����������������������������������������������������������������������������������

 

Internet de las Cosas aplicada a la movilidad y recolecci�n inteligentes de residuos s�lidos municipales

 

Internet of Things applied to smart mobility and collection of municipal solid waste

 

Internet das Coisas aplicada � mobilidade inteligente e coleta de res�duos s�lidos urbanos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: ivan.sinaluisa@espoch.edu.ec

 

 

Ciencias T�cnica y Aplicadas ���

Art�culo de Investigaci�n

��

* Recibido: 23 de mayo de 2023 *Aceptado: 12 de junio de 2023 * Publicado: �25 de julio de 2023

 

1. Docente Facultad de Mec�nica, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Ecuador.
2. Docente Facultad de Mec�nica, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Ecuador.
3. Estudiante Facultad de Mec�nica, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Ecuador.
4. Estudiante Facultad de Mec�nica, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Ecuador.

Resumen

Una gesti�n eficaz de los residuos dom�sticos en la ciudad es crucial para mantener un medio ambiente limpio y sano. Sin embargo, la ineficacia en la recogida de residuos se ha convertido en un problema creciente, que provoca el desbordamiento de los contenedores y toda una serie de inconvenientes y riesgos. Para hacer frente a estos retos, este trabajo propone la implantaci�n de un sistema electr�nico para la movilidad y recogida inteligente de residuos dom�sticos. El sistema utiliza un microcontrolador Arduino, sensor ultras�nico, m�dulo GSM 800L v2, la base de datos Firebase y la plataforma Mapbox. Al proporcionar datos en tiempo real sobre los niveles de llenado de los contenedores, el sistema permite optimizar la programaci�n de la recogida y la utilizaci�n de los recursos. Los resultados ponen de relieve el potencial de este sistema para mejorar las pr�cticas de gesti�n de residuos, dando lugar a entornos urbanos m�s limpios y saludables. La utilizaci�n de soluciones tecnol�gicas como el internet de las cosas, unida a iniciativas de educaci�n p�blica, contribuyen a la creaci�n de sistemas de gesti�n de residuos m�s sostenibles y eficientes.

Palabras Clave: Gesti�n de residuos; Internet de la Cosas; optimizaci�n; medio ambiente; sostenibilidad.

 

Abstract

Effective management of household waste in the city is crucial to maintaining a clean and healthy environment. However, ineffective waste collection has become a growing problem, causing overflowing bins and a whole series of inconveniences and risks. To face these challenges, this work proposes the implementation of an electronic system for the mobility and intelligent collection of household waste. The system uses an Arduino microcontroller, ultrasonic sensor, GSM 800L v2 module, the Firebase database and the Mapbox platform. By providing real-time data on container fill levels, the system helps optimize collection scheduling and resource utilization. The results highlight the potential of this system to improve waste management practices, leading to cleaner and healthier urban environments. The use of technological solutions such as the Internet of Things, together with public education initiatives, contribute to the creation of more sustainable and efficient waste management systems.

Keywords: Waste management; Internet of Things; optimization; environment; sustainability.

 

Resumo

A gest�o eficaz dos res�duos dom�sticos na cidade � crucial para manter um ambiente limpo e saud�vel. No entanto, a coleta ineficaz de res�duos tornou-se um problema crescente, causando o transbordamento de lixeiras e toda uma s�rie de inconvenientes e riscos. Para fazer face a estes desafios, este trabalho prop�e a implementa��o de um sistema eletr�nico para a mobilidade e recolha inteligente de res�duos dom�sticos. O sistema utiliza um microcontrolador Arduino, sensor ultrass�nico, m�dulo GSM 800L v2, banco de dados Firebase e plataforma Mapbox. Ao fornecer dados em tempo real sobre os n�veis de enchimento dos cont�ineres, o sistema ajuda a otimizar o agendamento de coleta e a utiliza��o de recursos. Os resultados destacam o potencial deste sistema para melhorar as pr�ticas de gest�o de res�duos, levando a ambientes urbanos mais limpos e saud�veis. A utiliza��o de solu��es tecnol�gicas como a Internet das Coisas, aliada a iniciativas de educa��o p�blica, contribuem para a cria��o de sistemas de gest�o de res�duos mais sustent�veis ​​e eficientes.

