1

Grupo de Valoración y Decisión Multicriterio

Universidad Politécnica de Valencia (España)

www.valoracionmulticriterio.upv.es

Localización de plantas de tratamiento de residuos sólidos

urbanos.

Aragonés-Beltrán, P., Pastor-Ferrando, J.P, García-García, F.

Pascual-Agulló, A.

INTRODUCCIÓN

• El próposito de una Planta Municipal de Tratamiento de Residuos

Sólidos Urbanos es el reciclaje y la transformación de la mayor

cantidad residuos en materiales reutilizables.

• Este tipo de instalaciones pertenecen al grupo de las instalaciones no

deseables.

• La localización de este tipo de plantas presenta dos graves problemas

(Lober, 1995):

• i) Oposición social, NIMBY (not in my back yard) (Colebrook and

Sicilia, 2007);

• ii) Gran cantidad de datos y variables, tanto de naturaleza social como

medioambiental a tener en consideración con el fin de seleccionar la

localización que ocasione las mínimas molestias, la mayor eficiencia y

mayor aceptación social.

2

INTRODUCCION

• El propio funcionamiento de la planta puede generar una serie

de problemas en su entorno más inmediato:

• Malos olores, ruido, basura sólida y aguas residuales.

• Tráfico de vehículos: recogida de basura y traslado al

vertedero del material no reciclable

3

INTRODUCCION

• Los factores limitantes en la fase de preselección del lugar

donde instalar la planta son tres:

• Se requiere un solar muy grande (unas 15 hectáreas),

• Potencia eléctrica (entre 6-8 Mw),

• Se requiere una planta de tratamiento de aguas para

depurar el agua resultante de los procesos de la planta de

reciclaje.

4

INTRODUCCION

• El problema de la localización de instalaciones no deseadas ha sido

estudiado profusamente en la literatura científica (Hale and Moberg,

2003).

• Los modelos matemáticos para resolver el problema han ido

evolucionando desde modelos unicriterio hasta modelos multicriterio

que incluyen en el análisis criterios que pueden estar enfrentados.

• Se han propuesto diversas herramientas para la toma de decisiones

multicriterio (MCDM) que permiten resolver este tipo de problemas:

• Metodología multiobjetivo, ien la cual el conjunto de alternativas

posibles se considera infinito.

• Técnicas de decisión multicriterio (MCDA), que consideran un conjunto

finito y relativamente pequeño de alternativas, si bien el número de

criterios utilizados puede ser elevado.

5

INTRODUCCION• Diversas técnicas de análisis multicriterio (MCDA) se han empleado en la toma de

decisiones relacionadas con la gestión de residuos sólidos urbanos:

6

Application Author Technique

Selection of an optimal landfill site (Cheng et al.,

2003)

Simple weighted addition method, weighted product

method, TOPSIS, cooperative game theory and

ELECTRE, Inexact mixed integer linear

programming

Selection of potential locations of

recycling plants for treatment of waste

electrical and electronic equipment

Queiruga et al

(2008)

PROMETHEE

Site selection for sustainable on-site

sewage effluent disposal

Khalil et al.

(2004)

Location of an incinerator and a

facility to store ashes and other wastes

Norese (2006) ELECTRE

Facility location and plant location Yong (2006)

Chu (2002a,

2002b)

TOPSIS

Landfill sitting (Chang et al.,

2008).

Other techniques combining GIS and fuzzy

multicriteria decision-making

INTRODUCCION• AHP/ANP se han empleado en la toma de decisiones relacionadas con la gestión de

residuos sólidos urbanos :

7

Application Author Technique

Ranking potential MSW landfill areas Gemitzi et al. (2007), Kontos et al.

(2003), Sener et al. (2006)

AHP

Site selection of limestone quarry

operations

Dey and Ramcharan (2008)

Landfill site selection. Wang et al. (2009) AHP combined with spatial

information technologies

Solid waste transshipment site

selection

Oenuet and Soner (2008) AHP and TOPSIS

Selection of an appropriate MSW

disposal method

Khan and Faisal (2008) ANP

Landfill site selection. Banar et al.(2007)

Locating undesirable facilities Tuzkaya et al. (2008)

OBJECTIVO DEL ESTUDIO

• En el trabajo realizado para el EMTRE (Entidad

Metropolitana de Tratamiento de Residuos) presentamos

una nueva metodología para localizar plantas de

tratamiento de residuos. El método se basa en la

metodología ANP (Saaty, 1996, 2001, 2005).

• Se trataba de elegir el emplazamiento de una planta de

tratamiento de residuos sólidos urbanos con capacidad

para 247,000 MT/ al año

8

OBJECTIVO DEL ESTUDIO

• EMTRE gestiona los residuos sólidos

urbanos de la ciudad de Valencia y 44

municipios del área metropolitana.

