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DISEÑO DE MUESTRA APLICADO AL ESTUDIO DE RESIDUOS SÓLIDOS GENERADOS EN LAS INDUSTRIAS DE LA LOCALIDAD 19 DE BOGOTÁ D.C.
Isaac Huertas Forero ∗
Nelson Eduardo Rodríguez Montaña∗∗
Ángela Pardo Heredia∗∗∗
RESUMEN
Este articulo es la primera parte del proyecto de investigación “Identificación y Caracterización de los Residuos Sólidos Industriales Generados en la Localidad 19 de Bogotá D.C. y Diseño de Propuestas de Gestión” . La Localidad 19 conocida como Ciudad Bolívar es una división geográfica y político administrativa del Distrito Capital dentro de la cual encontramos una gran cantidad de empresas de diferentes sectores económicos diversas en tamaño, procesos industriales, tecnologías utilizadas y personal empleado, que generan en el desarrollo de sus actividades residuos sólidos industriales.
Mediante el Diseño Muestral se pretende obtener una muestra representativa de las industrias utilizando la Clasificación Industrial Internacional Uniforme para la industria manufacturera en la zona y seleccionando la variable aleatoria número de trabajadores en planta de producción como el parámetro común y uniforme de las empresas necesario para la estimación estadística.
Se utiliza la técnica de Muestreo Estratificado para determinar el número de empresas que hacen parte de la muestra y a las cuales se procede a intervenir para identificar y caracterizar sus residuos sólidos como antecedente para diseñar propuestas de gestión ambiental pertinentes.
*∗Estadístico. Estudios de Maestría en Investigación Operativa y Estadística con énfasis en Producción. Docente de Planta Universidad Católica. email: [email protected] *∗∗Ingeniero Industrial, Especialista en Ingeniería de la Producción. Estudios de Maestría en Investigación Operativa y Estadística con énfasis en Producción. Docente de Planta Facultad Tecnológica Universidad Distrital, en comisión como Director Unidad de Investigaciones. email: nel_rodrí[email protected]*∗∗∗Ingeniera Industrial, Especialista en Consultoría Ambiental. Docente de Planta Facultad Tecnológica Universidad Distrital. email: [email protected]
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ABSTRAC
This article is the first part of the project of investigation “Identification and Characterization of the Industrial Solid Residues Generated in the Locality 19th of Bogotá D.C. and Management Proposals Design”. The Locality 19th known as City Bolívar is an administrative political and geographical division of the Capital District inside which we find a large quantity of businesses of different diverse economic sectors in size, industrial processes, technologies utilized and personal employee that generate industrial solid residues products in the development of its activities.
Trough muestral design we pretend to obtain one representative sample of the industries using the uniform international industrial classification for the manufacturing industries in the zone and selecting random variable number of employees in the plant of production like a common and uniform parameter of the factories needed for the statistical estimation.
We use stratified sample technique to determine the number of factories which make part of the sample and which we proceed to investigate to identify and characterize his solids residues like antecedent to design pertinent offers to ambient management.
PALABRAS CLAVES
Diseño Muestral, Inferencia Estadística, Muestreo Aleatorio, Muestreo Estratificado, CIIU y Residuos Sólidos.
INTRODUCCIÓN
El presente artículo constituye la parte inicial del proyecto de investigación “Identificación y Caracterización de los Residuos Sólidos Industriales Generados en la Localidad 19 de Bogotá D.C. y Diseño de Propuestas de Gestión” que pretende a través de una muestra representativa de industrias de la zona, determinar cuales son y que características poseen los Residuos Sólidos generados por ellas, para luego mediante diferentes alternativas proponer métodos de gestión adecuados que minimicen su impacto y aportar elementos técnicos para desarrollar propuestas de Gestión Ambiental convenientes a las industrias y comunidad, acordes con la legislación ambiental.
Un aspecto fundamental para lograr el objetivo del proyecto, ha sido determinar el grupo de empresas que constituyen la muestra. Éste fue un proceso arduo de búsqueda de información y análisis que condujeron a la
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aplicación de la Clasificación Industrial Internacional Uniforme CIIU con el propósito de organizar las actividades económicas de las empresas, ubicadas en la Localidad 19 de Bogotá (Ciudad Bolívar).
