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Estudio de las rutas de recogida
Estudio de las rutas de recogida
Esta parte de nuestro proyecto se centra a la modelización matemática de una hipotética red de rutas para la recogida selectiva de biorresiduos, y su posterior vermicompostaje, incluyendo la colocación del llamado quinto contenedor (contenedores urbanos de color marrón) y la recogida puerta a puerta (PaP).
Esta parte de nuestro proyecto se centra a la modelización matemática de una hipotética red de rutas para la recogida selectiva de biorresiduos, y su posterior vermicompostaje, incluyendo la colocación del llamado quinto contenedor (contenedores urbanos de color marrón) y la recogida puerta a puerta (PaP).
En el caso del quinto contenedor, se destinaría a la población en general que quisiera contribuir con su separación de manera desinteresada, tal y como ocurre actualmente con los residuos inorgánicos. En el caso de la recogida puerta a puerta sería para la ciudadanía, y los establecimientos comerciales, interesados en la separación remunerada de biorresiduos.
En el caso del quinto contenedor, se destinaría a la población en general que quisiera contribuir con su separación de manera desinteresada, tal y como ocurre actualmente con los residuos inorgánicos. En el caso de la recogida puerta a puerta sería para la ciudadanía, y los establecimientos comerciales, interesados en la separación remunerada de biorresiduos.
El quinto contenedor tiene color marrón, y está destinado a la recogida separada de biorresiduos.
Regiones coloreadas de un diagrama de Voronoi. Los puntos representan las distintas regiones en las que se reparte el espacio, y las líneas las fronteras entre dichas regiones.
En primer lugar, investigamos acerca de la técnica de modelización matemática que pudiera ser utilizada para localizar los contenedores marrones para biorresiduos lo más cerca de los ciudadanos posible. Se parte de la base de que cuanto más cerca tengamos los contenedores para reciclaje, mayor es el porcentaje de recuperación de residuos reciclables.
En primer lugar, investigamos acerca de la técnica de modelización matemática que pudiera ser utilizada para localizar los contenedores marrones para biorresiduos lo más cerca de los ciudadanos posible. Se parte de la base de que cuanto más cerca tengamos los contenedores para reciclaje, mayor es el porcentaje de recuperación de residuos reciclables.
Tras el pertinente debate, decidimos que esta modelización podría ser el diagrama de Voronoi, el cual divide un plano en regiones que tienen asignado un punto central. Su propósito es formar polígonos uniendo las líneas de manera que, a cada punto se le asigna la región formada por todo lo que está más cerca de él que de ningún otro. Éramos conocedores de este diagrama y su función debido a un proyecto del año anterior, en el cual aprendimos sobre su función y modo de utilización.
Tras el pertinente debate, decidimos que esta modelización podría ser el diagrama de Voronoi, el cual divide un plano en regiones que tienen asignado un punto central. Su propósito es formar polígonos uniendo las líneas de manera que, a cada punto se le asigna la región formada por todo lo que está más cerca de él que de ningún otro. Éramos conocedores de este diagrama y su función debido a un proyecto del año anterior, en el cual aprendimos sobre su función y modo de utilización.
Localización del quinto contenedor
Localización del quinto contenedor
Utilizamos un mapa mudo de nuestro pueblo proveniente del mapa geoespacial y de densidad de población editado por el Instituto de Estadística y Cartografía de Andalucía, tan solo para dividir el pueblo en áreas poligonales con el objetivo de trazar el diagrama sobre él. Para ello se debía de disponer de unos puntos centrales con los que trazar los polígonos de Voronoi. Nuestra solución fue crear polígonos urbanos cuya densidad de población fuese aproximadamente la misma (1000 habitantes) y situar dentro de ese área los centros de masa.
Utilizamos un mapa mudo de nuestro pueblo proveniente del mapa geoespacial y de densidad de población editado por el Instituto de Estadística y Cartografía de Andalucía, tan solo para dividir el pueblo en áreas poligonales con el objetivo de trazar el diagrama sobre él. Para ello se debía de disponer de unos puntos centrales con los que trazar los polígonos de Voronoi. Nuestra solución fue crear polígonos urbanos cuya densidad de población fuese aproximadamente la misma (1000 habitantes) y situar dentro de ese área los centros de masa.
Gracias a la aplicación Inkscape, trazamos el diagrama de Voronoi en formato digital, y luego lo plasmamos sobre un mapa de mayor escala (1:5000) mediante métodos rudimentarios pero efectivos. Con la ayuda de un proyector del centro, proyectamos la imagen ampliada sobre un mapa pegado en la pared. Sobre él proyectamos el Voronoi ya realizado y empezamos a marcar las líneas en él con escuadra y lápiz. Por último, lo marcamos con un rotulador.