• Población: 1.500.000.

• 700.000 toneladas de residuos sólidos al año

(1.24 Kg por día y persona).

• En el momento de la realización del trabajo

funcionaba una planta de tratamiento, que

estaba siendo ampliada, y una nueva

entraría en funcionamiento en breve.

• Existe un gran vertedero en Dos Aguas.

• Es necesaria la construcción de una tercera

planta.

9

PROCESO DE TOMA DE DECISIONES

Formulacion del problemaAnalisis de las etapas del proyecto

para localizar el emplazamiento

idóneo de la planta de tratamiento de

resíduos sólidos urbanos

Criterios

Especificacion de los

emplazamientos alternativos

Identification de los criterios y Analisis

Clasificacion de los criterios

Modelización del problema

decisional

AHP Hierarchy Model

ANP Network Model

AHP

Priorizacion

ANP

Priorizacion

Conclusiones

A

N

A

L

i

S

I

S

S

Y

N

T

H

E

S

I

S

EVALUATION 10

• El trabajo fue desarrollado conjuntamente por:

• Dos ingenieros (que actuaron como Decisores expertos),

propuestos por la Dirección General del EMTRE

• El equipo de la UPV, como equipo de análisis y

facilitadores (expertos en la metodología).

• Los dos técnicos del EMTRE actuaron como único centro

decisor, por consenso. Eran los responsables de elaborar el

informe aconsejando a la Dirección acreca del mejpr

emplazamiento para la planta.

EL CENTRO DECISOR

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• Punto 1.- Formulación del Problema.

Emplazamiento de una planta de tratamiento de residuos sólidos

urbanos con capacidad para 247,000 T/año en el Área Metropolitana

de Valencia.

• Punto 2.- Identificacion de emplazamientos potenciales.

Tras un estudio exhaustivo (requisitos legales : zona industrial, sin

riesgo de inundación, tipología de suelo etc. + tamaño de la planta), se

seleccionaron seis alternativas A, B, C, D, E y F.

• Punto 3.- Identificacion y agrupación de los criterios a

considerar para tomar la decisión.

Se identificaron 21 criterios, en base a la revisión bibliográfica y los

conocimientos de los DM.

FASE 1: ANÁLISIS DEL PROBLEMA

12

Punto 2.- Identificacion de emplazamientospotenciales.

13

Punto 3.- Identificacion y agrupación de los criterios a valorar

GROUP CRITERIA ALT

PLANT

EXPLOITATION

COSTS

C1. Distance to E.D.A.R.

A

B

C

D

E

F

C2. Distance to another MSW plant

C3. Distance to landfill

C4. Municipalities and waste volume

FACILITIES AND

INFRASTRUCTURES

C5. Accesses

C6. Water

C7. Runoff and sewage systems

C8. Power

C9. Roads

ENVIRONMENTAL

ISSUES

C10. Water sources

C11. Visual impact

C12. Community affected by smells

C.13. Topography

C14. Cattle ways

C15. Archaeological sites

C16. Flood areas

C 17. Protected areas

LEGAL

REQUIREMENTS

C18. Land planning

C19. Facilities and infrastructures

C20. Environmental issues

C21. Nearby municipalities

14

No se tuviero en cuenta como criterio la oposición social,

puesto que se partió e la base de que TODAS las alternativas

generarían una oposición similar en los municipios afectados

Punto 3.- Identificacion y agrupación de los criterios a valorar

15

FASE 2.- SINTESIS

• En esta fase se ponderan los criterios; luego se valora

cada alternativa en relación a cada criterio; finamente se

obtiene la priorización de alternativas.

• Se utilizaron dos meétodos: AHP y ANP.

• En este caso, AHP se puede considerar un caso especial de

ANP

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RESULTADOS CON AHP

ALTERNATIVESAHP

PRIORITY

B 0.219

E 0.218

F 0.213

C 0.153

D 0.118

A 0.079

CRITERIA AHP

C3.- distance to landfill 0.149

C10.- water sources 0.123

C15.- archaeological sites 0.096

C16.- flood areas 0.091

C18.- land planning 0.090

C19.- infrastructures 0.084

C20.- environment 0.084

C4.- municipalities and waste volume 0.050

C17.- protected areas 0.045

C12.- community affected by smells 0.037

C14.- cattle ways 0.028

C9.- roads 0.026

C5.- accesses 0.024

C2.- distance to another plant 0.021

C21.-nearby municipalities 0.011

C11.- visual impact 0.010

C1.- distance to EDAR 0.010

C13.- topography 0.009

C7.- runoff and sewage systems 0.008

C6.- water 0.003

C8.- power 0.002

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

B

E

F

C

D

A

AHP PRIORITY

17

1 . DETERMINATION OF THE NETWORK

1.1.- Identification of clusters and elements

1.2.- Analysis of the influences among the Network elements by the Influence

Matrix.