Posteriormente se procedió a identificar las variables que permitieran seleccionar las industrias de la muestra, considerándose el Número de Personas Ocupadas, la variable más apropiada. Como resultado de este proceso se seleccionaron 34 empresas.
Luego se agruparon las industrias de cada actividad económica con el fin de poder aplicar la técnica de muestreo más pertinente a partir de la cual se identificarían los sectores económicos que conformarían la muestra.
Finalmente, se determinó el tamaño de la muestra que corresponde a 15 empresas: una que elabora productos de tabaco, 5 que fabrican productos de caucho y plástico y 9 que fabrican productos minerales no metálicos; las cuales se seleccionaron aleatoriamente dentro de cada una de las actividades económicas.
Haber podido establecer esta muestra permitió al grupo de investigación iniciar el proceso intervención para identificar y caracterizar los Residuos Sólidos Industriales generados en las industrias ubicadas en la Localidad 19 de Bogotá D.C.
OBJETIVO
Aplicar un Diseño Muestral que permita seleccionar un grupo representativo de las Industrias de la Localidad 19 de Bogotá D.C. que se constituirá en el objeto de estudio de un proyecto de investigación sobre Residuos Sólidos Industriales en este sector de la ciudad.
MARCO TEÓRICO
El Muestreo en los Proyectos de Investigación
Un aspecto estratégico en el desarrollo de proyectos de investigación es la obtención de la información acerca de las características de la población de estudio; sin embargo, no siempre es posible observar y hacer mediciones a todos los elementos que componen la población, por lo cual, se recurre a seleccionar sólo una parte de ella, es decir, a determinar una muestra, por métodos que permitan considerarla representativa; y así inferir acerca de esas características poblacionales de interés.
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Existen tres situaciones principales en las cuales es conveniente seleccionar una muestra , en lugar de toda la población, ellas son:
1. La población es inmensa y su estudio completo resulta demasiado costoso.
2. Existe suficiente homogeneidad o heterogeneidad en los elementos de la población con respecto a lo que se quiere medir, lo cual permite que una muestra adecuada contenga la información de interés necesaria al estudio.
3. El proceso de selección de la muestra es destructivo (por ejemplo, el control de calidad o en algunos estudios de poblaciones biológicas), lo cual obliga al análisis de sólo una parte de la población.
En las situaciones anteriores al hacer uso del muestreo se trata de optimizar los recursos disponibles (tiempo, dinero y personal) y evitar costos excesivos.
Otro motivo por el que se utiliza el muestreo es el control que se puede ejercer sobre la recolección de información, el cual es superior al que se lograría en el caso de la totalidad de la población.
Diseño Muestral
El Diseño Muestral incluye tanto el plan de muestreo como los procedimientos de estimación. El plan de muestreo es la metodología utilizada para seleccionar la muestra de la población. Los procedimientos de estimación son algoritmos o fórmulas usadas para obtener estimaciones de valores poblacionales y su confiabilidad a partir de los datos muestrales. La selección de un Diseño Muestral particular debe tener en cuenta qué variables van a medirse, qué estimaciones se requieren, qué niveles de confiabilidad y validez se necesitan y cuáles son las restricciones en cuanto a los recursos existentes.
Una vez se posee la información, ésta se debe procesar de manera adecuada para ser analizada estadísticamente. Es bueno recordar que se están “estimando” características de la población, y que, por tanto los resultados están sujetos a errores tanto de muestreo como de medición.
