| 1.
INTRODUCCION Dentro del proceso de planificación y desarrollo de
los puertos en general y de las terminales en particular, la determinación del número de
sitios de atraque posee una importancia vital.
Las técnicas existentes hoy en día para resolver este problema se basan en métodos que
van de lo más simple a lo más sofisticado, justificando el uso de cada una de ellas la
complejidad del problema que se esté abordando.
Los métodos mencionados pueden ser puntualizadas conforme el siguiente menú:
- Métodos empíricos
: se emplean a nivel de anteproyecto y tienen en cuenta
parámetros de productividad promedio de muelles ubicados en distintos lugares del mundo,
por ejemplo; para carga general full palletizada 900 ton/barco-día; contenedores de
ultramar 450 T.E.Us/barco-día; productos forestales 1.500 ton/barco-día; aceros y
metales 2.000 ton/barco-día; etc.
- Métodos basados en la Teoría de las Colas de Espera:
se emplean para sistemas
portuarios o terminales de configuración simple con un nivel de tráfico intenso.
- Métodos basados en los Modelos de Simulación:
se emplean para sistemas
portuarios o terminales de compleja configuración con un nivel de tráfico intenso.
En esta presentación se tratará específicamente el tercer método,
esto es la aplicación de los Modelos de Simulación para el estudio y análisis del
comportamiento de los puertos y/o terminales.
2. LOS MODELOS DE SIMULACION
Las simulaciones son empleadas para realizar estudios de partes
coherentes del mundo real, denominadas "sistemas", por medio de la
experimentación con modelos que representan esos sistemas.
Con estas simulaciones se puede obtener un mayor conocimiento e interpretación de los
fenómenos que se manifiestan en los sistemas, mejorando el control de los mismos y
obteniendo sensibles beneficios en su operación.
La complejidad de un sistema está relacionada con el grado de paralelismo de los eventos
que en él se manifiestan. Considerando que el ser humano no puede controlar la conducta
de más de cuatro componentes de un sistema que se encuentre llevando a cabo operaciones
en forma simultánea, existen dos formas de efectuar el seguimiento de los mismos:
- A través del denominado método del "Perro Guardián".
- A través de los modelos de simulación.
El método del "Perro Guardián" permite realizar cambios
relativamente pequeños y en forma cronológica a las variables del sistema, los cuales
deberían ser sumamente simples, de manera tal que permitieran al "Perro
Guardián" alertar las consecuencias motivadas por dichos cambios.
El segundo método se basa en principios científicos mucho más sólidos. En realidad
toda la ciencia se basa en modelos de la realidad, a través de los cuales somos capaces
de determinar las consecuencias de los cambios. Sin esta herramienta deberíamos observar
al sistema desde afuera, colectando unos pocos datos sueltos (generalmente no relevantes
para nuestro interés) como respuesta de su funcionamiento.
2.1 El Sistema Portuario
Desde el punto de vista de las simulaciones de sistemas de servicios
mediante el uso de computadoras, se puede definir al "sistema portuario" como un
grupo de componentes o entidades, interdependientes e interactuantes, vinculados entre
sí, con el fin de llevar a cabo una función específica.
Esta definición se aleja bastante de aquellas tradicionalmente utilizadas para precisar
el concepto de "puerto", aunque si se analiza en detalle, se podría llegar a
concluir que se ajusta en buena medida al mecanismo de funcionamiento de una terminal o
grupo de terminales portuarias. Por ejemplo:
- Los "buques" pueden ser identificados como los COMPONENTES ó ENTIDADES
del sistema, caracterizados por su comportamiento eminentemente azaroso (randomness), tal
como se manifiesta, por ejemplo, a través de la estructura de sus arribos - en general de
tipo irregular - al puerto.
- Las actividades de dichos "buques" (COMPONENTES ó ENTIDADES) pueden
ocasionar fuertes impactos en el resto de las embarcaciones u otros usuarios presentes en
el sistema, verificándose de esta manera, un alto grado de relación entre sus
actividades (INTERACCIONES).
Según el grado de complejidad del comportamiento de los COMPONENTES ó
ENTIDADES actuantes, como así también del número de sus INTERACCIONES, diferentes
serán las herramientas que se podrán destinar a resolver los problemas de
interpretación del funcionamiento del sistema.
Los sistemas simples (pocas clases de componentes y funcionamiento sencillo) pueden
analizarse mediante la ayuda de programas elaborados directamente con las conocidas
planillas electrónicas de cálculo (Excel, Lotus, etc.).
A medida que la complejidad del sistema se incrementa será necesario acudir a
herramientas más evolucionadas, tal el caso de las simulaciones Monte Carlo, la
programación lineal, los modelos matemáticos y los modelos de simulación.
