrido o



no. 

  Variables de la función objetivo   Distancia de recorrido. 

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CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO  2.1

DEFINICIONES RELEVANTES

INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES  

Es una rama de las matemáticas que hace uso de modelos matemáticos y algoritmos con el objetivo de ser usado como apoyo a la toma de decisiones. Se busca que las soluciones obtenidas sean significativamente más eficientes (en tiempo, recursos, beneficios, costos, etc) en en   comparación a aquellas decisiones tomadas en forma intuitiva o sin el apoyo de una herramienta para la toma de decisiones. Taquia, A. (2013). Optimización de rutas en una empresa de recojo de residuos sólidos en el distrito de los Olivos. Lima: Tesis PUCP  

OPTIMIZACIÓN  

Tiene que ver con la eficiencia (que utilicemos los recursos de la mejo mejorr forma posible, obteniendo los mayores beneficios con los mínimos m ínimos costes). La eficiencia tiene una estrecha relación con la eficacia (ya que esta hace énfasis en los resultados, lograr objetivos, crear valores) para optimizar recursos no tendría que ser solo eficiente sino que también ser eficaz. [JoseManuel, 1999]

 

En matemáticas la optimización o programació programación n matemática intenta dar respuesta a un tipo general de problemas donde se desea elegir el mejor entre un conjunto de elementos. Maciel, M. (2000). Introducción a la Optimización Optimización Numérica. Noviembre 15, 2016, de la Universidad Nacional del Sur  

MODELO MATEMÁTICO  

Un modelo matemático matemático se define como como una descripción descripción desde el punto de vista de las matemáticas de un hecho o fenómeno del mundo real, desde el tamaño de la población, hasta fenómenos físicos como la velocidad, aceleración o densidad. El objetivo del modelo matemático es entender ampliamente el fenómeno y tal vez predecir su comportamiento en el futuro.

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[Celedón, 2012].

PROGRAMACIÓN MATEMÁTICA  

La programación matemática ha mostrado ser ser una herramienta herramienta muy eficiente en la solución de problemas de optimización, por su gran versatilidad para modelar problemas asociados con la optimización, y porque en la actualidad, gracias a los grandes avances teóricos en el área y los impresionantes logros electrónicos, los ordenadores modernos son capaces de dar excelentes soluciones en tiempos razonables. Un programa matemático tiene la forma: Optimizar: f(x1,x2,...,xn) Sujeto a:

g1(x1,x2,...,xn)