Esta etapa es muy importante y se debe contar con el suficiente tiempo y los recursos necesarios para llevarla a cabo adecuadamente.1
Residuos Sólidos Industriales
1 OSPINA. Introducción al Muestreo.
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Residuo industrial es cualquier material que resulta de un proceso de producción, transformación, uso, consumo o limpieza, cuando su propietario lo destina al abandono o se desprende de él.2
Los residuos industriales, es decir, los generados en una determinada actividad productiva pueden clasificarse en: residuos sólidos, efluentes líquidos y emisiones atmosféricas. Los residuos sólidos son de conformación densa, pueden ser retazos de productos, fracciones de insumos, piezas que son desechadas en el control de calidad, lodos que se encuentran en los fondos de los tanques o en las trampas de grasas y desarenadores, o material particulado en suspensión que escapan de los filtros de aire en una chimenea.3
Referencia de la Variable Número de Empleados en otros estudios
En el estudio “Diagnóstico y Caracterización de los Residuos Sólidos Producidos en el Parque Industrial de Santa Fe de Bogotá y Diseño del Sistema de Control Correspondiente”, realizado por Hidromecánicas Ltda. y el Departamento Técnico Administrativo del Medio Ambiente –DAMA, se analizaron diversas variables aleatorias relacionadas con la producción de residuos sólidos industriales: producción, energía, consumo de agua y número de personas ocupadas en planta de producción.
Una vez finalizado el análisis se escogió la variable correspondiente al número de personal ocupado por ser la más completa para cada industria y por tener un mismo tipo de unidad, lo que la convierten en el parámetro más completo para ser utilizado como predictor de la producción de residuos en las empresas industriales. Además, esta variable ha sido adoptada por todos los estudios sobre el tema investigado, a nivel nacional e internacional.
METODOLOGÍA DEL DISEÑO MUESTRAL Y TAMAÑO DE LA MUESTRA
Considerando que toda industria produce residuos sólidos y necesita mejorar su gestión ambiental, para seleccionar las empresas participantes en la investigación se inicio con la base de datos de la Cámara de Comercio de Bogotá de las industrias localizadas en la zona, con la información de la variable escogida. Por lo tanto, solo bastaba verificar que la industria se encontrara activa y que estuviera dispuesta a participar en el proyecto.
2 Fundación Universitaria Iberoamericana. Módulo 4:Gestión de Residuos Sólidos.3 PINTO. Manual para empresarios de la PYME.
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Posteriormente, es decir en la realización del proyecto cobran importancia otras variables como la capacidad de producción de la planta, la tecnología y materias primas utilizadas y el volumen de residuos sólidos generado.
Sistema de clasificación:
Con el propósito de clasificar las actividades económicas de las empresas ubicadas en la localidad 19, se utilizó una herramienta elaborada por la Organización de Naciones Unidas, revisada en Colombia por el Departamento Nacional de Estadística e implementada por las Cámaras de Comercio. Esta herramienta se denomina Clasificación Industrial Internacional Uniforme (CIIU) y aborda todas las actividades económicas realizadas por las empresas comerciales, industriales y de servicios, tiene como propósito agrupar las actividades similares por categorías que facilitan el manejo de información para el análisis estadístico y económico empresarial.
En la investigación se abordaron todas las actividades de las industrias manufactureras de la localidad, relacionadas en la tabla 1.
Nº NIVEL ACTIVIDAD
1 D15 Elaboración de productos alimenticios y de bebidas
2 D16 Fabricación de productos de tabaco
3 D17 Fabricación de productos textiles
4 D18 Fabricación de prendas de vestir; preparado y teñido de pieles
5 D19Curtido y preparado de cueros; fabricación de calzado; fabricación de artículos de viaje, maletas, bolsos de mano y similares; artículos de talabartería y guarnicionería.
6 D20Transformación de la madera y fabricación de productos de madera y de corcho, excepto muebles; fabricación de artículos de cestería y espartería
7 D21 Fabricación de papel; cartón y productos de papel y cartón
8 D22 Actividades de edición e impresión y de reproducción de grabaciones
9 D23 Coquización, fabricación de productos de la refinación del petróleo y combustible nuclear
10 D24 Fabricación de sustancias y productos químicos
11 D25 Fabricación de productos de caucho y de plástico
12 D26 Fabricación de otros productos minerales no metálicos
13 D27 Fabricación de productos metalúrgicos básicos
14 D28 Fabricación de productos elaborados de metal, excepto maquinaria y equipo
15 D29 Fabricación de maquinaria y equipo ncp
16 D30 Fabricación de maquinaria de oficina, contabilidad e informática
17 D32 Fabricación de equipo y aparatos de radio, televisión y comunicaciones
18 D33 Fabricación de instrumentos médicos, ópticos y de precisión y fabricación de relojes
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19 D34 Fabricación de vehículos automotores, remolques y semiremolques
20 D35 Fabricación de otros tipos de equipo de transporte
21 D36 Fabricación de muebles; industrias manufactureras ncp
22 D37 Reciclaje
Tabla 1. Clasificación de las Actividades Manufactureras
Para detallar el procedimiento de codificación utilizado, a continuación se presenta en la tabla 2 la estructura genérica y un ejemplo tipo, para una empresa fabricante de productos de plástico.