Un modelo de simulación es la representación de un sistema real, en nuestro caso el
sistema portuario, sobre el cual puede experimentarse, con el objeto de interpretar su
comportamiento ante los cambios en su estructura o entorno.
Antiguamente, los modelos de simulación eran relativamente simples, limitándose su grado
de complejidad a la habilidad de los programadores para llevar adelante operaciones que se
incrementaban fuertemente a medida que crecía el número de componentes o entidades
actuantes en el sistema. A su vez, si cada uno de estos componentes o entidades generaba
una cantidad importante de interacciones, entonces la situación se tornaba rápidamente
inmanejable, abortando cualquier intento de simular sistemas mucho más complejos.
Con la aparición de las computadoras personales, este inconveniente se fue superando,
dada la posibilidad que los procesadores brindan, no sólo de realizar un elevado número
de operaciones en fracciones de segundo, sino también -con una adecuada programación- de
manejar un elevado número de interacciones, resultando esto, en la generación de modelos
mucho más confiables, potentes y económicos de experimentar.
Por estas razones, los modelos de simulación actuales pueden representar sistemas de
elevada complejidad y de comportamiento dinámico, sin mayores inconvenientes.
2.2 Lenguajes utilizados en la confección de los modelos de simulación
Los modelos deben ser estructurados de manera tal, que los mismos
puedan ser interpretados por las herramientas de proceso utilizadas, esto es, las
computadoras. Inicialmente, los modelos de simulación fueron escritos en lenguajes de
programación de tipo "multipropósito", siendo el más común el
reconocido FORTRAN. Si bien estos lenguajes permitían desarrollar modelos de cierta
complejidad, el esfuerzo y la habilidad requerida de los potenciales modeladores, hacía
que éstos se desalentaran rápidamente.
Posteriormente, y con el objeto de simplificar la tarea de los modeladores, surgen, en la
década del ´60, los llamados "lenguajes de simulación", como el SIMSCRIPT y
el GPSS. Estas herramientas, a pesar de ofrecer comandos específicos para manejar la
lógica de las colas, el nacimiento y desaparición de los distintos componentes o
entidades, sus características y la forma de prestar servicios en los distintos puestos
de trabajo, y otros, requerían experimentados modeladores y abundante tiempo de
elaboración, si se deseaba desarrollar modelos de cierta complejidad.
Con el fin de reducir estos inconvenientes, los lenguajes continuaron con su evolución,
apareciendo en el mercado, softwares de programación más específicos, los que en
realidad, eran optimizaciones de los lenguajes tradicionales de simulación. Entre los
más difundidos se pueden citar los siguientes: SIMAN, SLAM y PROSIM.
A medida que los beneficios de la simulación se fueron expandiendo en el campo de la
ingeniería de los sistemas de servicio, comenzaron a aparecer los denominados
"paquetes de simulación o simuladores", especialmente diseñados para construir
modelos de determinados sistemas, en forma más expeditiva.
Con estos paquetes, es posible seleccionar, desde un menú de actividades específicas ya
diseñadas, las que más se adapten al problema en particular que quiera analizarse. Si
bien esto resulta más sencillo, comparado con la programación tradicional, el problema
radica en que son demasiado rígidos como para ser aplicados a cualquier sistema, en
especial si este posee una lógica de funcionamiento demasiado compleja. Pueden citarse,
como aplicaciones dirigidas a sistemas de proceso, los paquetes SIMFACTORY y XCELL.
Los desarrollos subsiguientes estuvieron dirigidos a la integración de la flexibilidad,
aportada por los lenguajes específicos, y la facilidad de uso, incorporada por los
paquetes de simulación. Estos nuevos softwares de simulación han incrementado
sustancialmente el rango de sistemas que pueden ser analizados mediante esta metodología.
WITNESS y PROMODEL, podrían ser citados como ejemplos representativos de este tipo de
simuladores, también denominados "de cuarta generación".
Estas nuevas herramientas han reducido notablemente el esfuerzo requerido para desarrollar
un modelo, permitiendo al usuario tomar ventaja del entorno gráfico del sistema operativo
WINDOWS de Microsoft, bajo el cual funcionan, por lo que no es necesario contar con una
gran experiencia previa para incursionar en tareas de modelación.
Su sencilla lógica de programación, así como su capacidad para asignar una gran
variedad de atributos a los componentes del sistema e incorporar rutinas externas, a lo
que se debe sumar la importante evolución en el desarrollo de las animaciones gráficas,
han resultado de gran utilidad, no sólo en el campo de la interpretación del
funcionamiento de los sistemas, sino también en la etapa de los procesos de verificación
y validación del modelo.
