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INVESTIGACION DE OPERACIONES • Desarrollos Alfa posee 800 acres* de terreno en un lago escénico en el corazón de una sierra. Antes se aplicaban pocos o ningún reglamento a los nuevos desarrollos en torno al lago. Las orillas del mismo están hoy pobladas con casas de campo, y debido a la carencia de servicios de alcantarillado, hay muchas fosas sépticas, en su mayor parte mal instaladas. A través de los años, las filtraciones de las fosas sépticas ha ocasionado un grave problema de contaminación de agua. • Para mitigar el degradamiento de la calidad del agua, las autoridades municipales aprobaron reglamentos estrictos para todos los desarrollos en el futuro. 1. Sólo se pueden construir casas para una, dos y tres familias, y las casas unifamiliares deben ser al menos el 50% del total. 2. Para limitar la cantidad de fosas sépticas, se requieren tamaños mínimos de lote de 2, 3 y 4 acres para las casas con una, dos y tres familias, respectivamente. 3. Se deben establecer áreas de recreo de 1 acre cada una, en una proporción de una por 200 familias. 4. Para preservar la ecología del lago, no se debe bombear agua subterránea para uso doméstico ni de riego. • El presidente de Desarrollos Alfa estudia la posibilidad de desarrollar los 800 acres de la empresa. El nuevo desarrollo incluirá́ casas para una, dos y tres familias. Se estima que el 15% de los acres se debe asignar a calles y servicios comunitarios. Alfa estima que los ingresos por las diversas unidades de habitación serán Unidades de habitaciones Una Dos Tres Rendimiento neto por unidad 10,000 12,000 15,000 El costo de conectar el servicio del agua al área es proporcional a la cantidad de unidades construidas. Sin embargo, el municipio cobra un mínimo de $100,000 por el proyecto. Además, el aumento de la capacidad actual del sistema de abastecimiento de agua se limita a 200,000 galones por día, durante las temporadas pico. Los datos siguientes resumen el costo de conectar el servicio del agua, y también el consumo de agua, suponiendo familias de tamaño promedio: Unidades de habitación Una Dos Tres Parques y jardines Costo del servicio del agua por unidad ($) 1000 1200 1400 800 Consumo de agua por unidad (gal/día) 400 600 840 450 Representación matemática X1: Cantidad de casas unifamiliares X2: Cantidad de casas para dos familias X3: Cantidad de casas para tres familias X4: Cantidad de área de recreo La empresa debe decidir la cantidad de unidades de cada tipo de vivienda que va a construir, y también la cantidad de áreas de recreo que satisfaga el reglamento municipal. Se definen El objetivo de la empresa es maximizar el rendimiento total, esto es: Maximizar z = 10,000x1 + 12,000x2 + 15,000x3 Restricciones 1. Límite de uso de terreno. 2. Límite de cantidad de casas unifamiliares en relación con los demás tipos. 3. Límite de las áreas de recreo. 4. Costo del capital para el servicio de agua. 5. Límite del consumo diario de agua en temporadas pico. Estas restricciones se expresan matemáticamente como sigue: Uso del terreno 2x1 +3x2 +4x3 +1x4 ≤ 680 (=0.85*800 ) Casas unifamiliares 0.5x1+0.5x2+0.5x3 ≥ 0 Áreas de recreo 200x4-x1-2x2-3x3 ≥ 0 Costo del capital para el servicio de agua 1000x1 + 1200x2 + 1400x3 + 800x4 ≥ 100000 Consumo de agua 400x1 + 600x2 + 840x3 + 450x4 ≤ 100000 No negatividad X1 ≥ 0, x2 ≥ 0, x3 ≥ 0, x4 ≥ 0 X1 +1,2 x2 + 1,4 x3 + 0,8 x4 ≥ 100 0,4x1 + 0,6x2 + 0.84x3 + 0.54x4 ≤ 200 En formulación de modelos se aconseja poner atención al impacto del error de redondeo. En este modelo, los coeficientes de las restricciones 4 y 5 (costo del capital y consumo de agua) son comparativamente mucho mayores que la mayor parte de los coeficientes de las restricciones restantes. Esta situación puede conducir a un error de redondeo inconveniente, por parte de la máquina, causado por manipular coeficientes relativamente grandes y relativamente pequeños. En este ejemplo se puede rectificar este problema potencial reduciendo proporcionalmente, en 1000, todos los coeficientes de las restricciones 4 y 5; entonces queda
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