Palavras-chave: Gest�o de residuos; Internet das Coisas; otimiza��o; meio Ambiente; sustentabilidade.

����������������������������������������������������������������������������������������������

Introducci�n

En los �ltimos a�os, la gesti�n de residuos s�lidos municipales se ha convertido en un desaf�o cada vez m�s apremiante en las ciudades de todo el mundo. La creciente urbanizaci�n y la generaci�n de residuos est�n ejerciendo una presi�n significativa en los sistemas de recolecci�n y eliminaci�n de basura existentes [1].

Para 2050, se prev� que el mundo genere 3.400 millones de toneladas de residuos al a�o, lo que supone un dr�stico aumento respecto a los 2.010 millones de toneladas actuales [2]. En el ecuador se recolecta en promedio 12.613 toneladas de residuos s�lidos al d�a. Un habitante de la zona urbana ecuatoriana produce en promedio 0,83 Kg de residuos s�lidos al d�a. Del total de residuos s�lidos producidos en el �rea urbana y caracterizado por los GADM, el 56% corresponde a residuos org�nicos y el 44% a inorg�nicos. El 33,6% de GADM han iniciado o mantienen procesos de separaci�n en la fuente. De las 1.818 toneladas diarias recolectadas de forma diferenciada, el 60,5% corresponden a residuos inorg�nicos.� El 50,5% de GADM disponen los residuos s�lidos urbanos en rellenos sanitarios, el 31,4% en Celdas Emergentes y el 18,2% en Botaderos [3].

 

 

Los Residuos S�lidos Municipales, tambi�n conocidos como basura o desechos s�lidos, son los materiales descartados por las actividades humanas y generados en hogares, comercios, instituciones y lugares p�blicos dentro de un �rea urbana o rural. Estos residuos incluyen componentes org�nicos, inorg�nicos, reciclables y no reciclables, que requieren una gesti�n adecuada para evitar impactos negativos en el medio ambiente y la salud p�blica [4]. La gesti�n inadecuada de residuos s�lidos municipales presenta numerosos desaf�os. Uno de los problemas m�s significativos es la acumulaci�n de desechos en vertederos sin tratamiento adecuado, lo que puede provocar contaminaci�n del suelo y el agua, emisiones de gases de efecto invernadero y riesgos para la salud p�blica [5]. Adem�s, el uso ineficiente de los veh�culos de recolecci�n, las rutas poco optimizadas y la falta de seguimiento del llenado de los contenedores resultan en un desperdicio de recursos, tanto en t�rminos de combustible, tiempo y como de mano de obra. Adem�s, la carencia de una plataforma de participaci�n ciudadana y de informaci�n actualizada sobre la gesti�n de residuos dificulta la colaboraci�n de los ciudadanos en la separaci�n adecuada de los residuos y en la programaci�n de recolecciones especiales.

 

Para abordar los desaf�os de la gesti�n de residuos s�lidos municipales, a nivel nacional e internacional se han propuesto diversos enfoques sostenibles como: el enfoque de reducci�n en la fuente, Reciclaje y Valorizaci�n, Tecnolog�as y Automatizaci�n com el internet de las cosas y la Participaci�n Ciudadana y Educaci�n Ambiental [6].� El Internet de las Cosas (IoT, por sus siglas en ingl�s) es una tecnolog�a emergente que ha revolucionado la forma en que interactuamos con el mundo digital y f�sico, se refiere a la interconexi�n de objetos f�sicos cotidianos con la infraestructura de Internet, permitiendo la comunicaci�n y el intercambio de datos entre ellos. Estos objetos, tambi�n conocidos como dispositivos inteligentes, est�n equipados con sensores, actuadores y tecnolog�a de conexi�n a Internet, lo que les permite recopilar, transmitir y procesar informaci�n de su entorno [7].

