UNIVERSIDAD CATOLICA DE LA SANTISIMA CONCEPCIÓN … · tal a la planilla automatizada con el fin...

UNIVERSIDAD CATOLICA DE LA SANTISIMA CONCEPCIÓN

Facultad de Ingeniería

Ingeniería Civil Logística.

DETERMINACIÓN DE LA CANTIDAD MÁXIMA DE DESCARGA PARA EL SITIO

Nº 5 DEL PUERTO DE VENTANAS S.A Y CÁLCULO DE LAS LÍNEAS DE ESPERA

PARA NAVES IMPORTADORAS DE CARBÓN DE LA EMPRESA AES GENER, A

TRAVÉS DE LA SIMULACIÓN DE MONTECARLO.

DIEGO CHÁVEZ MARTÍNEZ

INFORME DE PROYECTO DE TÍTULO PARA OPTAR AL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL LOGÍSTICO

Profesor Guía.

Sr. Omar Salgado Oportus.

Profesor informante.

Sr. Marcial Sáez Leiva.

Concepción, Agosto 2015.

ii

AGRADECIMIENTOS.

A mi familia por ser parte fundamental en mi

desarrollo personal, a mi Madre y Padre por entregar

todo lo que está a su alcance para que pueda lograr mis

metas.

A mi novia Nicole por apoyarme incondicionalmente,

entregándome siempre una palabra de aliento cuando

más lo necesitaba.

A mis amigos, profesor Omar Salgado y a la gente

hermosa que tuve el agrado de conocer en Gener, Sra.

Patricia, Tatiana, Don Iván, Don José, Don Eduardo y

Don Jonathan Sanhueza, muchas gracias por todo el

apoyo prestado y la disponibilidad para resolver mis

dudas. Y por último a mi profesor Guía Marcial Sáez,

muchas gracias por su apoyo, comprensión y

disposición la cual me ayudo a darle fin a esta etapa

estudiantil.

Gracias a todos por hacer más fácil este desafío se les

estima mucho.

iii

RESUMEN EJECUTIVO

Las pocas precipitaciones en Chile en la última década han provocado un déficit en la

generación de energía producida por las centrales hidroeléctricas, lo que ha convertido a las

Termoeléctricas en actores principales en la mitigación del declive de la producción

energética. Es por este motivo que las importaciones de carbón a Chile están creciendo

considerablemente, por lo que es importante saber cómo este escenario repercutirá en los

procesos de los puertos graneleros del país.

En este informe se realizaron los estudios pertinentes gracias a los datos facilitados por la

empresa generadora de energía AES GENER la cual estaba muy interesada en conocer

como responderían los procesos de cada puerto con respecto al aumento de las cantidades

de carbón que ellos importan. Se realizó un estudio a través de la simulación de

Montecarlo, en donde gracias a una planilla automatizada se pudieron establecer los

tiempos de espera y cantidad máxima de descarga para los puertos de Huasco (Guacolda I),

Terminales Gráneles del norte (TGN, Angamos) y en especial para el sitio N° 5 del Puerto

de Ventana S.A (PVSA).

El objetivo principal del estudio fue Determinar un rango aproximado de la capacidad

máxima de descarga del sitio N° 5 perteneciente al Puerto de Ventana S.A (PVSA),

considerando los diferente factores que puedan afectar las operaciones, como también las

colas que podrían formarse al arribar las naves de AES Gener mientras las grúas están en

operación.

Para esto las principales actividades desarrolladas en este estudio fueron:

Estudiar el flujo operacional y administrativo de la recepción y descarga de carbón

del sitio Nº5 del Puerto de Ventana.

Obtener, identificar y analizar los tiempos de arribos y descarga de cada una de las

naves de Gener que atracan en los diferentes puertos en cuestión.

Desarrollar una planilla automatizada que permita posteriormente ejecutar una

simulación de Montecarlo para las diferentes cantidades de carbón demandadas.

iv

Disponer de una planilla automatizada para replicar el proceso en los Puertos de

Angamos (TGN) y de Huasco (Guacolda I).

Para el desarrollo del informe se extrajeron desde el documento “Estado de Hechos” o

SOF por sus siglas en ingles todos los tiempos asociados tanto al arribo de las naves,

practicaje, comienzo de descarga, fin de la descarga y zarpe con el fin de transcribirlos a

una documento Excel, el que permitió desarrollar una planilla automatizada para establecer

el comportamiento del sistema.

Debido a que los arribos de las naves y las tasas de descargas de estas no son constantes,

sino más bien aleatorias, se procedió a establecer el comportamiento de los datos,

mediantes distribuciones de probabilidad (Ej: Weibull). Las cuales fueron ingresadas como

tal a la planilla automatizada con el fin de realizar las iteraciones necesarias para establecer

los escenarios más estables en base a una demanda de carbón asignada.

Las proyecciones de las demandas de carbón fueron entregadas por la empresa AES

GENER, la cual se determinaban de acuerdo a distintos escenarios hidrológicos del país.

