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Este trabajo presenta un modelo multicriterio para la optimización de las variables económicas, impacto ambiental y satisfacción al cliente del proceso de gestión integral de los residuos sólidos urbanos, el cual facilita que se promuevan acciones de mejora sistemática de las variables o factores que intervienen en el proceso. El modelo permite generar información para la toma de decisiones por parte de las autoridades municipales, siendo un caso práctico el cantón de Quevedo de Ecuador. Para lograrlo, se procede a hacer un diagnóstico de las condiciones actuales del proceso de generación, transporte, separación, tratamiento, compostaje y disposición final de los residuos sólidos urbanos, luego se identifican los indicadores que servirán para la gestión actual del proceso y posteriormente se elabora el modelo multicriterio en el cual se incluyen cuatro funciones objetivas cuya meta es la optimización del problema, considerando una serie de restricciones en cada uno de los procesos mencionados anteriormente. El resultado obtenido permite minimizar el costo, minimizar el uso de transporte, maximizar el ahorro del impacto ambiental y maximizar la satisfacción al cliente.