El IoT tiene una amplia gama de aplicaciones en diversos sectores como se muestra en la ilustraci�n No. 1. En el �mbito de la salud, el IoT se utiliza para monitorear pacientes y proporcionar atenci�n m�dica remota. En el transporte, el IoT permite la gesti�n de flotas de veh�culos y el seguimiento en tiempo real de la ubicaci�n de mercanc�as. En la agricultura, el IoT se aplica para el monitoreo y control de cultivos, optimizando el riego y la fertilizaci�n. Adem�s, el IoT ha encontrado aplicaciones en ciudades inteligentes, hogares inteligentes, industria manufacturera, entre otros campos [8] .

 

Ilustraci�n 1: Internet de las Cosas[9]

 

Sin embargo, la implementaci�n exitosa de IoT en la recolecci�n de residuos s�lidos requiere de un enfoque integral que abarque aspectos t�cnicos, operativos y de privacidad de los datos [10].

En la literatura cient�fica existe algunos trabajos con prop�sitos similares que utilizan metodolog�a, arquitecturas y equipos diferente, a continuaci�n, se detallan. Tarandeep Singh en su trabajo denominado IOT based Smart Waste Management Framework, proporciona una soluci�n para mejorar la gesti�n de residuos s�lidos mediante la monitorizaci�n remota de los par�metros de los contenedores de basura y la optimizaci�n de las rutas de recolecci�n de basura. La metodolog�a utiliza la tecnolog�a X-bee y GSM para monitorear de forma remota los par�metros de los contenedores, como el llenado del contenedor, la temperatura, la humedad y el volumen de CO2 dentro del contenedor. Los datos recopilados se transmiten a una estaci�n base que los env�a a una estaci�n de control para su an�lisis y optimizaci�n de rutas de recolecci�n de basura. Las conclusiones del estudio sugieren que el uso de tecnolog�a IoT en la gesti�n de residuos s�lidos puede ser una soluci�n efectiva y rentable para mejorar la eficiencia de la recolecci�n de basura y reducir los costos operativos y las emisiones de gases de efecto invernadero [11]. �Mientras que Ra�l Hern�ndez y su equipo analizan la gesti�n y el proceso de recolecci�n de residuos s�lidos urbanos (RSU) en el municipio de Nezahualc�yotl, Estado de M�xico donde Identifican las principales caracter�sticas de la gesti�n y recolecci�n de RSU en el municipio y aplican la idea de la Ciudad Inteligente (CI) para mejorar el servicio de recolecci�n de basura en el municipio. La metodolog�a empieza con una revisi�n bibliogr�fica sobre la gesti�n de residuos s�lidos urbanos y la Ciudad Inteligente, realizan un an�lisis de la situaci�n actual de la gesti�n y recolecci�n de RSU en el municipio y a trav�s de entrevistas con los responsables del servicio y la observaci�n directa del proceso de recolecci�n. Se identificaron las principales caracter�sticas de la gesti�n y recolecci�n de RSU en el municipio y propusieron medidas para mejorar el servicio de recolecci�n de basura en el municipio. Se propusieron medidas para mejorar el servicio de recolecci�n de basura en el municipio, como la implementaci�n de tecnolog�as de la informaci�n y la comunicaci�n, la capacitaci�n del personal encargado del servicio y la promoci�n de la participaci�n ciudadana. Se concluy� que la aplicaci�n de la idea de la Ciudad Inteligente puede mejorar significativamente la gesti�n y recolecci�n de RSU en el municipio de Nezahualc�yotl y en otros municipios [12]. Docentes de la Universidad Nacional del Rio Negro publicaron el articulo denomonado Internet de las Cosas aplicada a la trazabilidad de la recolecci�n de residuos en Ciudades Inteligentes cuyo objetivo es presentar el desarrollo de un software destinado a tel�fonos inteligentes que cuenten con sistema operativo Android, que permita la trazabilidad de la recolecci�n de residuos en Ciudades Inteligentes mediante la aplicaci�n de tecnolog�as de Internet de las Cosas (IoT). La metodolog�a utilizada en este trabajo consisti� en el desarrollo de una aplicaci�n m�vil para tel�fonos inteligentes con sistema operativo Android, que utiliza tecnolog�as de IoT para la trazabilidad de la recolecci�n de residuos en Ciudades Inteligentes. Se realizaron pruebas y evaluaciones de la aplicaci�n en la ciudad de Viedma, Argentina. Los materiales y equipos utilizados en este trabajo incluyen tel�fonos inteligentes con sistema operativo Android, sensores de geolocalizaci�n, servidores y bases de datos. Los resultados obtenidos en este trabajo muestran que la aplicaci�n desarrollada permite la trazabilidad de la recolecci�n de residuos en Ciudades Inteligentes mediante la aplicaci�n de tecnolog�as de IoT. La aplicaci�n permite a los ciudadanos conocer el horario de recolecci�n de residuos y recibir notificaciones en tiempo real sobre el estado de la recolecci�n en su zona. Adem�s, la aplicaci�n permite a los encargados de la recolecci�n de residuos conocer la ubicaci�n de los contenedores y planificar rutas de recolecci�n m�s eficientes [13]. �Por �ltimo, Rahul Moriwal y su equipo de trabajo publicaron el trabajo denominado Gesti�n inteligente de residuos mediante redes inal�mbricas de sensores (WSN) e IoT (Internet de las cosas). Para lo cual utiliza redes de sensores inal�mbricos que consisten en sensores colocados en los contenedores de residuos para controlar sus niveles de llenado. Estos sensores recogen datos y los transmiten de forma inal�mbrica WiFi a un servidor central o a una plataforma basada en la nube. A continuaci�n, los datos se procesan y analizan para optimizar las rutas de recogida de residuos, programar las actividades de recogida y proporcionar informaci�n en tiempo real sobre el nivel de llenado de los contenedores. Los materiales y equipos que utilizan son sensores inal�mbricos, m�dulos de comunicaci�n (Wi-Fi, Zigbee y LoRa), microcontroladores o sistemas embebidos, un servidor central o plataforma basada en la nube para el procesamiento y an�lisis de datos, y veh�culos de recogida de residuos equipados con GPS. Los resultados obtenidos evidencian la mejora de la eficiencia en las operaciones de recogida de residuos, la reducci�n del consumo de combustible y de las emisiones de los veh�culos, la optimizaci�n de la planificaci�n de rutas, lo que conlleva un ahorro de costes, la supervisi�n en tiempo real del nivel de llenado de los contenedores [14].