Para validar estas proyecciones se estimaron las futuras demandas mediante el método de

suavización Holt-Winter debido a que el comportamiento de los datos mostraba una

tendencia (aumento) y una estacionalidad.

Una vez confeccionada la planilla se realizaron 100 mil iteraciones a través del programa

Crystal Ball, el que permite determinar los estados más estables de un proceso, mediante

gráficos de frecuencia de cada variable de salida a estudiar.

Para validar el modelo se realizaron las pruebas de hipótesis (t-student) correspondiente

para verificar que las medias de los arribos de naves y tasa de descarga del modelo no

difieren de las reales.

Mediante la simulación de Montecarlo se obtuvieron los resultados para diferentes

escenarios futuros en la descarga de carbón del sitio N º 5 del Puerto de Ventanas S.A.

v

Gracias a la planilla automatizada se pudieron determinar las variaciones de los tiempos

de espera, tiempos de procesos y tiempos en el sistema.

Un aumento del 31% en la demanda influye considerablemente en los tiempos de espera

en el sitio Nº 5 de PVSA, los cuales varían de 500 a 900 horas aproximadamente ,esto

equivale a un aumento de casi un 80 % para un cambio de demanda de 1.994.827 a

2.632.734 toneladas, esta última demanda corresponde al escenario futuro (seco) más

esperado para chile debido a la escasez de precipitaciones en el país, lo que conlleva a que

las hidroeléctricas no pueden sustentar la creciente demanda eléctrica a nivel nacional.

Se visualizó que el modelo es muy sensible a los tiempos entre arribos de naves, en donde

una diferencia de 20 horas, aumentan en casi un 84% la suma de tiempos de esperas de las

naves. Para los analistas navieros es muy difícil determinar una fecha exacta para el arribo

de alguna nave, es por eso que se determinan ventanas de tiempo para dicha llegada,

debido a los diferentes factores externos que pudieran retrasar el libre tránsito de los buques

por los océanos. Es por esto que es de mucha importancia mejorar los procesos de descarga

de carbón, ya que es una variable modificable. Por este motivo se simulo un aumento de un

25% y 50%, en donde se obtuvieron tiempos de espera de 550 y 190 horas anuales lo que

corresponde a una disminución de un 39% y un 79% respectivamente. Un aumento del 25%

equivale a una tasa de descarga que variaría entre 780 y 800 toneladas por horas mientras

que una de 50% representa una tasa de descarga de 940 a 960 toneladas por hora, un

aumento superior a este último seria ineficiente ya que las correas transportadoras que

transportan el carbón a los patios de AES Gener tienen una capacidad de 1100 toneladas

por hora aproximadamente, por lo tanto una tasa de descargar superior a esa capacidad

generaría cuellos de botellas en el sistema. Otro punto importante a mejorar son los

programas y calidad de la mantención de los equipos del puerto ya que al fallar los equipos

en plena operación retrasan considerablemente la atención de los buques.

Un día de retraso equivale a 15.500 Dólares, por lo tanto un aumento de un 25% y un

50% en las tasas de descarga generaría un ahorro de 225.792 y 464.750 Dólares al año

respectivamente. Según la empresa Simma una grúa que pudiera aumentar los niveles de

vi

descarga tiene un valor que bordean los 3.5 a 4 millones de Dólares, por lo tanto la compra

de una grúa sería una inversión. Las mejoras que pudieran realizarse se dejará a criterio de

PVSA y AES Gener ya que estas se determinaran según los montos de inversión y las

necesidades de cada empresa.

El tiempo de proceso como comienza desde que el práctico realiza las maniobras de

atraque y finaliza una vez que la nave zarpa del puerto, este tiempo nos permitió calcular la

capacidad aproximada de descarga anual de los diferentes puertos.

Según PVSA el puerto está disponible 7660 horas al año, debido a cierres por mal tiempo

mantenciones y festividades. La simulación generada con una demanda de 2.632.734

toneladas, determino un tiempo de proceso de 110 horas, esto quiere decir que el Sitio

puede atender aproximadamente 70 naves al año, en el modelo las naves transportan en

promedio la cantidad de 65.818 toneladas lo que permite calcular la capacidad máxima de

descarga del sitio 5, la que sería aproximadamente de 4.607.260 toneladas al año.

Para Huasco se espera unas 600 horas de demoras, lo que equivale a un valor de 387.500

dólares anuales por concepto de Demurrage. Por otro lado se estima un tiempo de proceso

de 102 horas, este dato se obtuvo de una simulación con una demanda de 2.069.847

toneladas, con un arribo de 36 naves lo que da un promedio de 57.496 toneladas por buque.

Según el puerto de Huasco el sitio Guacolda 1 está disponible 8372 horas al año por lo

tanto la cantidad máxima de descarga para este sitio es de 4.719.181toneladas al año

aproximadamente.

