anexo2 (1)

OPS/CEPIS/04/IT-634 Original: Espaol Pgina 59

ANEXO 2

GUA PARA CARACTERIZACIN DE RESIDUOS SLIDOS DOMICILIARIOS


Proceso para llevar a cabo la caracterizacin de residuos slidos

Presentacin Implementar mejoras o disear sistemas de manejo y tratamiento de residuos slidos en una determinada localidad, implica conocer primeramente las caractersticas de esos residuos, tales como generacin, composicin, densidad, entre otras variables que dependen especficamente del tipo de tratamiento que se pretenda dar a esos residuos.

Para determinar las variables indicadas, es necesario llevar a cabo un estudio de caracterizacin de residuos slidos, en donde se deber definir como condicin inicial el nmero de viviendas que participarn en el estudio, lo cual permitir reducir tiempos y costos en el desarrollo del estudio.

Las viviendas que participarn en dicho estudio debern ser representativas del universo de la poblacin, lo que hace conveniente y necesario una metodologa estadstica que nos permita determinar esa muestra representativa. Con ese objetivo, el doctor Kunitoshi Sakurai desarroll una metodologa en 1982, la que se ha venido aplicando en los diferentes estudios de caracterizacin que se han llevado a cabo en los pases de la Regin.

Producto de la aplicacin de la metodologa formulada por el doctor Sakurai, se crey conveniente reforzarla e incorporar aspectos de anlisis estadsticos, que tienen relacin con la validacin del nmero de muestras y con los datos obtenidos en el muestreo de las viviendas.

Objetivo

El objetivo de esta gua es describir el procedimiento estadstico para determinar una muestra representativa de poblacin para el trabajo de caracterizacin y el proceso de validacin de los datos obtenidos y del nmero de la muestra seleccionada.

I. Determinacin de la muestra 1. Procedimiento para la obtencin de la muestra

Definicin de poblacin, son todas las viviendas particulares y establecimientos comerciales del distrito bajo estudio.

Divisin de la poblacin en estratos, esto se hace estableciendo por lo menos las

siguientes cuatro zonas o estratos:

i. Zona Comercial (Estrato Comercial). ii. Zona Residencial (Estrato 1), viviendas de ingreso alto. iii. Zona Residencial (Estrato 2), viviendas de ingreso medio. iv. Zona Residencial (Estrato 3), viviendas de ingreso bajo.


Figura 1. Determinacin de la muestra segn los estratos de la poblacin

Ubicacin de los estratos socioeconmicos en el plano de la ciudad donde se

registren todas y cada una de las unidades muestrales para que puedan ser seleccionados en la muestra.

Utilizacin de la generacin per cpita, como se considera que la poblacin est

conformada N viviendas, las mismas que tienen Ri habitantes y producen Wi kg de basura en un da. As se tiene que cada una produce Xi = Wi /Ri kg/hab/d.

2. Aplicacin de la Teora del Muestreo Entre los diversos mtodos de muestreo para la seleccin de muestra, el ms comn es el muestreo estratificado proporcional. En este mtodo se asegura que cada vivienda de un estrato tiene la misma probabilidad de ser seleccionada.

a) Determinacin de la notacin:

i. Tamao de la poblacin ii. Nh = Tamao de la poblacin del estrato h (donde h = 1, 2, 3) iii. N = Tamao de la muestra iv. nh = Tamao de la muestra del estrato h


v Media de la poblacin

vi mh = Media de la poblacin del estrato h

vii Media de la muestra

viii. = Media de la muestra del estrato h.

ix. Varianza de la poblacin.

x. Varianza muestral

xi. 1 a = Nivel de confianza

xii. Z1-a/2 = Coeficiente de confianza

xiii. E = Error permisible

b) En el clculo para determinar el tamao de la muestra, se debe considerar un nivel confianza, un de error de estimacin y un valor de variacin:

i. Si se conoce el tamao de la poblacin N y su varianza s2 ( o se asume) :

ii. Cuando no se conoce el tamao de la poblacin N, pero si el valor de la varianza s2 ( o esta se asume):

c) Asignacin del tamao de muestra de viviendas particulares para los estratos, en este caso se debe proceder de la siguiente manera.

i. Calcule el porcentaje o proporcin del tamao de la poblacin en cada

estrato. Esto es:

=

=mN

1iiXN

1

=

=n

1iixn

1x

hx

( )=

-=N

iiXN 1

22 1 ms

( )=

--

=n

ii xxn

s1

22

11

222/1

2

222/1

)1( ss

a

a

-

-

+-=

ZENNZ

n

2

222/1

EZ

nsa-=

3,2,1, ="= hNNq hh


ii. Luego se procede a la asignacin proporcional de los tamaos de muestra para cada estrato. Es decir:

d) El tamao de la muestra estar en funcin de:

i. El error permisible (E) en la estimacin de m, que por general debe ser entre 1% y 15% del valor de la media poblacional que va a estimar.

ii. La desviacin estndar (s), es el resultado de la raz cuadrada de la varianza de la poblacin. Si la desviacin estndar es pequea (caso de poblacin homognea), bastar una muestra muy pequea; mientras que si la desviacin estndar es grande (caso de poblacin heterognea), la muestra debe ser grande.

e) Para la obtencin del valor de la varianza de la poblacin

i. Puede hacerse un muestreo preliminar y estimar su valor con los datos

muestrales. ii. Utilizar estimaciones que se hayan encontrado en estudios que se hayan

realizado anteriormente. iii. En el caso de que no se tengan datos iniciales de la ciudad en estudio, se

debe asumir la desviacin estndar en 200 g/hab/da.

f) El nivel de confianza ms utilizado es 1-a = 0,95; esto es, un coeficiente de confianza Z1-a/2 = 1,96.

hh qnn *=


Ejemplo

Para una localidad que tiene tres estratos socioeconmicos, tal como se muestra en la tabla siguiente.

En este ejemplo, se asume que s2 = 0,04 Kg2/hab/da y que el promedio podra ser de 0,655 kg/hab/da, adems se tiene que el tamao de poblacin es N = 5000.

Si se quiere trabajar con un nivel de confianza de 95%, Z1-a/2 = 1,96. Adems, si se considera un error de estimacin equivalente al 10% del promedio estimado, luego E = 0,0655. Con estos datos, se tiene que el tamao de muestra total estara dado por:

El tamao de muestra de vivienda n = 36, se tiene ahora que asignar o distribuir proporcionalmente en los estratos, es decir: II. Seleccin de la muestra

La muestra debe ser seleccionada por el mtodo de muestreo simple aleatorio, que consiste en escoger de las unidades muestrales un total de N viviendas, de modo que cada una tenga la misma posibilidad de ser escogida.

Esto se realiza usando una tabla de nmeros aleatorios, o mediante una mquina

calculadora que tenga el programa de nmeros aleatorios, o bien introduciendo balotas numeradas desde el 1 hasta N en una urna, mezclndolos debidamente y tomando al azar n de ellos.

Estratos Viviendas %Total 5000 100.00%Estrato 1 1000 20.00%Estrato 2 1500 30.00%Estrato 3 2500 50.00%

3657350409610655015000

0405000961

ZE1N

NZn

22

2

2221

2

2221

=@

@+-

=

=s+-

s=

a-

a-

,),(,,)(

),)((,

)( /

/

Estratos Muestra %Total 36 100.00%Estrato 1 7 20.00%Estrato 2 11 30.00%Estrato 3 18 50.00%


El valor de n es el tamao de la muestra y debe haberse definido anteriormente.

III. Validez de la muestra pre liminar

1. La varianza 2. La muestra 3. Prueba de Significacin para la Media de la Poblacin 4. Prueba de la comparacin media poblacional de los estratos socioeconmicos.

Anlisis de Varianza 1. La Varianza

a) En la validacin se debe tener en cuenta que el valor asumido de la varianza debe ser mayor o igual que la varianza estimada con los datos de la muestra.

b) A travs de clculo de un intervalo de confianza del 95% para la estimacin de

la varianza de la poblacin. 2. La Muestra Una vez obtenido el tamao de la muestra, se debe realizar la validacin para asegurar que sta permita inferir los parmetros de la poblacin.

a) Para fines de su validacin, a esta muestra la denominaremos como m.

b) Luego se debe obtener el tamao de muestra, usando la varianza obtenida con los datos de la muestra m. A este tamao de muestra denominaremos n.

c) Ahora bien, en la relacin de estas dos muestras se presentan tres casos:

i. Si n > m, se debe obtener de campo el nmero de unidades muestrales

faltantes (determinadas por la diferencia de n m). ii. Si n = m, no ser necesario analizar ms elementos para considerar como

vlido el muestreo aplicado en este caso.

iii. Si n < m, se debe asumir cmo valido el valor de la muestra m y no se deben eliminar las supuestas unidades muestrales sobrantes.