El objetivo principal de este trabajo es ofrecer una soluci�n eficiente y sostenible que optimice la recolecci�n de basura en tiempo real. Para lograr esto, se propone la implementaci�n de sensores y an�lisis de datos avanzados. La integraci�n de sensores permitir� detectar el llenado de los contenedores de basura de manera precisa y en tiempo real. Al contar con informaci�n actualizada sobre el nivel de llenado de cada contenedor, se podr�n establecer rutas de recolecci�n m�s eficientes, evitando la recogida de contenedores vac�os minimizando el desperdicio de recurso.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Metodolog�a

Para el desarrollo de este trabajo se utiliz� la metodolog�a de la ilustraci�n No. 2.

Ilustraci�n 2: Metodolog�a de trabajo

 

La primera etapa consisti� en recopilar los datos geoespaciales relevantes para el proyecto, esto incluye la ubicaci�n exacta de los residuos s�lidos en el �rea de inter�s, as� como informaci�n sobre las v�as y calles de la Instituci�n. Con los datos geoespaciales recopilados, se utiliz� Mapbox para crear mapas personalizados que muestren la ubicaci�n de los contenedores de residuos, las rutas de recolecci�n existentes y otros elementos relevantes, para luego integrarse con la base de datos en la nube (Firebase) utilizada para almacenar los datos de llenado de los contenedores. Una vez que se han calculado las rutas �ptimas, Mapbox permite asignar estas rutas a los veh�culos de recolecci�n de manera eficiente.