De la misma forma se obtuvieron los resultados de TGN en donde se determinó una

cantidad de 100 horas de espera, lo que equivale a 64.583 dólares al año, por concepto de

Demurrage. A la vez se definió un tiempo de proceso de 85 horas, en base a una demanda

de 1.583.985 toneladas y un arribo de 28 naves, lo que da un promedio de 56.570 toneladas

por nave, con ello podemos estimar la tasa de descarga máxima la cual sería de 4.724.726

aproximadamente, con una disponibilidad del sitio Angamos de 8424 Horas al año.

vii

ABSTRACT

Few precipitation in Chile in the last decade have led to a deficit in the generation of

energy produced by hydro-power plants, which have become Therefore, the thermoelectrics

plants have now an important role mitigating the decrease of energy production.

. This is why Chile Coal imports are growing considerably, so it is important to know how

this scenario will affect the processes of bulk ports of the country.

The power company AES GENER provided data that allowed to do relevant studies

which was very interested in knowing how they would respond to the processes of each

port with respect to the increasing quantities of carbon that they matter. A study was

conducted through Monte Carlo simulation, in where supported to a computerized form

could be times of timeout and maximum amount of discharge ports for Huasco (Guacolda

I), terminals bulk North (Angamos TGN) and in particular to the site N ° 5 of the port of

window S.A (PVSA).

This process was determined that total timeouts for Huasco would be 600 hours a year on

the basis of a 2.069.847 tons of annual coal demand and their approximate potential of

discharge is 4.719.181 tonnes per year. On the other hand for TGN is a 100 hours standby

time considering a demand for 1.583.985 a year and an annual maximum discharge of

4.724.726.

PVSA is one of the most important bulk ports of the country, so it has big importance to

study the behavior of this with respect to the constant increase in demand of the

mineralized material. According to the study an increase of almost 30% (1.994.827 to

2.632.734 tons) elevates timeouts of 500 to 900 hours per year which is equivalent to an

increase of 80%, therefore were iterations increase rates of discharge by 25% and 50% to

display the behavior of the system, it was determined that this variation decreased from 900

hours of waiting to 550 and 190 hours which corresponds to a decrease of 39% and 79%

respectively, based on a scenario of dry hydrology (demand of 2.632.734 tonnes per year),

viii

these variations in discharge rates would generate by concept of demurrage a saving of

225.792 and 464.750 dollars a year respectively. At the same time was estimated annual

discharge for PVSA approximate maximum capacity is 4.607.260 tons.

ix

INDICE

AGRADECIMIENTOS. ........................................................................................................ ii

RESUMEN EJECUTIVO ..................................................................................................... iii

ABSTRACT ......................................................................................................................... vii

INDICE ................................................................................................................................. ix

INDÍCE DE GRÁFICOS. ................................................................................................... xiv

INDÍCE DE FIGURAS ....................................................................................................... xvi

INDÍCE DE TABLAS ...................................................................................................... xviii

INDICE DE ESQUEMAS .................................................................................................. xix

1. CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN. ................................................................................ 1

1.1 Presentación del Tema. ................................................................................................. 1

1.2 Objetivo general. .......................................................................................................... 2

1.3 Objetivo Específicos. .................................................................................................... 3

1.4 Metodología de estudio. ............................................................................................... 3

1.5 Justificación del estudio. .............................................................................................. 5

1.6 Delimitación y alcances del estudio. ............................................................................ 6

2. CAPITULO 2: MARCO CONCEPCTUAL DE LA PROBLEMÁTICA A

TRATAR. .............................................................................................................................. 7

2.1 HISTORIA Y DESCRIPCIÓN DE AES GENER. ...................................................... 7

2.1.1 Misión de Aes Gener ............................................................................................. 7

2.1.2 Historia................................................................................................................... 8

2.1.3 Centrales termoeléctricas de AES Gener. .............................................................. 9

2.1.3.1 Central Termoeléctrica Angamos. .................................................................. 9

2.1.3.2 Central Termoeléctrica Nueva Tocopilla. ..................................................... 10

2.1.3.3 Central Termoeléctrica Guacolda. ................................................................ 10

2.1.3.4 Central Termoeléctrica Ventana. .................................................................. 10

2.2 EL CARBÓN ............................................................................................................. 11

2.2.1 Tipos de Carbón. .................................................................................................. 11

2.2.1.1 Turba ............................................................................................................. 12

x

2.2.1.2 Lignito ........................................................................................................... 12

2.2.1.3 Hulla .............................................................................................................. 12

2.2.1.4 Antracita ........................................................................................................ 13

2.2.2 Utilidad del carbón............................................................................................... 14

2.2.3 Reservas de Carbón. ............................................................................................ 14

2.2.4 Importación de mercancías. ................................................................................. 17

2.2.5 Carga a Granel. .................................................................................................... 18

2.2.6 Buques Graneleros. .............................................................................................. 19

2.2.7 Proceso de importación del carbón. ..................................................................... 20

2.2.8 Terminal Granelero .............................................................................................. 23

2.2.9 Puertos Marítimos que abastecen las Centrales Termoeléctricas de AES Gener.

...................................................................................................................................... 24