2.3 Estructura de un Modelo de Simulación
Sería prácticamente impensado, por ejemplo, tratar de construir un
edificio sin una serie de planos o escribir un libro sin un esquema previo de su
contenido. De igual manera, el diseñador de un modelo de cierta complejidad, no
iniciaría la confección del mismo escribiendo directamente las instrucciones en su
computadora, sino que, previamente, transitaría una serie de pasos lógicos,
desarrollados con el fin de asumir una mayor comprensión del funcionamiento general del
sistema a estudiar. Dicha secuencia, como así también la interacción entre los citados
pasos, pueden observarse en la Figura Nº 1.
3. ESTUDIO DE CASO EL SISTEMA PORTUARIO DE BAHIA BLANCA, ARGENTINA
Dentro del marco de los denominados Proyectos para Grupos de
Investigación (PGI) existentes en el ámbito de la Universidad Nacional del Sur y
contando con un puerto de las características del de Bahía Blanca en la zona de
aledaña, se llevó adelante un proyecto orientado a demostrar la factibilidad de aplicar
la teoría de los modelos de simulación a un sistema de servicios de tipo real.
Para ello, se contó con la inestimable colaboración del ente que
conduce al complejo portuario -el Consorcio de Gestión del Puerto de Bahía Blanca- el
que aportó los datos de base necesarios para proceder con el proyecto.
A los efectos de tomar conocimiento de la dimensión del complejo
portuario de Bahía Blanca, se describen a continuación, las instalaciones y
características físicas más importantes del mismo.
3.1 El Puerto de Bahía Blanca
El puerto de Bahía Blanca comprende un conjunto de instalaciones
diseminadas a lo largo de 25 Km. sobre la costa norte del estuario de Bahía Blanca
(Figuras Nº 2 y Nº 3).
Su vía de acceso está constituida por un canal de 190 m. de ancho de
solera y 97 Km. de extensión, el que permite la navegación de buques de hasta 45´
(13.71 m.) de calado. El mismo cuenta con un moderno sistema de balizamiento, el que
posibilita dicha navegación durante las 24 horas.
Ingresando desde el Océano Atlántico hacia el oeste y sobre la costa
norte del estuario, se encuentran, según el orden de aparición, las monoboyas (SBM) para
la carga/descarga de hidrocarburos, ubicadas en Punta Ancla y Punta Cigüeña; el muelle
comercial de Puerto Rosales y la Base Naval Puerto Belgrano, principal apostadero de la
flota de guerra de la Armada Argentina.
Continuando la navegación hacia el interior del estuario, se pueden
observar las instalaciones que constituyen el Puerto de Ingeniero White, entre las cuales
se encuentra, en primer lugar, el muelle de la central termoeléctrica Luis Piedrabuena,
originalmente construido para la recepción de carbón para el funcionamiento de la misma,
aunque posteriormente adaptado para la carga de cereales. A continuación se hallan las
instalaciones especializadas para la carga de cereales y subproductos, y hacia el oeste
los muelles para cargas generales.
En la zona denominada Cangrejales se encuentran los muelles de la
planta de fertilizantes de la empresa Profertil S.A. y de la planta separadora de gases de
la Compañía Mega S.A.
Adentrándose en el estuario, se ubica Puerto Galván, constituido por
diversos muelles destinados a cereales y subproductos, carga general y combustibles
líquidos y gaseosos.

Figura Nº 1 - Secuencia de
diseño de un Modelo de Simulación
3.2 Puerto de Ingeniero White
Dentro del Puerto de Ingeniero White
pueden distinguirse dos áreas netamente diferenciadas en función del tipo de mercadería
con la que operan. Ver mapa
El área destinada a la carga de cereales y
subproductos, la que está constituida por las terminales que operan las firmas
Glencore-Toepfer U.T.E., Terminal Bahía Blanca S.A. y Cargill S.A.I.C.
Hacia el oeste, encontramos el área destinada al movimiento de
mercaderías generales (Muelle Ministro R. Carranza), la que cuenta con amplias
instalaciones de almacenaje. Este sector se desarrolló originalmente a partir del flujo
de cargas enfriadas y congeladas, especialmente frutas y pescado, razón por la cual se
halla dotado de una excelente capacidad frigorífica.
Actualmente se encuentra en construcción un muelle multipropósito
para el manipuleo de cargas generales convencionales, bultos pesadas y contenedores, cuyo
emplazamiento se encuentra en cercanías del actual Sitio 21.
3.3 Puerto Galván
Este sector fue desarrollado a principios de siglo como terminal
cerealera por el ferrocarril Pacífico y posteriormente ha ido diversificando su actividad
operativa.
