Fuzzy SIWEC and Fuzzy RAWEC Methods for Sustainable Waste Disposal Technology Selection

Resumo

A rápida industrialização, o crescimento populacional e a gestão inadequada de resíduos têm gerado desafios ambientais e econômicos significativos. Essas questões reforçam a necessidade de tecnologias de disposição eficazes para mitigar riscos à saúde pública, reduzir as emissões de gases de efeito estufa e promover a recuperação de recursos. Este estudo tem como objetivo determinar a tecnologia sustentável de disposição de resíduos sólidos mais adequada para a Instalação de Disposição de Resíduos Sólidos de Çivril, planejada na província de Denizli. Para avaliar oito alternativas de disposição – aterro sanitário (A1), compostagem (A2), biometanização (A3), incineração (A4), gaseificação (A5), tratamento por plasma (A6), pirólise (A7) e combustível derivado de resíduos (CDR) (A8) –, foram empregados métodos de Tomada de Decisão Multicritério (MCDM) baseados em lógica fuzzy: o Simple Weight Calculation (SIWEC) e o Ranking Alternatives with Weights of Criterion (RAWEC). Doze critérios, incluindo impacto ambiental, conformidade legal e custos operacionais, foram ponderados pelo Fuzzy SIWEC, enquanto as alternativas foram ordenadas pelo Fuzzy RAWEC. Os resultados indicaram a compostagem (A2) como a tecnologia mais adequada, enquanto o CDR (A8) apresentou o pior desempenho. A validação por comparação com outros métodos MCDM (F-TOPSIS, F-SAW, F-MABAC e CORASO) demonstrou alta consistência. A análise de sensibilidade confirmou que a compostagem (A2) e a gaseificação (A5) mantiveram posições estáveis nos diferentes cenários, enquanto as posições dos demais métodos variaram conforme as preferências dos tomadores de decisão. O uso integrado dos métodos SIWEC e RAWEC baseados em lógica fuzzy constitui uma estrutura confiável e sistemática para a tomada de decisão na gestão sustentável de resíduos.

Abstract

Rapid industrialization, population growth, and poor waste management have led to significant environmental and economic challenges. These issues underscore the need for effective disposal technologies to mitigate public health risks, reduce greenhouse gas emissions, and promote resource recovery. This study aims to determine the most suitable sustainable solid waste disposal technology for the planned Çivril Solid Waste Disposal Facility in Denizli Province. To evaluate eight disposal alternatives: landfilling (A1), composting (A2), biomethanization (A3), incineration (A4), gasification (A5), plasma treatment (A6), pyrolysis (A7), and refuse-derived fuel (RDF) (A8), we employed fuzzy-based Multi-Criteria Decision-Making (MCDM) methods: the Simple Weight Calculation (SIWEC) and Ranking Alternatives with Weights of Criterion (RAWEC). Twelve criteria, including environmental impact, legal compliance, and operational costs, were weighted using Fuzzy SIWEC, while the alternatives were ranked using Fuzzy RAWEC. The results identified composting (A2) as the most suitable technology, whereas RDF (A8) performed the worst. Validation through comparison with other MCDM methods (F-TOPSIS, F-SAW, F-MABAC, and CORASO) demonstrated high consistency. Sensitivity analysis confirmed that composting (A2) and gasification (A5) maintained stable rankings across different scenarios, while the rankings of other methods varied depending on decision-maker preferences. The integrated use of fuzzy-based SIWEC and RAWEC provides a reliable and systematic framework for sustainable waste management decision-making.