2.2.9.1 Puerto de Ventana. ........................................................................................ 25

2.2.9.1a Historia. ................................................................................................... 26

2.2.9.1b Instalaciones Marítimas. .......................................................................... 27

2.2.9.1.c Descripción de las Instalaciones. ............................................................ 29

2.2.9.2 Puerto de Tocopilla Electroandina. ............................................................... 30

2.2.9.3 Puerto de Huasco........................................................................................... 31

2.2.9.4 Puerto de Angamos (TGN). .......................................................................... 31

2.2.10 Factores que influyen en la actividad portuaria. ................................................ 31

2.2.10.1 Planificación naviera. .................................................................................. 32

2.2.10.1a Pagos de servicios .................................................................................. 32

2.2.10.1b Disponibilidad de naves. ....................................................................... 32

2.2.10.1c Arribos. .................................................................................................. 32

2.2.10.1d Documentación. ..................................................................................... 33

2.2.10.2 Carga y Descarga de Buques....................................................................... 33

2.2.10.2.a Inspección del buque. ........................................................................... 33

2.2.10.2.b Contaminación de las bodegas. ............................................................ 34

2.2.10.2.c Ratas de Carga y Descarga irreales. ..................................................... 34

2.2.10.2.d Infraestructura y equipamiento. ............................................................ 34

xi

2.2.10.3 Recursos Humanos. ..................................................................................... 35

2.2.10.3.a Huelgas y Feriados. .............................................................................. 35

2.2.10.3.b Seguridad. ............................................................................................. 35

2.2.10.4 Factores Naturales. ...................................................................................... 35

2.2.10.4.a Movimientos Sísmicos. ........................................................................ 36

2.2.10.4.b Vientos .................................................................................................. 36

2.2.10.4.c Visibilidad ............................................................................................ 37

2.2.10.4.d Precipitaciones. ..................................................................................... 37

2.2.10.4.e Oleaje. ................................................................................................... 37

2.2.10.4.f Mareas ................................................................................................... 37

2.2.10.4.g Corrientes ............................................................................................. 38

2.2.10.5 Mantenciones. ............................................................................................. 38

2.2.11 Diagrama de flujo del ciclo operativo del carbón y cenizas v2-Central Ventanas.

...................................................................................................................................... 38

2.3 LA ENERGÍA ELÉCTRICA ..................................................................................... 41

2.3.1 Empresas Generadoras de Energía. ..................................................................... 41

2.3.1.1 Colbún. .......................................................................................................... 41

2.3.1.2 Endesa Chile.................................................................................................. 42

2.3.1.3 DUKE ENERGY CHILE. ............................................................................. 42

2.3.1.4 International Power GDF SUEZ. .................................................................. 43

2.3.1.5 Pacific Hydro. ............................................................................................... 43

2.3.1.6 Statkraft Pure Energy. ................................................................................... 44

2.3.2 Generación de energía. ........................................................................................ 44

2.3.2.1 Central Termoeléctrica (Gas-Carbón-Diesel). .............................................. 44

2.3.2.2 Centrales Hidroeléctricas De Pasada. ........................................................... 46

2.3.2.3 Centrales Termoeléctricas de Ciclo Combinado. .......................................... 47

2.3.2.4 Energía Eólica. .............................................................................................. 49

2.3.2.5 Energía Solar Fotovoltaica. ........................................................................... 49

2.3.2.6 Energía Geotérmica. ...................................................................................... 50

2.3.2.7 Energía Nuclear. ............................................................................................ 50

xii

2.3.3 Distribución de Energía. ...................................................................................... 51

2.3.3.1 Sistemas eléctricos interconectados. ............................................................. 51

2.3.3.1a Sistema Interconectado del Norte Grande. .............................................. 51

2.3.3.1b Sistema Interconectado Central. .............................................................. 52

2.3.4 Transmisión de Energía. ...................................................................................... 53

3. CAPÍTULO Nº 3: MARCO TEÓRICO. ...................................................................... 55

3.1 Simulación. ................................................................................................................. 61

3.2 Simulación de Montecarlo. ......................................................................................... 63

3.3 Crystal Ball. ................................................................................................................ 64

3.4 Teoría de Colas. .......................................................................................................... 64

3.4.1 Características ...................................................................................................... 64

3.4.2 Fuente................................................................................................................... 65

3.4.3 Proceso de llegada ............................................................................................... 65

3.4.4 Mecanismos de servicio ....................................................................................... 65

3.4.5 Disciplina de la cola ............................................................................................. 66

3.5 Método Holt-Winter. .................................................................................................. 67

4. CAPITULO Nº4: CONSTRUCCIÓN DEL MODELO DE SIMULACIÓN ............ 69

4.1 Proyección de la demanda. ......................................................................................... 69

4.1.1 Validación de la demanda mediante el método de suavización Holt-Winter. ..... 70

4.2 Recolección de datos. ................................................................................................. 76