3. Prueba de Significacin para la Media de Poblacin

a) Cuando la varianza de la poblacin s2 es conocida

asaa cc

-=

-

-

-

11)s(n1)s(n

P 2/2)11,-(n

22

2/2)1,-(n

2


b) Caso de varianza de la poblacin s2 desconocida y n 30

4. Prueba de la comparacin media poblacional de los estratos socioeconmicos.

Anlisis de Varianza a) Obtener el Cuadro de Anlisis de Varianza o ANAVA:

b) Procedimiento para la prueba de hiptesis.

Hiptesis Estadstica de Prueba

Valores Crticos

Reglas para rechazar H0

H0 : m = m0H1: m < m0H0 : m = m0H1: m > m0H0 : m = m0 -t (n-1; a/2) tc < -t (n-1; a/2)H1: m m0 t (n-1; a/2) tc > t (n-1; a/2)

-t (n-1; a) tc < -t (n-1; a)

t (n-1; a) tc > t (n-1; a)ns/

- x = t 0c

m

Fuente de VariacinSuma de

CuadradosGrados de Libertad

Cuadrados Medios

Entre los Estratos SCC c 1 CMCDentro de los Estratos SCE n - c CMETotal SCT n - 1 ---

HiptesisEstadstica de Prueba

Valor CrticoRegla para rechazar H0

H0: m1 = m2 = m3 =m4H1: mh mk " h j

F(c-1; n-c, 1-

a)F > F(c-1; n-c, a)CME

CMCF =

Hiptesis Estadstica de Prueba

Valores Crticos

Reglas para

rechazar H0

H0 : m = m0H1: m < m0H0 : m = m0H1: m > m0H0 : m = m0 za/2 zc < za/2H1: m m0 z1-a/2 zc > z1-a/2

za zc < za

z1-a zc > z1-an/ - x = z 0c sm


IV. Metodologa para el anlisis de la basura

Procedimiento para la toma de informacin

Una vez definido el tamao de muestra (nmero de viviendas a muestrear), se lleva a cabo el siguiente procedimiento:

Seleccionar de manera aleatoria las viviendas a muestrear, con ayuda del plano catastral de la localidad o el padrn de usuarios del servicio.

Definir de manera coordinada con los funcionarios municipales, el lugar donde se llevar a cabo el trabajo de caracterizacin.

Definir los objetivos y la metodologa de trabajo a desarrollar, indicando a los participantes que el muestreo se llevar a cabo en ocho das.

Seleccionar al personal que tendr a cargo el trabajo de caracterizacin y gestionar ante la autoridad del gobierno municipal, sus credenciales correspondientes.

Derivar comunicaciones oficiales a los propietarios de las viviendas seleccionadas, con la finalidad de hacer conocer el trabajo a desarrollar y su importancia, adems del personal que estar involucrado en ese trabajo.

Capacitar al personal que tendr a cargo el trabajo de caracterizacin, considerando aspectos como su presentacin ante los propietarios de las viviendas seleccionadas; el tipo de informacin a recabar; el trabajo a ejecutar con los residuos recolectados; entre otros que se detallan a continuacin:

o Registrar el nombre de la persona responsable, la direccin y el nmero de habitantes por vivienda seleccionada.

o Entregar las bolsas vacas a los propietarios de cada vivienda seleccionada, pedirles que depositen en ellas los residuos generados en la vivienda, y que procuren no cambiar las costumbres o rutina diaria.

o Recoger las bolsas con residuos al da siguiente y entregar otras bolsas vacas a cambio. Procurar que esta actividad se efecte aproximadamente a la misma hora en que se entregaron las bolsas el da anterior.

o Marcar las bolsas para su identificacin; colocarles etiquetas donde se especifique el nmero de vivienda, el nmero de habitantes por vivienda, la direccin y la fecha.

o Llevar las bolsas con residuos recolectadas al lugar donde se har la caracterizacin de dichos residuos y continuar con el procedimiento detallado en el siguiente punto.


Determinacin de la generacin per cpita y la generacin total diaria de residuos slidos

Se utiliza el total de residuos recolectados por da de muestreo.

Se pesa diariamente (wi) la totalidad de las bolsas recogidas durante los das que dure el muestreo (se indica que para el primer da de muestreo se elimina el residuo recolectado sin considerar sus datos para el anlisis). Este peso representa (Wt) la cantidad total de basura diaria generada en todas las viviendas.

En funcin a los datos recopilados sobre nmero de personas por vivienda (ni), se determina el nmero total de personas que han intervenido (Nt) en el muestreo.

Se divide el peso total de las bolsas (Wt) entre el nmero total de personas (Nt), para obtener la generacin per cpita diaria promedio de las viviendas muestreadas (kg/hab/da).