El an�lisis del requerimiento e implementaci�n se lo realiz� en la Escuela superior polit�cnica de Chimborazo ubicada en la ciudad de Riobamba provincia de Chimborazo. El sistema piloto se lo realiz� con 15 contenedores de residuos s�lidos distribuidos en el lugar como se muestra en la ilustraci�n No. 3

 

Ilustraci�n 3: Ubicaci�n geogr�fica del proyecto

Para identificar las necesidades y requerimientos del sistema, se consider� aspectos como la detecci�n del nivel de llenado de los contenedores, la comunicaci�n de datos en tiempo real y la optimizaci�n de rutas de recolecci�n.

 

La primera etapa consisti� en recopilar los datos geoespaciales relevantes para el proyecto, esto incluye la ubicaci�n exacta de los residuos s�lidos en el �rea de inter�s, as� como informaci�n sobre las v�as y calles de la Instituci�n. Con los datos geoespaciales recopilados, se utiliz� Mapbox para crear mapas personalizados que muestren la ubicaci�n de los contenedores de residuos, las rutas de recolecci�n existentes y otros elementos relevantes, para luego integrarse con la base de datos en la nube (Firebase) utilizada para almacenar los datos de llenado de los contenedores. Una vez que se han calculado las rutas �ptimas, Mapbox permite asignar estas rutas a los veh�culos de recolecci�n de manera eficiente.

 

 

 

 

 

 

 

Dise�o del sistema:

En la b�squeda de soluciones innovadoras para abordar los desaf�os de la gesti�n de residuos s�lidos municipales, la implementaci�n de sistemas inteligentes se presenta como una opci�n prometedora. En este sentido, la presente investigaci�n propone como se muestra en la ilustraci�n No. 4, una arquitectura avanzada para un sistema de recolecci�n de residuos municipales basado en tecnolog�a de Internet de las Cosas (IoT) . Esta arquitectura incorpora componentes clave, como el sistema de recolecci�n de datos con comunicaci�n GSM, La base de datos open souce Firebase y la plataforma Mapbox que permite generar rutas optimizadas y mostrar a los usuarios mediante el internet en sus pantallas.

 

 

El sistema de recolecci�n de residuos municipales se basa en la integraci�n de hardware y software para capturar y analizar datos en tiempo real, lo que permitir� una toma de decisiones m�s informada y una optimizaci�n de los recursos en la gesti�n de los residuos s�lidos.

 

El sensor ultras�nico HC-SR04 se instal� en la parte superior de cada contenedor de residuos s�lidos. Cuando este se activa, emite ondas ultras�nicas hacia abajo y mide el tiempo que tarda el eco en regresar. El Arduino recibe los datos del sensor ultras�nico y los procesa para determinar la distancia de vac�o del contenedor. A partir de esta informaci�n, el Arduino calcula el nivel de llenado del contenedor y lo almacena en su memoria interna. El Arduino activa la tarjeta GSM 800L v2 para enviar los datos del nivel de llenado a la base de datos Firebase y a la plataforma de gesti�n remota.

 

Selecci�n de tecnolog�a y dispositivos

En la b�squeda de soluciones eficientes y efectivas, la selecci�n adecuada de tecnolog�a y dispositivos juega un papel fundamental. La integraci�n de tecnolog�as emergentes, como el Internet de las Cosas (IoT), sensores inteligentes y sistemas de informaci�n geogr�fica (SIG), ha abierto un abanico de oportunidades para soluciones innovadoras [15]. En este contexto, esta investigaci�n explora las consideraciones clave en la selecci�n de tecnolog�a y dispositivos para la movilidad y recolecci�n inteligente de residuos s�lidos municipales, y su potencial para mejorar la calidad de vida en entornos urbanos. El an�lisis de estas herramientas tecnol�gicas permitir� identificar las soluciones m�s adecuadas para afrontar los retos actuales en la gesti�n de residuos, y promover pr�cticas m�s sostenibles y eficientes en el manejo de los desechos urbanos.