4.2.1 Statement of Facts. .............................................................................................. 76

4.2.2 Extracción de datos. ............................................................................................. 76

4.3 Comportamiento de los datos. .................................................................................... 77

4.3.1 Asignación de Distribución. ................................................................................ 78

4.4 Construcción de planilla automatizada. ...................................................................... 80

4.5 Proceso de Simulación. .............................................................................................. 84

4.5.1 Asignación de variables aleatorias de entrada. .................................................... 85

4.5.1.1 Tiempo entre arribos. .................................................................................... 85

4.5.1.2 Tasa de Descarga........................................................................................... 86

4.5.2 Definición de variables de salida. ........................................................................ 87

xiii

4.6 Resultados de la simulación. ...................................................................................... 88

4.6.1 Tasa de llegada..................................................................................................... 88

4.6.2 Suma de tiempos de espera. ................................................................................. 89

4.6.3 Número máximo de naves en espera. .................................................................. 90

4.6.4 Número de naves que esperaron. ......................................................................... 91

4.6.5 Tiempo de proceso y de servicio. ........................................................................ 92

4.6.6 Tasas de descarga................................................................................................. 94

4.7 Validación del modelo. ............................................................................................... 95

4.7.1 Prueba de Hipótesis para los tiempos entre arribos. ............................................ 96

4.8 Comportamiento del modelo con respecto a la variación de la demanda. ............... 100

4.9 Comportamiento del modelo con respecto a la variación en las tasas de descarga. . 100

Conclusiones. .................................................................................................................... 102

Bibliografía. ...................................................................................................................... 105

Anexos ............................................................................................................................... 106

Anexo 1: Reservas y mayores productores de carbón en el mundo. .................................. 107

Anexo N° 2: Transporte de productos a granel. ................................................................. 110

Anexo N°3: Locaciones del Puerto de Ventana. ................................................................ 112

Anexo N°4: Proyección de la demanda. ............................................................................ 113

Anexo N°5: Validación del Modelo Holt-Winter. ............................................................. 115

Anexo N°6: Tablas de Frecuencias .................................................................................... 116

Anexo N°7: Distribución y comportamiento de los datos. ................................................ 122

Anexo N°8: Resultados y estados más estables. ................................................................ 128

Anexo N°9: Prueba de Hipótesis. ...................................................................................... 136

Anexo Nº 10: Extracción de datos. .................................................................................... 141

GLOSARIO ...................................................................................................................... 142

xiv

INDÍCE DE GRÁFICOS.

Gráfico 1: Poder Caloríficos del carbón según su clasificación. ......................................... 13

Gráfico 2: Distribución de las reservas de carbón en el mundo al año 2013. ...................... 15

Gráfico 3: Transferencia de carga a granel en puertos chilenos, en miles de toneladas. ..... 59

Gráfico 4: Demanda de Gener para el complejo Ventana.................................................... 75

Gráfico 5: Demanda por semestre para el complejo Ventana. ............................................. 75

Gráfico 6: Escenarios más estables para las “Tasas de Llegadas” Ton/Hora en PVSA. ..... 89

Gráfico 7: Suma de tiempos de esperas más probables para las naves que ingresan al puerto

de PVSA. .............................................................................................................................. 90

Gráfico 8: Máximo de naves que podrían acumularse a la espera de ser atendidas en el

PVSA. ................................................................................................................................. 91

Gráfico 9: Escenarios más estables para la cantidad de naves que esperan para ser atendidas

en PVSA. ............................................................................................................................. 92

Gráfico 10: Tiempos promedios de servicio más estables para una nave que arriba al PVSA.

.............................................................................................................................................. 93

Gráfico 11: Tiempos promedios de proceso más estables para una nave que arriba al PVSA.

.............................................................................................................................................. 93

Gráfico 12: Escenarios más estables para el ritmo de descarga de carbón en el Puerto de

Ventana. .............................................................................................................................. 94

Gráficos 13: Distribución de las reservas de carbón en el mundo desde 1993 hasta 2013.

............................................................................................................................................ 109

Gráfico 14: frecuencia para los tiempos entre arribos del Puerto de Ventana. .................. 116

Gráfico 15: Gráfico de frecuencia para las Tasas de Descarga del Puerto de Ventana.

Fuente: Elaboración Propia, 2015. ..................................................................................... 117

Gráfico 16: Gráfico de frecuencia para los tiempos entre arribos del Puerto de Huasco. 118

Gráfico 17: Gráfico de frecuencia para las Tasas de Descarga del Puerto Huasco. ......... 119

Gráfico 18: Gráfico de frecuencia para los tiempos entre arribos del Puerto Angamos. .. 120

Gráfico 19: frecuencia para las Tasas de Descarga del Puerto de Angamos. ................... 121

Gráfico 20: Frecuencia de las Tasas de Llegada del Puerto de Angamos. ........................ 128

Gráfico 21: Frecuencia de las Tasas de Descarga del Puerto de Angamos. ...................... 128

Gráfico 22: Frecuencia de Número de Naves que podrían estar en espera en el Puerto de

Angamos. ........................................................................................................................... 129

Gráfico 23: Frecuencia de cantidad máxima de naves en espera en el puerto de Angamos.