Gracias a la aplicación Inkscape, trazamos el diagrama de Voronoi en formato digital, y luego lo plasmamos sobre un mapa de mayor escala (1:5000) mediante métodos rudimentarios pero efectivos. Con la ayuda de un proyector del centro, proyectamos la imagen ampliada sobre un mapa pegado en la pared. Sobre él proyectamos el Voronoi ya realizado y empezamos a marcar las líneas en él con escuadra y lápiz. Por último, lo marcamos con un rotulador.
Polígonos poblacionales y diagrama de Voronoi generado por Inkscape.
Rotulación de las fronteras de Voronoi para ubicar contenedores.
Nuestra hipótesis de trabajo es que la localización de los contenedores, debía coincidir con las líneas de las fronteras de Voronoi. Desde nuestro punto de vista, estas líneas son los lugares perfectos donde se deben ubicar los contenedores de reciclaje. Esto es debido a que colocando los contenedores sobre las fronteras de Voronoi, los ciudadanos tendrían acceso a múltiples puntos de recogida separada, los cuáles, además, serían compartidos entre dos regiones de Voronoi contiguas. De esta forma, en vez de recurrir a una disposición centrada en cada polígono urbano, se opta por una distribución periférica, que de alguna manera “rodee” al núcleo poblacional y lo incite a reciclar.
Nuestra hipótesis de trabajo es que la localización de los contenedores, debía coincidir con las líneas de las fronteras de Voronoi. Desde nuestro punto de vista, estas líneas son los lugares perfectos donde se deben ubicar los contenedores de reciclaje. Esto es debido a que colocando los contenedores sobre las fronteras de Voronoi, los ciudadanos tendrían acceso a múltiples puntos de recogida separada, los cuáles, además, serían compartidos entre dos regiones de Voronoi contiguas. De esta forma, en vez de recurrir a una disposición centrada en cada polígono urbano, se opta por una distribución periférica, que de alguna manera “rodee” al núcleo poblacional y lo incite a reciclar.
Ubicación propuesta para los contenedores marrones de recogida separada de biorresiduos sobre un mapa 1:5000.
Rutas Puerta a Puerta (PaP)
Rutas Puerta a Puerta (PaP)
Como ya se ha comentado, nuestra hipotética empresa propone la recogida separada remunerada de biorresiduos, por lo que se hace necesaria una red de rutas para usuarios registrados a través de la página web.
Como ya se ha comentado, nuestra hipotética empresa propone la recogida separada remunerada de biorresiduos, por lo que se hace necesaria una red de rutas para usuarios registrados a través de la página web.
Especial atención nos merecen los establecimientos que generan de forma continua materia orgánica reciclable, debido a su actividad económica, tales como restaurantes, fruterías, hoteles, comedores públicos y las grandes superficies que hay en el pueblo. Para todos estos potenciales usuarios se diseñaron cuatro posibles rutas.
Especial atención nos merecen los establecimientos que generan de forma continua materia orgánica reciclable, debido a su actividad económica, tales como restaurantes, fruterías, hoteles, comedores públicos y las grandes superficies que hay en el pueblo. Para todos estos potenciales usuarios se diseñaron cuatro posibles rutas.
Cálculo de distancias y análisis grafo.
Ubicación sobre los mapas de las rutas para cada tipo de establecimiento.
Para la selección de los principales establecimientos de restauración y servicios de nuestra localidad hemos consultado la plataforma online Tripadvisor, que recoge millones de opiniones relacionadas con negocios de la localidad. Una vez recopilada toda esta información la plasmamos en un mapa a escala 1:5.000, para tener recogido dichas localizaciones de manera gráfica. Para hacer todo eso empleamos los materiales necesarios. Marcamos todas las ubicaciones en el mapa, distinguiendo por colores los distintos locales. Posteriormente hicimos una leyenda para distinguir todos los puntos por colores, asociando el rojo para los restaurantes, el amarillo para las fruterías, el azul para los hoteles, el verde para los comedores y el naranja para las zonas comerciales. Una vez finalizado el mapa, creamos un proyecto en Google Earth, en el que fuimos ubicando todos estos locales creando el correspondiente icono a cada uno junto a su debido color. Además, escribimos el nombre de cada negocio para tener una mayor visibilidad y poder trabajar de una manera más eficiente.
Para la selección de los principales establecimientos de restauración y servicios de nuestra localidad hemos consultado la plataforma online Tripadvisor, que recoge millones de opiniones relacionadas con negocios de la localidad. Una vez recopilada toda esta información la plasmamos en un mapa a escala 1:5.000, para tener recogido dichas localizaciones de manera gráfica. Para hacer todo eso empleamos los materiales necesarios. Marcamos todas las ubicaciones en el mapa, distinguiendo por colores los distintos locales. Posteriormente hicimos una leyenda para distinguir todos los puntos por colores, asociando el rojo para los restaurantes, el amarillo para las fruterías, el azul para los hoteles, el verde para los comedores y el naranja para las zonas comerciales. Una vez finalizado el mapa, creamos un proyecto en Google Earth, en el que fuimos ubicando todos estos locales creando el correspondiente icono a cada uno junto a su debido color. Además, escribimos el nombre de cada negocio para tener una mayor visibilidad y poder trabajar de una manera más eficiente.
