Dra. Carola Blázquez: Soluciones para la recolección de residuos en zonas rurales insulares

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El aumento del volumen de los residuos domésticos generados y su impacto en el medio ambiente ha impulsado diversas investigaciones sobre el diseño y planificación de sistemas de recolección, potenciando el desarrollo de modelos y herramientas matemáticas que puedan apoyar de mejor manera dichas actividades.

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Con el objeto de abordar esta problemática, la investigación “Diseño y planificación de un sistema de recolección de residuos sólidos domiciliarios rurales”, que cuenta con financiamiento Fondecyt, propone un nuevo enfoque, motivado por la situación que ocurre en las provincias de Chiloé y Palena.

“El problema estudiado no se puede abordar con los modelos existentes, por lo que se plantea un innovador enfoque integrador para el diseño de un sistema de recolección de residuos sólidos domiciliarios para un archipiélago utilizando una barcaza”, explica la doctora Carola Blázquez, investigadora del Departamento de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Andrés Bello (UNAB).

“Este proyecto tiene como objetivo desarrollar herramientas matemáticas para resolver los modelos de diseño y planificación en forma eficiente”, agrega.

En esa línea, el trabajo –en el que participa también el doctor Pablo Miranda, de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso– propone formular el problema como un modelo de programación lineal entera mixta, teniendo como objetivo minimizar los costos de operación e inversión del sistema, optimizando la selección de puntos de acopio a visitar en cada isla, la frecuencia de recolección en cada uno de estos, y la generación de rutas de recolección del sistema.

Según detalla la experta, la metodología propuesta está sujeta a un período máximo de tiempo entre visitas consecutivas en cada punto, con el fin de reducir la exposición de la población y del medioambiente a los residuos generados, y a su vez, cumplir con las restricciones y regulaciones ambientales. Además, el estudio evalúa dos estrategias para operar el sistema, contemplando el transporte de un compactador de residuos a bordo de una barcaza, versus el transporte de contenedores de basura.

Por último, el trabajo tiene también como objetivo diseñar e implementar un Sistema de Información Geográfica (SIG), con el fin de facilitar el proceso de toma de decisiones y asistir en la visualización y análisis de las metodologías propuestas y sus resultados.

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Solutions for waste collection on rural islands

The increased volume of domestic waste and its impact on the environment have driven diverse investigations on the design and planning of waste collection systems. In particular, advances are being made in the development of mathematical models and tools that support waste collection and management.

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To tackle this challenge, the investigation “Design and planning of a solid waste collection system for rural households,” which is funded by Fondecyt, proposes a new solution for the particular situation of the Chiloé and Palena provinces.

“The problem under study cannot be handled by existing models; therefore we propose an innovative, integrative approach for undertaking the design of solid residential waste collection across an archipelago using a barge,” explains Dr. Carola Blázquez, investigator at the Department of Engineering Sciences of the Faculty of Engineering, Universidad Andrés Bello.

“The main goal of this project is to develop mathematical tools that can efficiently determine designs and planning”, adds Dr. Blázquez.

The project, in which Dr. Pablo Miranda from the Pontificia Universidad Católica de Valparaíso also participates, proposes representing this problem through a model of mixed integer linear programming. The goal is to minimize operating costs and system inversions, optimize the points and frequency of collection for every island, and to create system collection routes.

According to Dr. Blázquez, the proposed methodology is subject to a maximum period of time between consecutive visits at each collection point, with the aim of reducing population and environmental exposure to wastes. The methodology must also comply with environmental restrictions and regulations. Moreover, this investigation is evaluating two strategies for system operation, one in which a waste compactor is located onboard the barge and another in which the barge transports waste containers.

Finally, another goal of the project is to implement a geographic information system (GIS) to facilitate decision making and assist in the visualization and analysis of the proposed methodologies and project results.