2. DETERMINATION OF ELEMENT AND CLUSTER PRIORITIES

2.1.- Calculation of priorities among elements. Generation of the Unweighted

Supermatrix.

2.2,. Calculation of priorities among criterion clusters that affect other clusters.

Generation of the Weighted Supermatrix.

3. CALCULATION OF THE LIMIT MATRIX AND RESULTING

PRIORITIZATION

Calculation of the Limit Matrix. The resulting values indicate the element weights.

PASOS CON ANP

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MODELO ANP. Matriz de influencias

MODELO ANP. Matriz de influencias

MODELO ANP. SUPERMATRIX NO PONDERADA

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MODELO ANP. PRIORIDADES ENTRE CLUSTERS

22

MODELO ANP. SUPERMATRIX PONDERADA

23

MODELO ANP. RESULTADOS

Alternativas Criterios

ALTERNATIVESANP

PRIORITY

F 0.252

B 0.232

E 0.195

D 0.116

A 0.103

C 0.101

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

F

B

E

D

A

C

ANP PRIORITY

FASE 3: EVALUACION DE RESULTADOSPRIORIZACIÓN DE LOS EMPLAZAMIENTOS

ALTERNATIVESAHP

PRIORITYRANKING

ANP

PRIORITYALTERNATIVES

B 0.219 1 0.252 F

E 0.218 2 0.232 B

F 0.213 3 0.195 E

C 0.153 4 0.116 D

D 0.118 5 0.103 A

A 0.079 6 0.101 C

• Hay diferencias notables entre los dos modelos de decisión.

• En ANP las prioridades asignadas a las alternativas F, B y E difieren

sensiblemente.

• Con AHP se obtienen resultados similares para las alternativas B, E y F.

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FASE 3: EVALUACION DE RESULTADOSPRIORIDADES DE LAS LOCALIZACIONES

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

F

B

E

D

A

C

ANP PRIORITY

AHP PRIORITY

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FASE 3: EVALUACION DE RESULTADOSPRIORITIES OF CRITERIA

CRITERIA AHP ANP CRITERIA

C3.- distance to landfill 0.149 0.110 C20.- environment

C10.- water sources 0.123 0.085 C19.- infrastructures

C15.- archaeological sites 0.096 0.071 C15.- archaeological sites

C16.- flood areas 0.091 0.067 C21.-nearby municipalities

C18.- land planning 0.090 0.061 C17.- protected areas

C19.- infrastructures 0.084 0.056 C16.- flood areas

C20.- environment 0.084 0.056 C10.- water sources

C4.- municipalities and waste volume 0.050 0.054 C3.- distance to landfill

C17.- protected areas 0.045 0.051 C5.- accesses

C12.- community affected by smells 0.037 0.047 C12.- community affected by smells

C14.- cattle ways 0.028 0.047 C2.- distance to another plant

C9.- roads 0.026 0.044 C7.- runoff and sewage system

C5.- accesses 0.024 0.039 C1.- distance to EDAR

C2.- distance to another plant 0.021 0.039 C11.- visual impact

C21.-nearby municipalities 0.011 0.038 C18.- land planning

C11.- visual impact 0.010 0.037 C4.- municipalities and waste volume

C1.- distance to EDAR 0.010 0.033 C13.- topography

C13.- topography 0.009 0.023 C9.- roads

C7.- runoff and sewage systems 0.008 0.018 C8.- power

C6.- water 0.003 0.018 C6.- water

C8.- power 0.002 0.006 C14.- cattle ways

CONCLUSIONES

Estudio de un caso real: Problema medioambiental muy relevante.

El modelo ANP es más complejo que el AHP.

Ventajas de la metodología

Reflexión profunda sobre el problema

Plasma en papel el conocimiento de los expertos

Fácil comprensión de la metodología: comparaciones pareadas

Índice de consistencia: examina congruencia de los expertos

Fácil trazabilidad

Justificación clara (metodología, criterios, ponderaciones) de la idecisión

tomada.

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Grupo de Valoración y Decisión Multicriterio

Universidad Politécnica de Valencia (España)

www.valoracionmulticriterio.upv.es

LOCATION OF A MUNICIPAL SOLID WASTE PLANT IN THE

MATROPOLITAN AREA OF VALENCIA (SPAIN) USING AN ANP MODEL

Aragonés-Beltrán, P., Pastor-Ferrando, J.P, García-García, F.

Pascual-Agulló, A.