Entre sus instalaciones encontramos, en primer lugar, una terminal de
cereales y subproductos, operada por la firma Oleaginosa Moreno Hnos. S.A.; y una zona
destinada a mercaderías generales, que cuenta con grúas eléctricas de pórtico de 35
ton. de capacidad máxima, aptas para trabajar con gancho, grampa para graneles y spreader
para contenedores.
Seguidamente, se ubica la denominada Posta para Inflamables,
especializada en combustibles líquidos y gaseosos y productos petroquímicos, que cuenta
con 2 sitios de atraque (Posta Nº 1 y Nº 2).
3.4 Desarrollo del Modelo - Esquematización
En primer lugar se procedió a esquematizar el sistema, esto es,
simplificar la estructura del puerto de manera tal de conservar los elementos cuya
ausencia pudiera llegar a modificar sustancialmente los resultados de la aplicación,
eliminando aquellos sin trascendencia.
Esta esquematización se llevó a cabo en cuatro campos fundamentales:
tipos de buques; canal de acceso; sitios de atraque y fondeaderos; y círculos de giro (Figura 4)
Se consideraron catorce (14) tipos de buques, los cuales se ingresaron
al sistema como entidades (ENTITIES), conforme a la siguiente nomenclatura específica:
- CRUDEOILSHIP PUNTA ANCLA
- CRUDEOILSHIP PUNTA CIGUENA
- GRAINSHIP UTE
- GRAINSHIP TBB 56
- GRAINSHIP TBB 78
- GRAINSHIP TBB 9
- GRAINSHIP CARGILL
- GCARGOSHIP MCG 17.18.19
- GCARGOSHIP MCG 20
- MULTIPSHIP 5 PG
- MULTIPSHIP 6 PG
- GRAINSHIP MORENO PG
- OILSHIP POSTA1 PG
- CHEMSHIP POSTA 2 PG
Cada uno de ellos ingresa al sistema con una serie de atributos o
características propias, tales como, eslora entre perpendiculares (LENGTH), manga (BEAM),
carga/descarga (LOAD/UNLOAD), calado de entrada (DRAUGHT_IN), calado de salida
(DRAUGHT_OUT) y tiempo de servicio (SERVICE_TIME).
La secuencia de arribos para cada una de las clases
(ARRIVALS) puede ser ingresada siguiendo un patrón secuencial según una curva
estadística conocida (Poisson, Normal, Exponencial, Beta, etc.) o según una tabla de
distribución diseñada por el modelador.
A su vez, cada uno de los atributos, puede ser asociado a
cada buque que ingresa al sistema, según un muestreo al azar de curvas estadísticas
conocidas, funciones tabuladas o fórmulas matemáticas.
El canal de acceso al puerto de Bahía Blanca tiene una extensión de
97 km., tal lo citado anteriormente, a lo largo del cual la navegación posee
restricciones al sobrepaso y encuentro de buques, según los tramos, tomando como
parámetro de comparación las dimensiones de su manga.
Buques con mangas menores de 25 m. no poseen restricción alguna para
sobrepaso y encuentro, en tanto que aquellos con mangas mayores, solamente tendrán
permitido el encuentro o adelantamiento a otro buque, en los siguientes tramos:
- Par de Boyas 10 a 12.
- Par de Boyas 17 a 22.
En cuanto a la restricción por la incompatibilidad entre el calado del
buque y la profundidad variable del tirante de agua en el canal, por efecto de la marea,
la misma no se tuvo en cuenta en forma directa, ya que se ha verificado que la gran
mayoría de las embarcaciones en posición de salida (cargadas), esperan el nivel de marea
adecuado en muelle, regulando el ritmo de carga, para salir "montando" la
onda de marea, y evitar, de esta manera, la espera en el fondeadero ubicado a la altura de
la Boya 11.
Por lo tanto, las consecuencias de este efecto fueron indirectamente
incorporadas dentro del tiempo de servicio (SERVICE_TIME) de cada una de las
embarcaciones.
De acuerdo a ello, y considerando algunas características particulares
de la navegación en el acceso y salida del complejo portuario de Bahía Blanca, el canal
fue esquematizado dividiéndolo en diferentes tramos, los que fueron tratados, en el
lenguaje de simulación, como colas de espera:
- Tramo 1: Boya Faro - Boya 10 (OUTERQ_BUOY10)
- Tramo 2: Boya 10 - Boya 12 (BUOY10_BUOY12)
- Tramo 3: Boya 12 - Boya 17 (BUOY12_BUOY17)
- Tramo 4: Boya 17 - Boya 20 (BUOY17_BUOY20)
- Tramo 5: Boya 20 - Boya 22 (BUOY20_BUOY22)
- Tramo 6: Boya 22 - Boya 32 (BUOY22_BUOY32)
- Tramo 7: Boya 32 - Círculo de Giro 1 de Ing. White (BUOY32_IW1)
- Tramo 8: Círculo de Giro 1 de Ing. White - Círculo de Giro 2 de Ing. White (IW1_IW2)
- Tramo 9: Círculo de Giro 2 de Ing. White - Círculo de Giro Pto. Galván (IW2_PG)
Estos tramos fueron tratados como vías de navegación de doble mano
(IN_OUT), evaluándose las restricciones para cada uno de ellos, en el momento del ingreso
del buque a cada tramo.
