Estrategia de inspección impredecible para vertederos ilegales de RCD bajo un enfoque de juegos de Stackelberg

Abstract

El vertido ilegal en microbasurales es uno de los principales retos de las ciudades del Sur Global, donde la limitada capacidad de aplicación de la ley y la marginación socioespacial amplifican los riesgos medioambientales y para la salud. Los residuos de construcción y demolición (RCD) constituyen una parte importante del total de residuos y, cuando se eliminan de forma inadecuada, degradan los suelos y las masas de agua, propagan enfermedades y aumentan el riesgo de incendios, lo que afecta de manera desproporcionada a las comunidades de bajos ingresos y deteriora la calidad de vida. Aunque existen multas para disuadir este comportamiento, su efecto disuasorio es paliativo cuando las inspecciones de las autoridades son predecibles y sus recursos operativos son limitados. En este trabajo se aborda el problema del vertido ilegal en microbasurales utilizando un enfoque de juego de Stackelberg, en el que la autoridad (el líder) define la distribución espacial de las probabilidades de inspección en la red de microbasurales, y los contratistas (los seguidores) eligen el lugar de disposición que minimiza su costo esperado teniendo en cuenta el riesgo de ser inspeccionados. El problema se formula como un problema de programación de optimización lineal single-level. Se deriva una formulación equivalente de los esquemas de inspección impredecibles utilizando generación de columnas, en la que cada esquema de inspección tiene asociada una probabilidad de ser seleccionado. Simulamos la aplicación sistemática del esquema de inspección impredecible para determinar el intervalo de tiempo necesario para que los contratistas depositen sus residuos en los vertederos legales.

Illegal dumping in micro-dumps is one of the main challenges in Global South cities, where limited enforcement capacity and socio-spatial marginalization amplify environmental and health risks. Construction and demolition waste (CDW) constitutes a major share of total waste and, when improperly disposed, degrades soils and water bodies, spreads disease, and increases fire hazards, disproportionately affecting low-income communities and deteriorating quality of life. Although fines exist to inhibit this behavior, their deterrent effect is palliative when the authority inspections are predictable and its operational resources are limited. In this paper, we address the illegal dumping problem in micro-dumps using a Stackelberg game approach, where the authority (the leader) defines the spatial distribution of inspection probabilities on the microdumps network, and contractors (the followers) choose the disposal site that minimizes their expected cost considering the risk of being inspected. The problem is formulated as a single-level linear programming problem. We derive an equivalent formulation of unpredictable inspection schedule using column generation, where each inspection schedule has associated a probability of being selected. We simulate the systematic implementation of unpredictable inspection schedule to determine the time interval required for contractors to deposit their waste at legal disposal sites.