............................................................................................................................................ 129

Gráfico 24: Frecuencia de Tiempos de espera en el Puerto de Angamos. ......................... 130

Gráfico 25: Frecuencia de tiempos Promedios en el Servidor en el Puerto de Angamos. . 130

Gráfico 26: Frecuencia de tiempos Promedios en Proceso en el Puerto de Angamos. ...... 131

xv

Gráfico 27: Frecuencia de tiempos Promedios en Sistema en el Puerto de Angamos. ...... 131

Gráfico 28: Frecuencia de las Tasas de Llegada del Puerto de Huasco. ............................ 132

Gráfico 29: Frecuencia de las Tasas de Descarga del Puerto de Huasco. .......................... 132

Gráfico 30: Frecuencia de Número de Naves que podrían estar en espera en el Puerto de

Huasco. ............................................................................................................................... 133

Gráfico 31: Frecuencia de cantidad máxima de naves en espera en el puerto de Huasco. 133

Gráfico 32: Frecuencia de Tiempos de espera en el Puerto de Huasco. ............................ 134

Gráfico 33: Frecuencia de tiempos Promedios en el Servidor en el Puerto de Huasco. .... 134

Gráfico 34: Frecuencia de tiempos Promedios en Proceso en el Puerto de Huasco. ......... 135

Gráfico 35: Frecuencia de tiempos Promedios en Sistema en el Puerto de Huasco. ......... 135

xvi

INDÍCE DE FIGURAS

Figura 1: Tamaño de la flota mundial por tipo de buque, en millones de TPM. ................. 19

Figura 2: Escala de Beaufort, para la denominación de los vientos según su velocidad. .... 36

Figura 3: Ciclo de procesos de una termoeléctrica. ............................................................. 46

Figura 4: Procesos de una Central Hidroeléctrica de Pasada. .............................................. 47

Figura 5: Generación de energía de una Termoeléctrica de Ciclo Combinado. .................. 48

Figura 6: Estadística de las operaciones del SING desde el 2002 hasta el 2013. ................ 52

Figura 7: Estadística de las operaciones del SIC desde el 2002 hasta el 2013. ................... 53

Figura 8: Tiempos de una nave. ........................................................................................... 61

Figura 9: Sistemas de Colas. ................................................................................................ 67

Figura 10: Distribuciones que más se ajustaron los datos de “Tiempos entre arribos de

naves” en PVSA. ................................................................................................................. 78

Figura 11 : Visión general de la distribución Weibull para los tiempos entre arribo de naves.

.............................................................................................................................................. 79

Figura 12: Distribuciones que más se ajustaron los datos de “Tasa de Descarga de naves”

en PVSA. .............................................................................................................................. 79

Figura 13: Visión general de la distribución Weibull para las Tasas de descarga en PVSA.

.............................................................................................................................................. 80

Figura 14: Planilla automatizada para el sistema de recepción de naves y descarga de

carbón en el Puerto de Ventana. ........................................................................................... 81

Figura 15: Asignación de distribución para la generación de números aleatorios “Tiempos

entre arribos”. ....................................................................................................................... 85

Figura 16: Asignación de distribución para la generación de números aleatorios “Tasas de

descarga”. ............................................................................................................................. 86

Figura 17: Definición de las variables de salida para el proceso de descarga de Naves. ..... 87

Figura 18: Test pareado para los “tiempos entre arribo” en PVSA. ................................... 98

Figura 19: Prueba de hipótesis para las “tasas de descarga” de PVSA. .............................. 99

Figura 20: Mayores reservas de carbón en el mundo. ........................................................ 107

Figura 21: Mayores productores de carbón en el mundo. ................................................. 108

Figura 22: Variación de Buques Graneleros desde el año 2013 al 2013. .......................... 110

Figura 23: Principales Puertos del País. ............................................................................. 111

Figura 24: Layout de PVSA y sus alrededores. ................................................................. 112

Figura 25: Generación de energía proyectada para los años 2015 y 2016 para el complejo

Ventanas. ............................................................................................................................ 113

xvii

Figura 26: Prueba de Distribución para los tiempos entre llegadas del Puerto de Angamos.