Los sitios de atraque (LOCATIONS) considerados, coinciden en general,
con los tipos de buques generados en el sistema, esto es, cada buque se asocia con un
lugar específico de operaciones, dejando de lado los cambios de sitio de una misma
embarcación, movimientos muy escasos en el Puerto de Bahía Blanca.
Por lo tanto, en la esquematización del sistema, pueden identificarse
los siguientes sitios:
- Punta Ancla (PUNTA_ANCLA_BERTH)
- Punta Cigüeña (PUNTA_CIGUENA_BERTH)
- Glencore-Toepfer UTE (UTE_BERTH)
- Terminal Bahía Blanca - Sitio 5/6 (TBB_56_BERTH)
- Terminal Bahía Blanca - Sitio 7/8 (TBB_78_BERTH)
- Terminal Bahía Blanca - Sitio 9 (TBB_9_BERTH)
- Cargill (CARGILL_BERTH)
- Muelle de Carga General - Sitios 17, 18 y 19 (MCG_17_18_19_BERTH)
- Muelle de Carga General - Sitio 20 (MCG_20_BERTH)
- Sitio 5 - Pto. Galván (MULTIP_5_BERTH)
- Sitio 6 - Pto. Galván (MULTIP_6_BERTH)
- Moreno (MORENO_BERTH)
- Muelle de Inflamables - Posta 1 (POSTA1_BERTH)
- Muelle de Inflamables - Posta 2 (POSTA 2_BERTH)
La versatilidad del modelo permite agregar y/o eliminar cualquier
sitio de atraque en forma rápida, analizando el impacto que en el sistema podría
ocasionar esta alternativa.
Esta característica del modelo es fundamental para la determinación
del número de sitios de atraque óptimo de una o varias terminales del puerto, a través
de un análisis económico que coteje los tiempos ociosos de las instalaciones de
carga/descarga de los atracaderos contra los tiempos de espera por un sitio libre por
parte de los buques.
- Fondeaderos y Círculos de Giro
En el caso de los fondeaderos para espera de los buques, se estableció
solamente uno, el que está ubicado a la altura de la Boya 11 (ANCHORINQ) y fue diseñado
también, como una cola de espera. Su uso está pensado, según el modelo, para buques
entrantes, que deben aguardar la liberación del sitio de atraque al cual se dirigen.
Los círculos de giro, previstos para la evolución de los buques
previo a su ingreso a sitio, se ubicaron en los lugares tradicionalmente utilizados por
las embarcaciones en sus movimientos en puerto, esto es, dos en Ing. White, uno a la
altura del muelle operado por Glencore-Toepfer UTE (IW1), otro frente al Sitio 9 de
Terminal Bahía Blanca S.A. (IW2) y un tercero en Puerto Galván (PG).
3.5 Versión Verbal del Modelo
La confección del modelo propiamente dicho, exige, previamente, una
estructuración lógica de las actividades que deberán ser desarrolladas por los
distintos componentes o entidades.
Esta "estructuración lógica" o versión verbal del modelo,
depende en su diseño, de la experiencia y criterio del modelador, el que tratará de
seguir el desarrollo real de los eventos a lo largo del programa que constituye su modelo.
La versión verbal del modelo, puede ser encarada según varias
metodologías, siendo una de las más eficientes la constituida por oraciones cortas que
describen el fenómeno a representar. Precisamente este método fue el utilizado en el
presente trabajo. Para ello, se siguió el proceso de una embarcación en su paso a
través del sistema portuario esquematizado:
- El buque aparece, o nace, para el modelo en la Boya Faro (OUTERQ_IN), según una
secuencia de arribos característica para cada tipo de embarcación.
- Luego de generado, cada buque es dotado de sus características, en términos de eslora,
manga, calado de entrada y salida, carga/descarga y tiempo de servicio. Dichos parámetros
pueden ser obtenidos de muestreos al azar (random) de curvas probabilísticas que ajusten
adecuadamente con esas características, de tablas confeccionadas por el usuario o a
través de fórmulas matemáticas.