CÓDIGO CIIU D 25 21 00
Nivel 1 2 3 4*
Concepto Criterio Clasificación
Descripción general de la actividad
Naturaleza de la actividad industrial
Especificidad de la actividad
Orden o consecutivo de la actividad
Ejemplo Industria Manufacturera
Fabricación de productos de caucho y
plástico
Fabricaciones básicas de
plástico
Producción y transformación de películas flexibles
* En caso de no estar especificado, se aplica el genérico 00
Tabla 2. Ejemplo de la Codificación de una empresa.
POBLACIÓN OBJETO DE ESTUDIO, PARQUE INDUSTRIAL LOCALIDAD 19 DE BOGOTÁ D.C.
Dentro de la localidad se identificaron 236 empresas con la información de la variable aleatoria escogida, clasificándolas de acuerdo al CIIU, considerando que las empresas del sector son intensivas en mano de obra.
En la relación empresasempleados (Figura 1), se puede observar que sólo el 14% de ellas cuentan con un número de trabajadores superior a veinte, sin embargo, estas reúnen al 92.75% del total.
Figura 1. Relación EmpresasEmpleados.
Las empresas cuyos trabajadores sean el núcleo familiar o que cuenten con un número de trabajadores inferior a 20 personas, no son representativas en
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la generación de Residuos Sólidos Industriales, pues, no tomándolas en cuenta la disminución en el numero de trabajadores es de apenas un 7,25% (Figura 2).
Figura 2. Número de Trabajadores
Por lo tanto a continuación mostraremos las empresas preseleccionadas:
N° CIIU Industrias Localidad 19 Ciudad Bolívar PERSONAL
1 D152200 COMPAÑIA NACIONAL DE SEBOS LTDA CONALSEBOS 35
2 D160001 PROTABACO 850
3 D171004 HILAT S.A. 202
4 D174203 NIETO VERA S A NIVER S A 85
5 D174203 TAPISOL S A 113
6 D191000 COLCURTIDOS 120
7 D191000 INMACU S.A. 145
8 D241100 TAUROQUIMICA S A 21
9 D241101 CARBOQUIMICA S A 132
10 D242202 PINTURAS LUMITON 120
11 D242202 PINTUREQ 50
12 D242305 DANOVO LIMITADA 20
13 D251900 AMERICAN RUBBER DE COLOMBIA LTDA 115
14 D251909 INALGRIFOS S.A. 180
15 D252000 PLASTICOS SILVATRIM DE COLOMBIA S. A. 39
16 D252000 FILMTEX 136
17 D252100 PAVCO S A 113
18 D252100 MINIPAK S A 335
19 D252100 TUBOTEC S A 150
20 D269000 GRANITOS Y MARMOLES 145
21 D269301 LADRILLOS SUR LTDA 43
22 D269301 CERAMICA ARCILLA Y GRES CERAGRES 25
23 D269301 FABRICA SOLOGRES 28
24 D269301 FABRICA CERAGRES 25
25 D269301 FABRICA FURATENA 21
26 D269301 RUIZ MORENO Y CIA S EN C "LADRILLERA LAS TAPIAS" 75
27 D269301 LADRILLERA LOS MOCHUELOS LTDA 28
28 D269401 CONCRETOS PREMEZCLADOS S.A 180
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29 D269402 YESOS EL VENCEDOR 100
30 D291500 RAPISCOL S A 105
31 D292402 ASTECNIA S.A. 49
32 D342002 CARROCERIAS SUPERIOR 396
33 D342002 INDUSTRIAS METALICAS ARIAS SOSA MORA LTDA. A.S.M. LTDA 60
34 D369900 S L I COLOMBIA S A 353
Tabla 3. Empresas preseleccionadas.