Ubicaciones en un proyecto Google Earth de todos los posibles establecimientos potencialmente usuarios del sistema de recogida PaP en Osuna (Sevilla).
Con toda la información descrita en el punto anterior, nuestro objetivo era trazar las rutas más óptimas de recogida separada de biorresiduos por el método de puerta a puerta, es decir, retirar de los propios establecimientos los residuos que estuvieran dispuestos a proporcionarnos a cambio de un retorno económico. Para ello se aplicaron dos procedimientos muy comunes en modelización matemática: “Carga-Distancia” y “Problema del viajante”.
Con toda la información descrita en el punto anterior, nuestro objetivo era trazar las rutas más óptimas de recogida separada de biorresiduos por el método de puerta a puerta, es decir, retirar de los propios establecimientos los residuos que estuvieran dispuestos a proporcionarnos a cambio de un retorno económico. Para ello se aplicaron dos procedimientos muy comunes en modelización matemática: “Carga-Distancia” y “Problema del viajante”.
Así pues, para el primer método se requería conocer las distancias entre los distintos puntos entre sí, por lo que creamos una hoja de cálculo Excel en la que fuimos recogiendo las distancias en metros entre los distintos puntos de recogida organizados en cuatro categorías. Para ello, nos era necesario usar la aplicación Google Maps, donde nos indicaría la distancia teniendo en cuenta el sentido de las calles, anchura o cualquier otro posible inconveniente. Tras conocer las distancias nos dispusimos a trasladarlas a la hoja de cálculo en la cual habíamos empleado una matriz y de esta manera tener toda la información agrupada y guardada.
Así pues, para el primer método se requería conocer las distancias entre los distintos puntos entre sí, por lo que creamos una hoja de cálculo Excel en la que fuimos recogiendo las distancias en metros entre los distintos puntos de recogida organizados en cuatro categorías. Para ello, nos era necesario usar la aplicación Google Maps, donde nos indicaría la distancia teniendo en cuenta el sentido de las calles, anchura o cualquier otro posible inconveniente. Tras conocer las distancias nos dispusimos a trasladarlas a la hoja de cálculo en la cual habíamos empleado una matriz y de esta manera tener toda la información agrupada y guardada.
Matriz de distancias para restaurantes y bares.
Grafo para ruta de hoteles y comedores públicos.
Rutas eficientes para fruterías.
Por otro lado, era necesario saber cuál iba a ser la ruta que debería recorrer el hipotético camión cada uno de los días de recogida. Para ello dispusimos de la aplicación Graph online. Con esto podríamos conseguir la ruta más eficiente y corta en el menor tiempo posible. Dicha aplicación nos permite crear un grafo, es decir, un conjunto de objetos, llamados vértices o nodos, unidos por enlaces llamados aristas o arcos, que permiten representar relaciones binarias entre elementos de un conjunto. Es decir, una representación donde nosotros usamos los vértices para poner cada local, y las aristas para colocar su distancia.
Por otro lado, era necesario saber cuál iba a ser la ruta que debería recorrer el hipotético camión cada uno de los días de recogida. Para ello dispusimos de la aplicación Graph online. Con esto podríamos conseguir la ruta más eficiente y corta en el menor tiempo posible. Dicha aplicación nos permite crear un grafo, es decir, un conjunto de objetos, llamados vértices o nodos, unidos por enlaces llamados aristas o arcos, que permiten representar relaciones binarias entre elementos de un conjunto. Es decir, una representación donde nosotros usamos los vértices para poner cada local, y las aristas para colocar su distancia.
Teniendo todo esto en cuenta, usamos otra aplicación que ya tendría en cuenta los sentidos de las calles sin que el camión tenga que transitar por lugares prohibidos. Esta aplicación se llama RouteXL, en la cual teníamos que buscar la ubicación de cada negocio para que nos diera el recorrido más eficiente. Dicha aplicación nos crea la trayectoria. Tras esto ya solo quedaría plasmarlo en un mapa, por lo que empleamos los correspondientes mapas a escala 1:5.000 que se han ido nombrando, para que fuera igual que el usado al principio.