- Una vez que el buque se encuentra en la Boya Faro, verifica si debe cumplir las
restricciones que le imponen las normas de navegación a través de la sentencia IF BEAM
< 25 THEN... En caso afirmativo accede al primer tramo Boya Faro - Boya 10
(OUTERQ_BUOY10) sin más verificaciones.
Caso contrario, evalúa si hay otro buque navegando en sentido
contrario por el tramo en cuestión. De no haberlo accede al primer tramo o en su defecto,
espera hasta que el mismo se libere. No se verifican sobrepasos, ya que los buques navegan
a velocidades muy similares, lo que no permite, prácticamente, que se adelanten unos a
otros a lo largo del canal.
- Idénticas verificaciones se repiten al ingreso del buque a cada tramo, de corresponder.
- Al arribar el buque a la posición del fondeadero cercano a la Boya 11 (ANCHORINQ), el
mismo verifica si se encuentra libre el puesto de atraque al cual se dirige. De
encontrarse vacante, accede directamente al próximo tramo del canal, con dirección a su
sitio de destino. Caso contrario, accede al fondeadero, donde permanece hasta que se
libere el sitio. En el fondeadero, los buques son liberados en dirección a sus
atracaderos, según el orden de llegada, esto es "primero llega-primero sale"
(FIFO: First In-First Out).
- Una vez en el sitio, el buque opera su "tiempo de servicio" (SERVICE_TIME).
- Finalizada su operación, desamarra y comienza la navegación de salida, verificando las
restricciones, de corresponder, a lo largo de los tramos del canal.
- Arribado a la Boya Faro, el buque desaparece del sistema, quedando registradas sus
características más representativas, en la base de datos de salida que el programa
genera en forma automática.
Caso contrario, evalúa si hay otro buque navegando en sentido
contrario por el tramo en cuestión. De no haberlo accede al primer tramo o en su defecto,
espera hasta que el mismo se libere. No se verifican sobrepasos, ya que los buques navegan
a velocidades muy similares, lo que no permite, prácticamente, que se adelanten unos a
otros a lo largo del canal.
- Idénticas verificaciones se repiten al ingreso del buque a cada tramo, de corresponder.
- Al arribar el buque a la posición del fondeadero cercano a la Boya 11 (ANCHORINQ), el
mismo verifica si se encuentra libre el puesto de atraque al cual se dirige. De
encontrarse vacante, accede directamente al próximo tramo del canal, con dirección a su
sitio de destino. Caso contrario, accede al fondeadero, donde permanece hasta que se
libere el sitio. En el fondeadero, los buques son liberados en dirección a sus
atracaderos, según el orden de llegada, esto es "primero llega-primero sale"
(FIFO: First In-First Out).
- Una vez en el sitio, el buque opera su "tiempo de servicio" (SERVICE_TIME).
- Finalizada su operación, desamarra y comienza la navegación de salida, verificando las
restricciones, de corresponder, a lo largo de los tramos del canal.
- Arribado a la Boya Faro, el buque desaparece del sistema, quedando registradas sus
características más representativas, en la base de datos de salida que el programa
genera en forma automática.
3.6 Confección del Modelo
Una vez concluida la etapa de verbalización del modelo, es posible
iniciar la escritura del mismo. Para ello se utilizó un lenguaje de cuarta generación,
denominado PROMODEL versión 4.1, el que posee un muy buen soporte gráfico que permite
diseñar el modelo a partir de un plano general del puerto utilizado como base
(BACKGROUND). El modelo fue denominado BBCAPORTSIM versión 1.00.
El menú dedicado al diseño de los distintos elementos del modelo
(BUILD), brinda la posibilidad de ir incorporando los mismos al modelo, en forma
secuencial. En nuestro caso, los elementos incorporados son:
- Lugares (LOCATIONS): sitios de atraque, canal de acceso, fondeadero y círculos de giro.
- Entidades (ENTITIES): buques.
- Arribos (ARRIVALS): arribo de las entidades (buques) al sistema, asociadas con todos los
atributos diseñados para las mismas (eslora, manga, carga/descarga, etc.).
- Proceso (PROCESSING): proceso de las entidades en el sistema (ejº: navegación,
operación en el sitio, espera en fondeadero y tramos del canal, etc.).
Además de estos módulos principales, el funcionamiento del modelo
requiere el diseño de una serie de elementos adicionales, tales como archivos de salida
para el acopio de datos generados por el modelo (EXTERNAL FILES); corrientes de números
random origen de muestreos (STREAMS); variables (VARIABLES) identificatorias de distintos
elementos, por ejº verificador de sitio o tramo de canal ocupado; etc.