............................................................................................................................................ 122

Figura 27: Parámetros asociados a la Distribución Weibull para los tiempos entre llegadas

del Puerto de Angamos. .................................................................................................... 123

Figura 28: Prueba de Distribución para las Tasas de Descarga del Puerto de Angamos ... 123

Figura 29: Parámetros asociados a la Distribución Weibull para la Tasas de Descarga del

Puerto de Angamos. .......................................................................................................... 124


Puerto de Angamos. .......................................................................................................... 125

Figura 31: Parámetros asociados a la Distribución Weibull para los tiempos entre Llegadas

del Puerto Huasco. ............................................................................................................ 126

Figura 32: Prueba de Distribución para las Tasas de Descarga del Puerto de Huasco. ..... 126

Figura 33: Prueba de Distribución para las Tasas de Descarga del Puerto de Huasco. ..... 127

Figura 34: Valores T para un nivel de significancia de 5% y 1% con respecto a sus grados

de libertad. .......................................................................................................................... 136

Figura 35: Prueba de Hipótesis para las medias de “tiempos entre arribos” de las naves del

Puerto de Angamos. ........................................................................................................... 137

Figura 36: Prueba de Hipótesis para las medias de Tasas de Descarga en el Puerto de

Angamos. ........................................................................................................................... 138


Puerto de Angamos. ........................................................................................................... 139


Huasco. ............................................................................................................................... 140

Figura 39: SOF de nave ELENA I ..................................................................................... 141

xviii

INDÍCE DE TABLAS

Tabla 1: Cuadro con los principales países productores de carbón hasta el año 2013......... 16

Tabla 2: Ranking de los mayores exportadores de carbón en el mundo. ............................. 17

Tabla 3: Ranking de los mayores importadores de carbón en el mundo. ............................ 17

Tabla 4: Características operacionales de sitios de atraque de PVSA. ................................ 28

Tabla 5: Consumo de las diferentes unidades de la Termoeléctrica Ventana. ..................... 70

Tabla 6: Demanda trimestral Complejo Ventana desde el Año 2010 al 2014. .................... 71

Tabla 7: Estacionalidades especificas para cada trimestre. .................................................. 72

Tabla 8: Promedios de estacionalidades por trimestres y su respectiva normalización. ...... 72

Tabla 9: Comparación de demandas reales contra las obtenidas mediante el método Holt-

Winter. .................................................................................................................................. 74

Tabla 10: Resumen de iteraciones realizadas para un escenario de Hidrología seca. .......... 95

Tabla 11: Resultado de prueba de hipótesis para los “tiempos entre arribos” en PVSA. .... 97

Tabla 12: Prueba de Hipótesis para las medias de “tasas de descarga” de PVSA. .............. 99

Tabla 13: Diferencias en las salidas del modelo con respecto a la variación de la demanda.

............................................................................................................................................ 100

Tabla 14: Variación de los resultados del modelo con respecto a la variación de las tasas de

descarga. ............................................................................................................................. 101

Tabla 15: Generación estimada para el 2015 y demanda de Carbón para la Central Ventana.

............................................................................................................................................ 114

Tabla 16: Generación requerida en un escenario de Hidrología seca. .............................. 114

Tabla 17: Calculo de la demanda futura mediante el método de suavización Holt-Winter.

............................................................................................................................................ 115

Tabla 18: Frecuencias de los tiempos entre arribos del PVSA. ........................................ 116

Tabla 19: Frecuencias de las Tasas de descargas (Ton/Hora) del PVSA. Fuente:

Elaboración Propia, 2015. .................................................................................................. 117

Tabla 20: Frecuencias de los tiempos entre arribos del Puerto de Huasco (Guacolda I) . . 118

Tabla 21: Frecuencias de las Tasas de descargas (Ton/Hora) del Puerto de Huasco. ...... 119

Tabla 22: Frecuencias de los tiempos entre arribos del Puerto Angamos.......................... 120

Tabla 23: Frecuencias de las Tasas de descargas (Ton/Hora) del Puerto de Angamos. .... 121

Tabla 24: Calculo de valor “p” para las medias de los “Tiempos entre Arribos” de las naves

en el Puerto de Angamos.Fuente: Elaboración Propia, 2015. ............................................ 137

Tabla 25: Calculo de valor “p” para las medias de las “Tasas de Descarga” del Puerto de

Angamos. ........................................................................................................................... 138

xix

Tabla 26: Calculo de valor “p” para las medias de los “Tiempos entre Arribos” de las naves

en el Puerto de Huasco. ...................................................................................................... 139


Huasco. ............................................................................................................................... 140

INDICE DE ESQUEMAS

Esquema 1: Flujo Importación y Descarga del Carbón Adquirido por Aes Gener. ............. 23

Esquema 2: Ciclo operacional del Carbón en AES Gener Ventanas. .................................. 40

1

1 CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN.

1.1 Presentación del Tema.

En todo país el desarrollo económico y social depende considerablemente de la energía,

ya sea para el uso de electrodomésticos en los diferentes hogares, desarrollo de actividades

comerciales, transporte etc.

En Chile actualmente el petróleo es la principal fuente de combustible, la cual es

importada debido a la baja producción Nacional y las pocas reservas existentes. Por otro

lado el gas paulatinamente a estado ganando terreno dentro de los combustibles utilizados.

Sin embargo la fuente de energía más importante actualmente es la eléctrica, la que se

puede obtener mediante diferentes métodos como por ejemplo: el Hidroeléctrico que

aprovechan la acumulación de agua, corriente y pendientes de los ríos para accionar

mecanismos que generan la electricidad, también están las Termoeléctricas que aprovecha

la presión generada por la combustión de algún elemento, y por último los métodos Eólico

y Solar que aprovechan las corrientes de aire y luz solar respectivamente para la obtención

de energía eléctrica.