 

 

Arduino Uno: Es el microcontrolador principal del sistema con las caracter�sticas descritas en la tabla No.. 1 es el responsable de controlar el funcionamiento de los diferentes componentes, recibir datos del sensor ultras�nico, procesar la informaci�n y enviarla a la tarjeta GSM para la transmisi�n de datos a la nube.

 

Tabla 1: Caracter�sticas t�cnicas Arduino uno

CARACTERISTICAS
Microcontrolador	ATMega328P
Voltaje de trabajo	�2.4Ghz y 5Ghz IEEE   802.11b/g/ac, bluetooth 4.2
Voltaje de entrada	Gigabit Ethernet USB 2.0 300Mbps
Pin out	14 pines digitales (6 PWM y 6 pines anal�gicos)
Memoria	32 KB flash (0.5 para bootloader), 2KB RAM y 1 KB Eeprom
Coste	22$

 

Sensores de ultrasonido: Se utilizaron sensores de ultrasonido con las caracter�sticas mostradas en la tabla No. 2 para medir la distancia entre el sensor y el nivel de basura en el interior del contenedor. Estos sensores emiten ondas ultras�nicas y meden el tiempo que tarda en rebotar la se�al. De esta manera, se determinaba la altura y, por lo tanto, el nivel de llenado del contenedor.

Tabla 2: Caracter�sticas t�cnicas Sensor Ultras�nico

CARACTERISTICAS
Alimentaci�n	5V DC
Consumo suspendido	40 Khz
Consumo suspendido	2mA
Angulo efectivo	<15�
Distancia	2cm a 400cm
Consumo de trabajo	15mA
Resoluci�n	0.3 cm

 

Shields de comunicaci�n: La tarjeta GSM 800L v2 mostrada en la tabla No. 3 se encarga de la comunicaci�n del sistema con una red de telefon�a m�vil. Permite que el sistema env�e datos, como el nivel de llenado de los contenedores, a una base de datos o plataforma de gesti�n remota.

Tabla 3: Caracter�sticas t�cnicas tarjeta GSM

CARACTERISTRICAS
Fuente de alimentaci�n	3.4v a 4.4v
Ahorro de energ�a	0.7mA
Frecuencia	GSM 850, EGSM 900, DCS 1800, PCS 1900, funcionabilidad bajo comandos AT �AT+CBAND�
Poder de transmisi�n	DCS 1800 y PCS 1900
Conectividad GPRS	GPRS multi-slot class 1- 12
Rango de temperatura	-40�C a 85�C
Interface SIM	Soporte de SIM card de1.8 V, 3V
SMS	Servicio de datos suplementarios
Coste	15$

 

Fuente de alimentaci�n: La fuente de poder recargable de la tabla No. 4 suministra la energ�a necesaria para alimentar el Arduino Uno, el sensor ultras�nico y la tarjeta GSM. Puede ser una bater�a o una combinaci�n de bater�as y paneles solares para una mayor autonom�a del sistema.

Tabla 4: Caracter�sticas t�cnicas fuente de poder

CARACTERISTICAS
USB	5V A 2.4V
TYPE-C	5V/ 3.0A
USB A	5V/ 2.4A

 

Base de Datos en la Nube Firebase: Proporciona un almacenamiento seguro y escalable para los datos de llenado de los contenedores. Los datos son enviados por el Arduino Uno a la base de datos Firebase mediante una conexi�n a Internet, ver ilustraci�n No. 5.

 

 

 

Plataforma Mapbox: Mapbox es una plataforma de mapeo y geolocalizaci�n que proporciona una variedad de herramientas y servicios para crear mapas personalizados, rutas inteligentes y visualizaciones de datos geoespaciales. En este trabajo Mapbox se utiliz� para optimizar las rutas de recolecci�n de manera eficiente y reducir costos operativos.

A continuaci�n, en la ilustraci�n No. 6, se describen las conexiones de los componentes y seguido se muestra las caracter�sticas de cada uno de los elementos utilizados:

 

Ilustraci�n 6: Diagrama de conexiones

 

Resultados

El presente apartado presenta los resultados de la investigaci�n, el cual considera la localizaci�n georreferencial de cada uno de contenedores, el tiempo de llenado de los contenedores, estado de llenado de los contenedores, generaci�n de ruta optima y eficiencia en la recolecci�n de residuos s�lidos municipales.