En la Figura Nº 5 se presenta, para una mejor comprensión, el proceso
seguido por un buque del tipo GCARGOSHIP_MCG_20 durante su paso por el sistema.
3.7 Verificación del modelo
Cuando el modelo trabaja según la secuencia de tareas lógicas
encomendadas, siguiendo para ello una serie cronológica de instrucciones, se dice que el
mismo "verifica".
En el caso particular del modelo BBCAPORTSIM, se utilizaron dos
opciones provistas por el lenguaje de programación: TRACE y DEBUG, con el objeto de
llevar adelante el proceso de verificación.
La opción TRACE permite seguir los eventos que se van produciendo en
el modelo, en forma secuencial continua o paso a paso. El listado de los eventos se puede
leer directamente sobre la pantalla o enviar a archivo o impresora, para su análisis en
tiempo diferido.
La opción DEBUG permite seguir el proceso, paso a paso, de la lógica
del modelo, verificando no sólo su comportamiento, sino el de los atributos y las
variables involucradas.
Otra herramienta que se utilizó en forma paralela, fue la animación,
la que permite seguir visualmente el desempeño de las entidades, para lo cual se puede
variar la velocidad de simulación hasta un punto tal que permita una cómoda
verificación visual. La animación se utilizó en forma conjunta con las opciones
anteriores.
Asimismo, se verificaron los resultados producidos por el modelo,
contrastándolos con valores existentes de otros sistemas similares. Para esto último,
asumió vital importancia la experiencia del autor en temas portuarias.
3.8 Validación del Modelo
Producida la verificación del modelo, se pasó a la validación del
mismo. La "validación" tiene que ver con que el modelo se comporte en
forma congruente con el sistema de la vida real que representa (por ejº: que el número
de buques de un cierto tipo que ingresan durante un determinado año al puerto, sea
aproximadamente igual a aquel generado por el modelo).
En nuestro caso, el sistema representa el funcionamiento del Puerto de
Bahía Blanca, por lo que fue necesario obtener los datos del puerto para un determinado
año, en este caso el año 1999, a fin de proceder con la validación.
Ver
Figura Nº 5 - Proceso buque GCARGOSHIP_MCG_20
Para ello, se ingresaron los datos de
entrada correspondientes al año 1999 y se chequearon los resultados producidos por el
modelo, comparándolos con los realmente observados en el sistema real.
Los resultados producidos por el modelo, utilizados para su
validación, fueron los siguientes:
- Tiempo entre arribos por buque.
- Tiempo de servicio por buque.
- Esloras por buque.
- Carga/descarga por buque.
- Carga/descarga total.
- Número de buques total.
- Factor de utilización por sitio.
La congruencia entre los resultados producidos por el modelo y aquellos
recogidos de la base de datos real para el año 1999, suministrada por el Consorcio de
Gestión del Puerto de Bahía Blanca, fueron analizados mediante el uso del paquete
estadístico StatFit, incorporado como un módulo anexo en el lenguaje de simulación
Promodel 4.1, utilizado para diseñar el modelo.
Se adjuntan a continuación los Gráficos Nº 1, 2, 3 y 4, y la Tabla
Nº 1 representativos de los resultados de la validación, para ciertos tipo de buques, en
algunas ocasiones, o para la totalidad del puerto, en otras, donde puede observarse el
elevado grado de ajuste entre los resultados producidos por el modelo y los obtenidos de
la realidad.
Gráfico Nº 1 - Tiempo entre arribos de buques - Sitio 9, TBB

Gráfico Nº 2 - Tiempo de servicio -
Punta Ancla - Pto. Rosales

Gráfico Nº 3 - Esloras totales - Muelle de Inflamables Pto. Galván -
Posta 1

Gráfico Nº 4 - Carga/descarga total -
Punta Cigüeña - Pto. Rosales

A continuación se muestra, en la Tabla Nº
1, las cifras totalizadoras de la carga/descarga, número de buques y factor de
utilización, por muelle, a fin de ejemplificar el ajuste entre los resultados producidos
por el modelo BBCAPORTSIM y aquellos derivados del análisis de los datos reales del
Puerto de Bahía Blanca para el año 1999.
Restaría agregar que, los resultados obtenidos del modelo, son los
valores medios de doce (12) corridas consecutivas efectuadas con distintos números origen
(SEED NUMBERS), utilizados por las distintas corrientes de generación de números random.
Cada corrida entrega los valores
medios de los parámetros principales (factor de ocupación, número de buques, etc.),
pero también los máximos y mínimos, los límites superior e inferior de los intervalos
de confianza 90 % y 95 %, la desviación standard, la mediana, etc.