DISEÑO MUESTRAL
Para obtener el número de empresas requeridas en el estudio se realizó una prueba piloto a los 34 sectores económicos presentes en Ciudad Bolívar (Tabla 3), basada en la técnica de muestreo aleatorio simple; seleccionando diez empresas con la variable de interés número de empleados, cuyo comportamiento es el siguiente:
N° ALEATORIO EMPRESA SELECCIONADA N° EMPLEADOS
0.736 26 75
0.936 32 396
0.539 19 150
0.413 15 39
0.500 17 546
0.777 27 28
0.665 23 28
0.306 11 50
0.055 2 850
0.225 8 21
Tabla 4. Aplicación Muestreo Aleatorio Simple.
De acuerdo a los datos de la tabla 4 el promedio de empleados por empresa se estima en 218 personas con una desviación estándar muestral S = 285.78 empleados; esta última estadística es demasiado amplia mostrando la heterogeneidad de la población, por lo que se concluye que este tipo de muestreo no es el más aconsejable para aplicar en este caso.
Por lo tanto, se adoptó la siguiente metodología para el diseño muestral: agrupar las actividades económicas teniendo en cuenta dos niveles del código CIIU y de esta forma, considerar un número total de empleados por
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actividad económica más amplio y enfocar la técnica de muestreo hacia un muestreo estratificado. Por lo cual se obtiene la siguiente clasificación:
CIIU N° EMPRESAS N° EMPLEADOS % DE EMPLEADOS
D15 1 35 0.71
D16 1 850 17.25
D17 3 400 8.12
D19 2 265 5.38
D24 5 343 6.96
D25 7 1501 30.46
D26 10 570 11.57
D29 2 154 3.13
D34 2 456 9.26
D36 1 353 7.16
Tabla 5. Aplicación Muestreo Estratificado.
De la anterior información (tabla 5) se observa que los sectores económicos que agrupan el mayor numero de empleados son:
CIIU N° EMPRESAS N° EMPLEADOS
D16 Fabricación de productos de tabaco 1 850
D25 Fabricación de productos de caucho y de plástico 7 1501
D26 Fabricación de otros productos no metálicos 10 570
Tabla 6. Actividades Económicas con mayor Número de Empleados.
Estos tres sectores económicos (tabla 6) se convierten en la población objetivo con 18 empresas, dado que los recursos económicos asignados al proyecto no permiten ampliar la cobertura del estudio a otros sectores.
Determinación del tamaño de la muestra
Para determinar el tamaño de la muestra dentro de la investigación, ella amerita la realización de un muestreo estratificado por afijación proporcional con un nivel de confianza del 95%.
Calculo del tamaño de la muestra
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Para cada sector económico escogido se calcula en la variable numero de empleados la desviación estándar
N° CIIU RAZÓN SOCIAL DE LA EMPRESA N° EMPLEADOS
N° EMPRESAS
DESVIACIÓN ESTÁNDAR
1 D160001 PROTABACO 850 1 0,00
2 D251900 AMERICAN RUBBER DE COLOMBIA LTDA 115 7 171,57
3 D251909 INALGRIFOS S.A. 180
4 D252000 PLÁSTICOS SILVATRIM DE COLOMBIA S. A. 39
5 D252000 FILMTEX 136
6 D252100 PAVCO S A 546
7 D252100 MINIPAK S A 335
8 D252100 TUBOTEC S A 150
9 D269000 GRANITOS Y MARMOLES 145 10 57,03
10 D269301 LADRILLOS SUR LTDA 43
11 D269301 CERÁMICAu ARCILLA Y GRES CERAGRES 25
12 D269301 FABRICA SOLOGRES 28
13 D269301 FABRICA OCHOA 25
14 D269301 FABRICA FURATENA 21
15 D269301 RUIZ MORENO "LADRILLERA LAS TAPIAS" 75
16 D269301 LADRILLERA LOS MOCHUELOS LTDA 28
17 D269401 CONCRETOS PREMEZCLADOS S.A 180
18 D269402 YESOS EL VENCEDOR 100
Tabla 7. Desviación Estándar.