 

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Dr. Andrés Bronfman: Hacia la reducción de los riesgos en el transporte de materiales peligrosos

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Uno de los objetivos principales del transporte de carga es reducir los costos. Sin embargo, existe cierto tipo de insumos que obligan a tomar en cuenta un elemento adicional: la minimización del riesgo. Se trata del transporte de Materiales Peligrosos (MP), que involucra productos inflamables, corrosivos, explosivos o venenosos, y que generan riesgos para la población y el medio ambiente.

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“La magnitud de los peligros dependerán del tamaño y densidad poblacional de la ciudad, su nivel de industrialización y el tipo de material transportado”, explica Andrés Bronfman, investigador del Centro de Transporte y Logística de la Universidad Andrés Bello (UNAB).

Aunque en las zonas urbanas es inevitable que la población pueda quedar expuesta, la mayor parte de ésta puede ser evacuada rápidamente ante una emergencia. No obstante, esto no ocurre con la población vulnerable, aquella que se
concentra en grandes cantidades en superficies pequeñas, como edificios; o que tiene dificultades para evacuar, como hospitales, asilos o colegios. “Es razonable, cuando se diseñan rutas para este tipo de transporte, dedicar especial atención a estos puntos”, recalca.

Ése es el objetivo de la investigación “Transporte de materiales peligrosos en zonas urbanas”, y que busca establecer metodologías que permitan disminuir las situaciones de inseguridad a las que se expone la población más vulnerable.

El equipo de trabajo –en el que participan también los académicos de la UNAB, Armin Lüer y Germán Paredes, y el Doctor Vladimir Marianov de la Pontificia Universidad Católica de Chile– ha logrado desarrollar nuevos estimadores de riesgo y su aplicación al diseño de rutas en la Región Metropolitana.

“Estos estimadores evitan sobre o subestimar el peligro, representan de mejor manera los intereses públicos en el problema de diseño de rutas, y permiten la búsqueda de la equidad entre ambos elementos”, detalla el experto.

Asimismo, para problemas de gran tamaño lograron desarrollar formulaciones y algoritmos que los redujeron a un tamaño manejable. Así, en sólo segundos, pueden resolver la dificultad del transporte de materiales peligrosos entre distintos centros de oferta y demanda, disminuyendo el riesgo impuesto a aquellos colegios con más de mil estudiantes insertos en la Región Metropolitana.

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Reducing risks in the transport of hazardous materials

One of the principal objectives in the transport of cargo is to reduce costs. However, certain types of shipments require the consideration of an additional element: minimizing risk. This applies to the transport of hazardous materials, which include flammable, corrosive, explosive, or poisonous products that are dangerous for
people and the environment.

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“The degree of danger depends on the size and population density of a city, a city’s level of industrialization, and the material being transported,” explains Andrés Bronfman, investigator at Center of Logistics and Transport of the Faculty of Engineering, Universidad Andrés Bello.

Although exposure is inevitable in urban areas, much of the population can be quickly evacuated during an emergency. However, this is not the case with vulnerable subpopulations, or those in which a large amount of people are concentrated in small areas, such as in buildings, or when evacuation is difficult, such as with hospitals, nursing homes, and schools. “It is reasonable to give special attention to these points when designing routes for this type of transport,” emphasizes Bronfman.

This is the objective of the project entitled “The transport of hazardous materials in urban areas,” which aims to establish methodologies for decreasing the situations of uncertainty faced by the most vulnerable populations.

The research team, which includes Universidad Andrés Bello investigators Armin Lüer and Germán Paredes as well as Dr. Vladimir Marianov of the Pontificia Universidad Católica de Chile, has developed new risk estimators and determined how these can be applied in the design of transport routes in the Metropolitan Region.

“These estimators prevent the sub- or overestimation of danger, better represent public interests in route designs, and facilitate the search for a balance between these two elements”, details Bronfman.

Notably, the project developed manageable formulas and algorithms for largescale problems. Now, the difficulties of transporting hazardous materials between distinct points can be resolved in mere seconds, thus decreasing the risk of exposure for those schools with more than a thousand students in the Metropolitan Region.


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