Tabla Nº 1 - Valores totalizadores de
carga/descarga, número de buques y factor de ocupación
SITIO |
CARGA/DESCARGA (ton.) |
NUMERO DE BUQUES (c/u) |
FACTOR OCUPACION (%) |
Real |
Modelo |
% Var. |
Real |
Modelo |
% Var. |
Real |
Modelo |
% Var. |
P.Ancla |
2.939.063 |
2.830.311 |
-3.70 |
66 |
64 |
-3.10 |
21.00 |
20.97 |
-0.20 |
P.Cigüeña |
3.587.743 |
3.444.512 |
-4.00 |
68 |
66 |
-3.00 |
35.20 |
36.99 |
+5.08 |
UTE |
1.287.952 |
1.349.077 |
+4.74 |
60 |
57 |
-5.00 |
53.00 |
55.47 |
+4.66 |
TBB
5-6 |
490.029 |
491.223 |
+0.24 |
32 |
33 |
+3.12 |
17.60 |
18.21 |
+3.46 |
TBB
7-8 |
29.269 |
31.005 |
+5.90 |
5 |
5 |
0.00 |
1.53 |
1.58 |
+3.26 |
TBB
9 |
1.016.951 |
1.045.521 |
+2.81 |
56 |
55 |
-1.80 |
32.50 |
32.28 |
-0.70 |
CARGILL |
1.409.217 |
1.407.218 |
-0.15 |
87 |
85 |
-2.30 |
49.20 |
47.35 |
-3.80 |
M.C.G.17,18
Y 19 |
15.121 |
14.260 |
-5.70 |
28 |
30 |
+7.10 |
46.90 |
49.06 |
+4.60 |
M.C.G.
20 |
49.316 |
48.157 |
-2.40 |
22 |
23 |
+4.50 |
33.12 |
35.15 |
+6.10 |
SITIO
5 |
224.970 |
226.487 |
+0.67 |
48 |
50 |
+4.10 |
49.05 |
50.19 |
+2.30 |
SITIO
6 |
38.347 |
37.934 |
-1.10 |
17 |
16 |
-5.90 |
13.04 |
12.45 |
-4.60 |
MORENO |
954.171 |
931.271 |
-2.40 |
65 |
63 |
-3.10 |
38.74 |
36.90 |
-4.80 |
POSTA
1 |
823.031 |
815.251 |
-0.95 |
95 |
99 |
+4.20 |
56.00 |
55.00 |
-1.80 |
POSTA
2 |
752.724 |
748.758 |
-0.63 |
168 |
175 |
+4.16 |
54.61 |
58.07 |
+6.33 |
TOTALES |
13.617.904 |
13.420985 |
-1.45 |
817 |
821 |
+0.49 |
-- |
-- |
-- |
4. BIBLIOGRAFIA Bateman, R.; Bowden, R.; Gogg, T.; Harrell, Ch.;
Mott, J.; 1997. System improvement using simulation. Promodel Corporation, Utah, USA:
1-173.
Frankel, E., 1984. Systems reliability and risk analysis. Nijhoff, The Hague, The
Netherlands: 1-423.
Frankel, E., 1987. Port planning and development. Wiley-Interscience, New York: 1-795.
Ginés, C., 1990. Ship traffic analysis through de access channel to Bahía Blanca Port.
International Institute for Hydraulic and Environmental Engineering (IHE), Delft, The
Netherlands: 1-162.
Ginés, C.; Garelli, M.A.; Escudero D.; 1999. Los modelos de simulación como
herramientas para la gestión portuaria. Primer Congreso Argentino de Ingeniería
Portuaria, Buenos Aires - Argentina: 1-15.
Groenveld, R., 1989. Service systems in port engineering. IHE, Delft, The Netherlands:
1-47.
Kruk, C.B., 1989. Merchant shipping. IHE, Delft, The Netherlands: 1-150.
Promodel Corporation, 1998. Promodel User's Guide. Promodel Corporation, Utah - USA:
1-659.
Sierenberg & de Gans bv., 1987. Personal Prosim textbook. Waddinxween, The
Netherlands: 1-162.
United Nations Conference on Trade and Development (TD/B/C.4/175/Rev.1), 1985. Port
Development: A handbook for planners in developing countries. Ginebra - Suiza: 1-227.
United Nations Conference on Trade and Development (UNCTAD/SHIP/188 (Part III)
GE.79/56691), 1979. Manual de Administración Portuaria, Parte III - Planificación de
Puertos, New York - USA: 1-278.
Winkelmans W. & Groenveld R., 1987. Economic optimization of the wet infrastructure
of ports in developing countries with capacity simulation models. Beijing, China.
Conference on Coastal & Port Engineering in Developing Countries: 1-16.
|