En el caso de las empresas de fabricación de productos de caucho y de plástico (CIIU D25), se observa que su desviación estándar es amplia, debido a que varias de ellas presentan un gran número de empleados, lo cual afecta la magnitud de la desviación; pero, ello refleja la variabilidad de número de empleados de las empresas que componen el estrato.
La muestra (n), se obtuvo de la siguiente manera:
Formula
n = tamaño de la muestra
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σ ι = desviación estándar de la muestra
N = población
D = e2/4
e = error
ϖ ι = ponderación o peso del estratoN1=1N2=7N3=10
N = 18
⇒
Cálculos
Tamaño de la muestra por estrato
N° CIIU EMPRESAS
1 D16 1
2 D25 5
3 D26 9
Tabla 8. Tamaño de la Muestra por Estrato.
Por último, se seleccionó aleatoriamente dentro del sector económico las empresas que son la muestra dentro del estrato, obteniendo el siguiente
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grupo de empresas de la localidad:
N° CIIU RAZON SOCIAL DE LA EMPRESA N° EMLEADOS N° EMPRESAS
1 D160001 PROTABACO 850 1
2 D251900 AMERICAN RUBBER DE COLOMBIA LTDA 115 5
3 D252000 FILMTEX 136
4 D252100 PAVCO S A 546
5 D252100 MINIPAK S A 335
6 D252100 TUBOTEC S A 150
7 D269000 GRANITOS Y MÁRMOLES 145 9
8 D269301 LADRILLOS SUR LTDA 43
9 D269301 CERÁMICA ARCILLA Y GRES CERAGRES 25
10 D269301 FABRICA SOLOGRES 28
11 D269301 FABRICA OCHOA 25
12 D269301 FABRICA FURATENA 21
13 D269301 RUIZ MORENO "LADRILLERA LAS TAPIAS" 75
14 D269401 CONCRETOS PREMEZCLADOS S.A. 180
15 D269402 YESOS EL VENCEDOR 100
Tabla 9. Muestra Seleccionada.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
El muestreo aleatorio simple no fue aplicado, debido a la heterogeneidad de la variable escogida, siendo necesario utilizar el muestreo estratificado por afijación proporcional, donde los estratos son los tres sectores económicos elegidos para la investigación.
Aplicado el muestreo estratificado por afijación proporcional se seleccionaron 15 empresas asignando a cada estrato, una del D16, 5 del D25 y 9 del D26 (Tabla 10). Siendo estas la composición de la muestra definitiva a intervenir dentro del proyecto.
Las empresas seleccionadas son:
CIIU RAZÓN SOCIAL DE LA EMPRESA
D16 PROTABACO
D25 AMERICAN RUBBER DE COLOMBIA LTDA
FILMTEX
PAVCO S A
MINIPAK S A
13
TUBOTEC S A
D26 GRANITOS Y MÁRMOLES
LADRILLOS SUR LTDA
CERÁMICA ARCILLA Y GRES CERAGRES
FABRICA SOLOGRES
FABRICA OCHOA
FABRICA FURATENA
RUIZ MORENO "LADRILLERA LAS TAPIAS"
CONCRETOS PREMEZCLADOS S.A.
YESOS EL VENCEDOR
Tabla 10. Muestra Seleccionada.
CONCLUSIONES
• El Diseño Muestral utilizado para determinar la muestra de las Industrias de la Localidad 19 permitió definir un plan de muestreo y su procedimiento de estimación, lo que se concreta en seleccionar 15 Industrias de las 236 identificadas.
• os Sectores Económicos que agrupan el mayor número de personas empleadas en la Localidad 19 de Bogotá D.C. son los dedicados a la fabricación de productos de tabaco, productos de caucho y plástico y elaboración de productos no metálicos. (Tabla 8)
• La técnica de muestreo más eficiente fue la de Muestreo Estratificado por afijación proporcional, donde los estratos son los sectores económicos de las Industrias, los que se consideran conjuntos disyuntos por sus características.
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INFOGRAFIA
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