Se eligieron 15 contenedores de residuos s�lidos ubicados en diferentes partes dentro de las instalaciones de la ESPOCH para representar una distribuci�n realista en el campus se procedi� a ubicarlos mediante GPS formando la ruta que se muestra en la ilustraci�n No. 7.

 

Ilustraci�n 7: Ubicaci�n georreferencial de los contenedores

 

Esta ruta consta de 3.829,19 m de recorrido y un tiempo promedio de recolecci�n de 35 min incluyendo las paradas.

 

Conforme se visualizan en la ilustraci�n No. 8 los datos recolectados mostraron que el tiempo de llenado promedio de los contenedores var�a significativamente seg�n su ubicaci�n y la cantidad de desechos generados en cada �rea. Se observ� una variaci�n en el estado de llenado de los contenedores en diferentes momentos del d�a. Algunos contenedores alcanzaron su capacidad m�xima m�s r�pido debido a la afluencia de personas en ciertas �reas y algunos no se llenaron.

 

Ilustraci�n 8: Tiempo de llenado de contenedores

 

Para evaluar el tiempo de llenado de cada contenedor y generar la ruta �ptima se tomaron en cuenta a los contenedores con un 70 % de llenado, es decir menos de 30 cm de vac�o.

Utilizando la plataforma Mapbox y Visual Basic, se gener� la ruta �ptima para la recolecci�n inteligente de residuos, teniendo como resultado la ruta optimizada que redujeron la distancia total recorrida y minimizaron el tiempo de recolecci�n de 3.829,19 m a 2.440,4 m y de 35 min a 25 min respectivamente con respecto a la ruta convencional conforme se evidencia en la ilustraci�n No. 9a y 9b.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Por lo tanto, los resultados del proyecto respaldan la viabilidad y eficacia de la implementaci�n de Internet de las Cosas para mejorar la movilidad y la recolecci�n de residuos s�lidos municipales. La combinaci�n de sensores IoT, la generaci�n de rutas �ptimas y la participaci�n ciudadana pueden llevar a una gesti�n m�s eficiente y sostenible de los residuos en entornos urbanos. Estos resultados ofrecen una base s�lida para futuras investigaciones y mejoras en el sistema de gesti�n de residuos, con el objetivo de promover ciudades m�s limpias y respetuosas con el medio ambiente.

 

Conclusiones�

• La implementaci�n del sistema de recolecci�n inteligente basado en IoT consigue mejorar significativamente en un 30% de la eficiencia de la recolecci�n al evitar rutas innecesarias y asegurar que los contenedores llenos se recolecten de manera oportuna.
• Gracias a la informaci�n en tiempo real sobre el llenado de los contenedores proporcionada por los sensores IoT, se puede reducido significativamente la necesidad de recogida innecesaria de contenedores que no est�n llenos. Esto evita gastos adicionales en la recolecci�n de residuos que no han alcanzado su capacidad m�xima.
• La generaci�n de rutas �ptimas basadas en datos precisos permite una distribuci�n m�s eficiente de los recursos humanos involucrados en la recolecci�n. Esto conduce a una mejor utilizaci�n del personal y ahorros en costos de mano de obra.
• La recolecci�n inteligente y oportuna de residuos s�lidos evita el desbordamiento de contenedores y la acumulaci�n de desperdicios en �reas p�blicas. Esto ha ayudado a reducir los costos asociados con la limpieza y eliminaci�n de residuos adicionales y ha contribuido a mantener un entorno urbano m�s limpio y saludable.

Aunque la implementaci�n inicial puede requerir una inversi�n inicial en tecnolog�a IoT y capacitaci�n, se ha demostrado que esta soluci�n es escalable y adaptable a diferentes entornos urbanos y municipales. La posibilidad de ampliar el sistema de recolecci�n inteligente a otras �reas y ciudades puede resultar en beneficios significativos a nivel econ�mico y ambiental.

