Gestión de un vertedero de resíduos
Basado en un modelo de simulación con Vensim
Mario G. Pérez
Este trabajo se basa en la creación de un Modelo de Simulación Dinámica para el cumplimiento de una condición preestablecida en la aplicación de una tecnología.
La reforma efectuada a la Constitución Argentina en 1994 incorpora en su artículo 41, relativo a la protección del medioambiente, el concepto de presupuesto mínimo, sin definirlo.
Durante casi 10 años tal indefinición generó diversas discusiones, hasta que, a fines de 2002, se promulgó la Ley 25675, General del Ambiente, que establece, en su artículo 6º "se entiende por presupuesto mínimo a toda norma que concede una tutela ambiental uniforme o común para todo el territorio nacional, y tiene por objeto imponer condiciones necesarias para asegurar la protección ambiental. En su contenido, debe prever las condiciones necesarias para garantizar la dinámica de los sistemas ecológicos, mantener su capacidad de carga y en general, asegurar la preservación ambiental y el desarrollo sustentable".
Queda entonces explícito en el texto que un presupuesto mínimo, a la hora de ser definido, no es un simple valor nacido de un análisis de tipo estático, sino que debe prever la evolución temporal de los sistemas a proteger.
Es posible entonces prever un importante papel para los modelos de simulación dinámica en la elaboración de presupuestos mínimos.
A modo de ejemplo, se ha elaborado un modelo simple, con fines docentes, que simula el desarrollo de altura de un vertedero (relleno sanitario) limitado por una altura máxima permitida, que sería en este caso el presupuesto mínimo establecido por ley.
Estructura del modelo de simulación:
Partiendo de un área inicial, en la cual se procede a disponer y compactar los residuos, el modelo simula los aumentos de peso y de nivel sobre dicha área. Al nivel Peso acumulado, ingresan los flujos de residuos, cobertura y lluvia, todos ellos medidos en ton/mes.
La altura máxima permitida es el parámetro de control. La altura alcanzada por los residuos (altura resid) no debe superar una cierta fracción de altura máxima, razón por la que, alcanzado ese valor se interrumpe la disposición de residuos y se habilita la colocación de material de cobertura. Dicha colocación se interrumpe cuando la altura total acumulada sobre el área, suma de altura resid y altura cobertura, se iguala a Máx altura permitida.
En ese momento se debería habilitar un nuevo nivel, es decir, reiniciar la disposición de residuos sobre la capa de cobertura.
La variable Densidad residuos compact permite calcular, junto con Area inicial, la altura
de la capa de residuos dispuestos, y, del mismo modo, Densidad cobertura permite hacerlo con la capa de cobertura.
Las variables Cubrir y Habilitar nuevo nivel, que adoptan valores 0 o 1 según que la altura del vertedero alcance o no los valores preestablecidos, controlan la interrupción del agregado de residuos y el comienzo y final de la colocación de cobertura.
Según Wikipedia la dinámica de sistemas es una técnica para analizar y modelar el comportamiento temporal en entornos complejos. Se basa en la identificación de los bucles de realimentación entre los elementos, y también en las demoras en la información y materiales dentro del sistema. Lo que hace diferente este enfoque de otros usados para estudiar sistemas complejos es el análisis de los efectos de los bucles o ciclos de realimentación, en términos de flujos y depósitos adyacentes. De esta manera se puede estructurar a través de modelos matemáticos la dinámica del comportamiento de estos sistemas. La simulación de estos modelos actualmente se puede realizar con ayuda de programas computacionales específicos.
Originalmente desarrollada en 1950 para ayudar a los administradores de empresas a mejorar su comprensión de los procesos industriales, actualmente se usa en el sector público y privado para el análisis y diseño de políticas. Fue creada a principios en la década de 1960 por Jay Forrester de la MIT Sloan School of Management del Massachusetts Institute of Technology) con la creación del MIT System Dynamics Group.
Los modelos de simulación con Dinámica de Sistemas tienen aplicaciones en prácticamente todas las áreas del conocimiento como podemos observar en los numerosos artículos publicados en los congresos anuales de la System Dynamics Society. Se trata de una potente herramienta para:
Enseñar a los reflejos del sistema de pensamiento de las personas que está siendo entrenado.
Analizar y comparar los supuestos y modelos mentales acerca de cómo funcionan las cosas.
Obtener una visión cualitativa sobre el funcionamiento de un sistema o las consecuencias de una decisión.
Reconocer arquetipos de sistemas disfuncionales en la práctica diaria.
Los modelos permiten simular el impacto de diferentes políticas relativas a la situación a estudiar ejecutando simulaciones what if (¿qué pasaría si?) que permiten ver las consecuencias a corto y medio plazo, y ser de gran ayuda en la comprensión de cómo los cambios en un sistema lo afectan en el tiempo. En este sentido es muy similar al Pensamiento sistémico ya que se basa en los mismos diagramas de causales con bucles o lazos de retroalimentación (feedback). Sin embargo, estos modelos de simulación permiten además hacer simulaciones para estudiar el comportamiento de los sistemas y el impacto de políticas alternativas. Se utiliza en especial para investigar la dependencia de los recursos naturales y los problemas resultantes del creciente consumo a nivel global para mejorar el especial en el desarrollo de nuevos productos. Existe una gran variedad de marcas de software en el mercado que ayudan a aplicar esta herramienta de una forma amigable: Vensim, Stella, ithink, Powersim, Dynamo, etc.
CONCLUSIONES
· El modelo constituye un ejemplo sencillo de cómo efectuar un análisis dinámico frente a la obligación de respetar condiciones preestablecidas para la aplicación de una tecnología.
· Puede ser tomado como base para desarrollar un análisis más completo, que incorpore aspectos tales como la generación de gases y lixiviado.
· Puede aplicarse en forma práctica para efectuar una rápida evaluación preliminar de costos.
Mario G. Pérez
mariogperez@arnet.com.ar
(*) Puede solicitar información más detallada de este trabajo al autor
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