( ))(

)(NtdepersonastotalNmero

WtresiduosdetotalPesogpcresiduosdediariacpitaperGeneracin =

Para determinar la generacin total diaria se multiplica la generacin per cpita por el nmero de habitantes de la localidad.

Generacin total diaria de residuos = gpc x Nt (kg/da)

Determinacin de la densidad de los residuos slidos

Se prepara un recipiente de aproximadamente 100 litros, que servir como depsito estndar para definir el volumen que ocupar el residuo. Se prepara tambin una balanza de pie.

Figura 2. Recipiente de residuos

55 galones Aprox. 200 litros

Aprox. 100 litros

d

h


Se pesa el recipiente vaco (W1) y se determina su volumen (V). De acuerdo con la figura 1, los datos a tomar en cuenta del depsito son: la altura (h) y su dimetro (d). El volumen de ese recipiente es:

Volumen (V) = 0.7854 x d2 x h

Depositar el residuo que fue utilizado en el cuarteo en el recipiente, sin hacer presin y remecerlo de manera que se llenen los espacios vacos en dicho recipiente. Con la finalidad de no hacer clculos adicionales, es conveniente que el recipiente se encuentre lleno de residuos.

Pesar el recipiente lleno (W2) y por diferencia se obtendr el peso de la basura (W).

La densidad de la basura se obtiene dividiendo el peso de la basura (W) entre el volumen del recipiente (V).

)()(

)/(3

3

mVbasuraladevolumenkgWresiduodelPeso

mkgDDensidad =

Determinacin de la composicin fsica de los residuos slidos

Para realizar este trabajo se utiliza la muestra de un da. Se deben colocar los

residuos en una zona pavimentada o sobre un plstico grande, con la finalidad de no combinar los residuos con tierra.

Se rompen las bolsas y se vierte el desecho formando un montn. Con la finalidad de homogenizar la muestra, se trozan los residuos ms voluminosos hasta conseguir un tamao que resulte manipulable : de 15 cm o menos.

El montn se divide en cuatro partes (mtodo de cuarteo) y se escogen las dos partes opuestas (lados sombreados de la figura que se muestra a continuacin) para formar un nuevo montn ms pequeo. La muestra menor se vuelve a mezclar y se divide en cuatro partes nuevamente, luego se escogen dos opuestas y se forma otra muestra ms pequea. Esta operacin se repite hasta obtener una muestra de 50 kg de basura o menos.

Figura 3. Mtodo de cuarteo

1/4 1/4

1/4 1/4

1/4 1/4

1/4 1/4

1/4

1/4 1/4

1/4

Primer Montn


Se separan los componentes del ltimo montn y se clasifican en:

o Papel y cartn o Madera y follaje o Restos de alimentos o Plsticos o Metales o Vidrio o Otros (caucho, cuero, tierra, etc.).

Los componentes se van clasificando en recipientes pequeos que pueden ser de

50 litros.

Con ayuda de una balanza de menos de 10 kg, se deben pesar los recipientes pequeos vacos antes de empezar la clasificacin.

Una vez concluida la clasificacin, se pesan los recipientes con los diferentes componentes y por diferencia se saca el peso de cada componente.

Se calcula el porcentaje de cada componente teniendo en cuenta los datos del peso total de los residuos recolectados en un da (Wt) y el peso de cada componente (Pi):

100(%) xWP

Porcentajet

i=

Repetir el procedimiento durante los siete das que dura el muestreo de los residuos. Hay que recordar que de los ocho das iniciales que dura el muestreo, se elimina la muestra del primer da por considerarla til.

Para determinar el porcentaje promedio de cada componente, se efecta un promedio simple, es decir sumando los porcentajes de todos los das de cada componente y dividindolo entre los siete das de la semana.

Cuadro 1. Relacin de insumos para llevar a cabo el trabajo de caracterizacin

Actividad Cantidad Costo Zonificacin y determinacin de muestras

Adquisicin de plano de la zona urbana (digitalizado) Movilidad Informacin INE Impresiones y fotocopias

Realizacin de encuestas

Fotocopias Refrigerios Movilidad Capacitacin Tableros de encuestador (madera)


Actividad Cantidad Costo Lapiceros

Caracterizacin de residuos slidos domiciliarios

Capacitacin al personal municipal y seleccin del equipo de trabajo

Asistencia tcnica Compra de bolsas de polietileno de baja densidad (PELD) de 120 litros

Lmina de polietileno de 4x 4 metros Cilindros de metal de 200 litros de capacidad Cinta mtrica de 3 metros (wincha) Balanza electrnica de 25 kg de capacidad Tamiz de malla metlica (0,50 x 0,50) Stickers fosforescentes

Documents

anexo2 (1)