 

 

 

 

Referencias

Prof. S. A. Mahajan, A. Kokane, A. Shewale, M. Shinde, and S. Ingale, �Smart Waste Management System using IoT,� International Journal of Advanced Engineering Research and Science, vol. 4, no. 4, 2017, doi: 10.22161/ijaers.4.4.12.

�. L. Mart�nez Moreno, S. Castillo Soler, and R. Crowe, �Gesti�n Inteligente de Residuos - Soluciones para las Smart Cities � ESMARTCITY,� Oct. 25, 2019. https://www.esmartcity.es/comunicaciones/comunicacion-gestion-inteligente-residuos-soluciones-smart-cities (accessed Jul. 16, 2023).

Instituto Nacional de Estad�stica y Censos, �Resumen Estad�stico: Gesti�n de Residuos S�lidos 2020.�

G. Tchobanoglous, F. Kreith, and M. E. Williams, Integrated Solid Waste Management Engineering Principles and Management Issues. 1993.

D. Hoornweg and P. Bhada-Tata, �A Global Review of Solid Waste Management - Review, Global Management, Solid Waste,� World Bank Urban Development Series Knowledge Papers, vol. 1, no. 11, 2012.

M. del P. S�nchez-Mu�oz, J. G. Cruz-Cer�n, and P. C. Maldonado-Espinel, �Urban solid waste management in Latin America: An analysis from the perspective of waste generation,� Revista Finanzas y Politica Economica, vol. 11, no. 2, 2020, doi: 10.14718/REVFINANZPOLITECON.2019.11.2.6.

J. Gubbi, R. Buyya, S. Marusic, and M. Palaniswami, �Internet of Things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions,� Future Generation Computer Systems, vol. 29, no. 7, 2013, doi: 10.1016/j.future.2013.01.010.

A. Al-Fuqaha, M. Guizani, M. Mohammadi, M. Aledhari, and M. Ayyash, �Internet of Things: A Survey on Enabling Technologies, Protocols, and Applications,� IEEE Communications Surveys and Tutorials, vol. 17, no. 4, 2015, doi: 10.1109/COMST.2015.2444095.

K. Shafique, B. A. Khawaja, F. Sabir, S. Qazi, and M. Mustaqim, �Internet of things (IoT) for next-generation smart systems: A review of current challenges, future trends and prospects for emerging 5G-IoT Scenarios,� IEEE Access, vol. 8. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., pp. 23022�23040, 2020. doi: 10.1109/ACCESS.2020.2970118.

B. M. Zabadal and B. F. L. M. de Castro, �IoT e seus principais desafios,� Revista interdisciplinar de tecnologias e educa��o, vol. 3, no. 1, 2017.

T. Singh, �IOT based Smart Waste Management Framework Instrumentation system to measure Tractor-implement system performance View project IOT based Smart Waste Management Framework�, doi: 10.13140/RG.2.2.28931.94244.

R. Hern�ndez Mar, J. R�gulo, M. Calder�n, and R. E. R�zga Luter, �Gesti�n y recolecci�n de residuos s�lidos urbanos (RSU) desde la perspectiva de la Ciudad Inteligente (CI): el caso de recolecci�n de basura en el municipio de Nezahualc�yotl, Estado de M�xico.�

L. Andr�s, H. Luis, and M. Abbate, �Internet de las Cosas aplicada a la trazabilidad de la recolecci�n de residuos en Ciudades Inteligentes�.

R. Moriwal, �Smart waste management using Wireless Sensor Networks (WSN) and IoT (Internet of Things) 1Rahul Moriwal 1Assistant Professor 1AITR INDORE,� 2019. [Online]. Available: www.ijedr.org

G. Garc�a Navarrete and K. G. Rico Soto, �SENSORES DE BAJO COSTO PARA EL MONITOREO DE CALIDAD DEL AIRE,� EPISTEMUS, vol. 13, no. 27, 2020, doi: 10.36790/epistemus.v13i27.108.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

� 2023 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).