Teniendo todo esto en cuenta, usamos otra aplicación que ya tendría en cuenta los sentidos de las calles sin que el camión tenga que transitar por lugares prohibidos. Esta aplicación se llama RouteXL, en la cual teníamos que buscar la ubicación de cada negocio para que nos diera el recorrido más eficiente. Dicha aplicación nos crea la trayectoria. Tras esto ya solo quedaría plasmarlo en un mapa, por lo que empleamos los correspondientes mapas a escala 1:5.000 que se han ido nombrando, para que fuera igual que el usado al principio.
Mapas escala 1:5000 realizados para las cuatro rutas de establecimientos comerciales susceptibles de ser posibles usuarios de nuestro sistema de recogida remunerada.
En el proceso de análisis, nos dimos cuenta de que hacer la recogida en un solo día era inviable, ya que emplearíamos mucho tiempo y necesitaríamos un camión con un espacio de almacenamiento demasiado grande para las calles del pueblo. Debido a ello decidimos separar las rutas por días más probables de recogida, aunque PUDIERAN SER MÁS, DEPENDIENDO DEL VOLUMEN DE RESIDUOS GENERADOS. Para ello ejecutamos una búsqueda de información que nos dijera cuáles serían los mejores días para cada ruta, dividiéndose así en cuatro:
En el proceso de análisis, nos dimos cuenta de que hacer la recogida en un solo día era inviable, ya que emplearíamos mucho tiempo y necesitaríamos un camión con un espacio de almacenamiento demasiado grande para las calles del pueblo. Debido a ello decidimos separar las rutas por días más probables de recogida, aunque PUDIERAN SER MÁS, DEPENDIENDO DEL VOLUMEN DE RESIDUOS GENERADOS. Para ello ejecutamos una búsqueda de información que nos dijera cuáles serían los mejores días para cada ruta, dividiéndose así en cuatro:
- Lunes para bares y restaurantes: puesto que estos negocios suelen ser muy visitados durante el fin de semana, lo que supondría una mayor acumulación de materia orgánica y que posteriormente sería recogida.
- Martes para fruterías: para disponer de material con gran contenido en agua para mezclarlo con restos de alimentos de cocina del lunes.
- Jueves para hoteles y comedores: esta distribución también tiene un significado, pues la mayor cantidad de huéspedes suelen entrar los viernes, por lo que los hoteles desecharían todos los residuos de la semana el jueves y así poder reponer los alimentos.
- Viernes para zonas comerciales: esto se debe a que en su mayoría los supermercados suelen rebajar sus productos frescos dicho día por la noche y así de esta manera reponer los productos nuevos el sábado por la mañana y asegurarse de que tengan una calidad óptima
Pincha sobre la imagen para ver una vídeoexplicación de las conclusiones más importantes del trabajo.
Científicas
Científicas
- Se ha conseguido validar un modelo matemático basado en los diagramas de Voronoi para la ubicación de contenedores de recogida separada de biorresiduos.
- Se ha establecido un conjunto de rutas semanales de recogida puerta a puerta, que retiraría gran parte de los biorresiduos del pueblo y los pondría en valor.
- Se ha propuesto un modelo de empresa, a través del marco de cooperativa de carácter social, que consiga beneficios económicos con los que premiar a la ciudadanía por su implicación medioambiental.
Personales
Personales
- Además, gracias a este trabajo hemos podido aprender sobre muchos aspectos, los cuales, sin ninguna duda, nos servirán en nuestro futuro académico, como la preparación de un proyecto de investigación, y, además, como alumnos del bachillerato de ciencias, somos conscientes de que todo ello nos beneficiará.
- Además, nos ha ayudado a concienciarnos mejor sobre la necesidad de actuar de inmediato para poder mejorar nuestro planeta, o por lo menos no seguir empeorándolo.
- También hemos asimilado la importancia del quinto contenedor para obtener restos orgánicos de una forma más efectiva, y a darle provecho a estos mediante, por ejemplo, el vermicompostaje, dado que nos ayuda a convertir estos restos en algo productivo, como por ejemplo abono para las plantas que favorezca su crecimiento. Entendiendo que vale la pena soportar un coste superior por el beneficio de la comunidad y del planeta.
- Por otro lado, el proyecto no solo nos sirve como aprendizaje, sino que también nos ayuda a concienciar a nuestro entorno acerca de la importancia del reciclaje y del uso de los desechos.
- Es importante recalcar que hemos obtenido conciencia de que la disposición de los contenedores es un tema importante, ya que los seres humanos somos “perezosos” y todo lo que facilite el trabajo o nos estimule, como la cercanía de los contenedores o la remuneración económica, nos hará más fácil conseguir nuestro objetivo.
- Para finalizar, nos gustaría resaltar el tiempo y esfuerzo que hemos empleado para llevar a cabo este proyecto, ya que entendemos que es importante y que es nuestra responsabilidad como seres que habitan en este planeta promover iniciativas que mejoren el medioambiente.
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