Un método heurístico para optimizar la operación de recolección a domicilio de residuos sólidos

Loading...
Thumbnail Image
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
En grandes ciudades, el costo de las etapas de recolección y transporte representa, aproximadamente, entre un 70% y 80% del presupuesto total para manejo de residuos. La oportunidad de reducir estos costos y planificar eficientemente la operación motiva el uso de técnicas de Investigación Operativa. Para ello, se han estudiado diversas variantes del problema de Recolección de Residuos, en inglés Waste Collection Problem (WCP), que suelen modelar rutas de recolección y viajes intermedios de descarga para una flota de vehículos recolectores. Típicamente, en la literatura especializada se asume que el costo de atravesar un segmento de calle es constante. Sin embargo, en operaciones como la recolección de residuos, el vehículo puede duplicar su peso al cargarse completamente, lo que incrementa su consumo instantáneo de combustible. En este trabajo estudiamos el problema de recolección de residuos con costos dependientes de la carga transportada, selección del sentido de tránsito en segmentos bidireccionales y posibilidad de múltiples viajes de descarga (LDWCP-ADS). Consideramos una función objetivo que minimiza costos por consumo de combustible y tiempo de operación. Proponemos un modelo de programación lineal entera mixta que resuelve el problema en instancias pequeñas. Dada la naturaleza NP-Hard del problema, presentamos un algoritmo heurístico basado en Iterated Local Search y Programación Dinámica que permite obtener buenas soluciones al LDWCP-ADS en instancias de tamaño realista como una comuna o un barrio de una ciudad. Adicionalmente, proponemos un modelo aproximado del costo de operación, el cual puede ser resuelto analíticamente, obteniéndose una fórmula cerrada dependiente de parámetros estructurales del problema para la decisión óptima de la política de vaciamiento de carga y su costo asociado.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2022
Keywords
Problema de recolección de residuos, Consumo de combustible, Kilometraje muerto
Citation