A Hybrid Decision Tool for Site Selection of Construction and Demolition Waste (CDW) Facilities in Developing Countries

Abstract

Abstract: Construction and demolition waste (CDW) is a growing waste stream in the world. The implementation of the circular economy for its management requires decision-making tools based on multiple criteria to identify the most appropriate location for a CDW recycling facility. However, technical, economic, and social criteria do not have the same objectives. This research proposes a hybrid decision tool for site selection for CDW facilities in developing countries applying a multi-criteria analysis complemented by an economic evaluation. To accomplish this purpose, Geographic Information Systems (GIS), Fuzzy-Analytical Hierarchy Process (FAHP), Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS), and Monte Carlo simulation were used to rank the potential facility sites. Three criteria and nineteen sub-criteria were considered and weighted by experts. The results showed that: i) the technical criterion (55%) predominated over the social criterion (45%), with CDW quality (14.9%) and social acceptability (14.2%) sub-criteria, respectively; ii) the Monte Carlo simulation evidenced the feasibility of CDW treatment facility with a 94% probability that the Net Present Value (NPV) will be greater than $147,518. The results provide a theoretical basis for site selection of CDW management facility and tools for defining public policies for CDW utilization. Highlights: • A hybrid decision tool was developed for CDW recycling facility location. • 19 social, technical and economic sub-criteria were defined. • The tool was validated with a case study based in Colombia. • CDW quantity and operational costs have the greatest uncertainty about the NPV. • Economic indicators show feasibility of CDW with an NPV of $989,634. © 2023, The Author(s), under exclusive licence to Springer Nature Switzerland AG.

Resumen: Los residuos de construcción y demolición (RCD) son un flujo de residuos creciente en el mundo. La implementación de la economía circular para su gestión requiere herramientas de toma de decisiones basadas en múltiples criterios para identificar la ubicación más adecuada para una instalación de reciclaje de RCD. Sin embargo, los criterios técnicos, económicos y sociales no tienen los mismos objetivos. Esta investigación propone una herramienta de decisión híbrida para la selección de sitios para instalaciones de CDW en países en desarrollo aplicando un análisis multicriterio complementado con una evaluación económica. Para lograr este propósito, se utilizaron Sistemas de Información Geográfica (SIG), Proceso de Jerarquía Analítica Difusa (FAHP), Técnica de Orden de Preferencia por Similitud con la Solución Ideal (TOPSIS) y simulación de Monte Carlo para clasificar los sitios potenciales de las instalaciones. Los expertos consideraron y ponderaron tres criterios y diecinueve subcriterios. Los resultados mostraron que: i) el criterio técnico (55%) predominó sobre el criterio social (45%), con subcriterios de calidad del TID (14,9%) y aceptabilidad social (14,2%), respectivamente; ii) la simulación de Monte Carlo evidenció la viabilidad de una instalación de tratamiento de CDW con un 94% de probabilidad de que el Valor Actual Neto (VAN) sea superior a $147,518. Los resultados proporcionan una base teórica para la selección del sitio de instalación de manejo de CDW y herramientas para definir políticas públicas para la utilización de CDW. Aspectos destacados: • Se desarrolló una herramienta de decisión híbrida para la ubicación de instalaciones de reciclaje de CDW. • Se definieron 19 subcriterios sociales, técnicos y económicos. • La herramienta fue validada con un estudio de caso basado en Colombia. • La cantidad de CDW y los costos operativos tienen la mayor incertidumbre sobre el VPN. • Los indicadores económicos muestran la viabilidad del CDW con un VAN de $989,634. © 2023, El(los) Autor(es), bajo licencia exclusiva para Springer Nature Switzerland AG.