Diagnóstico y diseño de propuestas de gestión mediante programación lineal

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE GUAYANA

VICERRECTORADO ACADÉMICO

COORDINACIÓN GENERAL DE PREGRADO

PROYECTO DE CARRERA: INGENIERIA INDUSTRIAL

INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES

DIAGNÓSTICO Y DISEÑO DE PROPUESTAS DE GESTIÓN MEDIANTE PROGRAMACIÓN LINEAL - PROGRAMA DE GESTIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS - CIUDAD BOLÍVAR, VENEZUELA

Profesora: Mayianny Guevara                                                              Alumnos:          

Josep Rivero

Yofri González

Josiris Rivero

Ciudad Guayana, 12 de julio de 2025

Resumen.  

Actualmente, la población mundial, según la ONU, se estima en 7.000 millones, con un aumento proyectado de mil millones en los próximos 12 años. Este crecimiento impulsa la necesidad de ampliar la infraestructura en industria, comercio, vivienda y transporte, generando grandes cantidades de residuos sólidos (RS), incluyendo los residuos de construcción y demolición (RCD). En Ciudad Bolívar, Venezuela, una ciudad en desarrollo y capital del estado Bolívar, la gestión inadecuada de estos residuos representa un desafío ambiental significativo. Este estudio propone un diagnóstico y diseño de estrategias de gestión utilizando programación lineal para optimizar la ubicación de escombreras en las parroquias de Ciudad Bolívar, con el objetivo de mejorar la gestión de RCD y reducir la dependencia de vertederos. La propuesta se fundamenta en la falta de mecanismos efectivos por parte de las entidades gubernamentales para analizar y mitigar los impactos ambientales de los RCD.

Palabras clave: Gestión, Propuesta, Escombros, Ciudad Bolívar, Reutilización.  

Abstract.

The global population, according to the UN, is estimated at 7 billion, with a projected increase of one billion in the next 12 years. This growth drives the need to expand infrastructure in industry, commerce, housing, and transportation, generating large amounts of solid waste (SW), including construction and demolition waste (CDW). In Ciudad Bolívar, Venezuela, a developing city and the capital of Bolívar State, inadequate management of these wastes poses a significant environmental challenge. This study proposes a diagnosis and design of management strategies using linear programming to optimize the location of debris disposal sites across the city’s parishes, aiming to improve CDW management and reduce the need for landfills. The proposal addresses the lack of effective mechanisms by government entities to analyze and mitigate the environmental impacts of CDW.

Keywords: Management, Proposal, Debris, Ciudad Bolívar, Reuse.

Introducción

El crecimiento demográfico y la urbanización en ciudades como Ciudad Bolívar, Venezuela, han incrementado la producción de residuos sólidos (RS), especialmente los residuos de construcción y demolición (RCD). La gestión inadecuada de estos residuos genera impactos ambientales negativos, afectando la calidad de vida y el medio ambiente. En respuesta a esta problemática, se propone un enfoque basado en la programación lineal para optimizar la ubicación de escombreras en las parroquias de Ciudad Bolívar, con el fin de mejorar la gestión de RCD y reducir la necesidad de vertederos.  

Este estudio toma inspiración de iniciativas internacionales de gestión de residuos y las adapta al contexto local de Ciudad Bolívar. A través de un diagnóstico detallado y el diseño de estrategias de gestión, se busca minimizar los impactos ambientales y promover prácticas sostenibles en la ciudad.

Marco Teórico

La gestión de residuos sólidos en Venezuela está regulada por la Ley de Gestión Integral de la Basura (2010), que promueve la reducción, reutilización y reciclaje de residuos. Sin embargo, su implementación enfrenta desafíos en ciudades como Ciudad Bolívar debido a la falta de infraestructura adecuada y mecanismos de control efectivos.  

Los RCD son residuos inertes generados en actividades de construcción, demolición y renovación, con un alto potencial de reutilización. En Venezuela, el crecimiento urbanístico, especialmente en ciudades como Ciudad Bolívar, ha aumentado la generación de RCD, lo que requiere estrategias innovadoras para su manejo.  

La programación lineal (PL) es una herramienta matemática que permite optimizar recursos bajo restricciones específicas. En este estudio, se emplea para determinar la ubicación óptima de escombreras en Ciudad Bolívar, maximizando la cobertura de las parroquias y minimizando el número de sitios de disposición.

Metodología

Se utilizó un enfoque de investigación para analizar la gestión de RCD en Ciudad Bolívar. Se recolectó información sobre la generación de residuos y la infraestructura existente a través de documentos oficiales y observaciones de sitios de disposición.  

Se empleó la programación lineal entera para modelar la ubicación óptima de escombreras en las parroquias de Ciudad Bolívar. El modelo busca maximizar la cobertura de las parroquias con el menor número de escombreras, considerando las relaciones de vecindad entre ellas.  

Mapa de Ciudad Bolívar

Ciudad Bolívar está dividida en varias parroquias urbanas y suburbanas. Para este estudio, se consideraron las siguientes ubicadas en el municipio Heres:  

1. Catedral.

2. Agua Salada.  

3. La Sabanita.  

4. Marhuanta.  

5. Vista Hermosa.  

6. José Antonio Páez.  

7. Zea.  

8. Orinoco.  

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Se formuló un modelo de programación lineal con una función objetivo que maximiza la cobertura de las parroquias y restricciones basadas en la vecindad de cada parroquia.  

1. Función Objetivo:

Max Z = x₁ + x₂ + x₃ + x₄ + x₅ + x₆ + x₇ + x₈  

1. Restricciones:  

Las restricciones aseguran que cada parroquia esté cubierta por al menos una escombrera en su área o en una parroquia vecina. Ejemplos de restricciones basadas en vecindad hipotética:  

- Para Catedral (x₁): x₁ + x₂ + x₃ ≤ 1  

- Para Agua Salada (x₂): x₂ + x₁ + x₄ ≤ 1  

- Para La Sabanita (x₃): x₃ + x₁ + x₄ + x₅ ≤ 1  

- Para Marhuanta (x₄): x₄ + x₂ + x₃ + x₅ ≤ 1  

- Para Vista Hermosa (x₅): x₅ + x₃ + x₄ + x₆ ≤ 1  

- Para José Antonio Páez (x₆): x₆ + x₅ + x₇ ≤ 1  

- Para Zea (x₇): x₇ + x₆ + x₈ ≤ 1  

- Para Orinoco (x₈): x₈ + x₇ ≤ 1  

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