Actualmente gran parte del País es abastecido de energía eléctrica gracias al Sistema

Interconectado del Norte Grande (SING) el cual abarca desde la ciudad de Arica hasta

Antofagasta, las localidades de Taltal hasta Chiloé es suministrada por el Sistema

Interconectado Central (SIC).

Según CONICYT el rubro minero es el que demanda la mayor cantidad de energía con un

total del 33% seguido por el sector Industrial (28%), Residencial (16%) y el comercio

(11%). Si bien las Hidroeléctricas poseen el costo de producción más bajo, éstas no

alcanzan a cubrir la demanda total de país, la que aumenta debido a la modernización y

crecimiento económico. Este factor sumado a que Chile enfrenta la década más seca de los

últimos 150 años (Dirección de Meteorología, 2014) ha desencajado el aumento de la

2

utilización del carbón como generador de electricidad, con el objetivo de que las

termoeléctricas puedan cubrir el déficit de producción de las Hidroeléctricas.

Como informa Electroconsultores (2014), en el SING la participación del carbón como

recurso para la generación de energía ha variado de un 26,7% en el año 2003 a un 81%

hasta el 2013 y en el SIC de un 9,1% a un 33,3% al 2013.

Chile importa aproximadamente el 72% de sus insumos energéticos. Los bajos niveles de

extracción, reservas y poder calorífico del carbón chileno hacen que el país importe casi un

96% el carbón necesario para sustentar la demanda energética. (Mina Invierno, 2014)

Por lo tanto, para las Generadoras de electricidad es de suma importancia contar con un

stock necesario en sus diferentes canchas de acopio, también saber cómo enfrentarían los

puertos graneleros el aumento de la demanda del producto y a la vez determinar cuál será

su capacidad máxima de descarga y los tiempos de espera de las naves, las cuales podrían

afectar y retrasar el abastecimiento de los niveles de “stock de seguridad”. Es por ello que

en este informe se estudiara particularmente las operaciones del Puerto de Ventana (Sitio

N°5) que colinda con la central termoeléctrica de Aes Gener y que es abastecida por este

puerto del material mineralizado, y a la vez replicar el proceso para el Terminal Graneles

del Norte (Angamos) y Puerto de Huasco (Guacolda I).

1.2 Objetivo general.

Determinar una cantidad aproximada máxima de descarga del sitio N° 5 perteneciente al

Puerto de Ventana S.A (PVSA), considerando los diferente factores que puedan afectar las

operaciones, como también las colas que podrían formarse al arribar las naves de AES

Gener mientras las grúas están en operación.

3

1.3 Objetivo Específicos.



Obtener, identificar y analizar los tiempos de arribos y descarga de cada una de las

naves de Gener que atracan en los diferentes puertos de operación.

Desarrollar una planilla automatizada que permita posteriormente ejecutar una

simulación de Montecarlo para las diferentes cantidades de carbón demandas.



1.4 Metodología de estudio.



Se investigó y estudió los procesos realizados en la recepción y descargas de

productos a granel, apoyado en textos, artículos y material audiovisual.

Se solicito los flujos operacionales y administrativos de la empresa Aes

Gener, con el fin de estudiar y comprender sus diferentes procesos en la

obtención del mineral.

Se establecieron conversaciones con personal de AES Gener y de PVSA,

para tener una visión clara del proceso de descarga de las naves.

Se realizo un diagrama del flujo simplificado de las operaciones realizadas

desde la importación del carbón hasta su descarga.

4

Obtener, identificar y analizar los tiempos entre arribos y tasas de descarga de cada

una de las naves de Gener que atracan en los diferentes puertos.

Se identificaron las diferentes naves que atracaron a los distintos puertos y

en base a la SOF correspondiente se extrajeron los datos necesarios para

realizar el estudio.

Se realizó una base de datos en Microsoft Office Excel para facilitar el

manipuleo de los datos.

Desarrollar una planilla automatizada que permita la una posterior simulación para

diferentes cantidades de carbón demandas.

Se identifico la distribución asociada para el comportamiento de los datos de

“tiempos entre arribos” y a las “tasas de descarga” de las naves de AES

Gener.

Se validó la demanda pronosticada por AES Gener mediante el método de

suavización Holt-Winter.

Se construyó una planilla automatizada en base a las distribuciones

obtenidas anteriormente.

Se utilizó la herramienta y complemento de Excel Crystal Ball para simular

y proyectar los escenarios más estables para una demanda pronosticada.

Se realizaron las pruebas de hipótesis para las variables aleatorias ingresadas

con el fin de que las medias del modelo no difiriera de las reales.

Se estableció el número de naves que esperan en cada puerto y la capacidad

máxima de descarga anual de cada uno.

5



Se determinó el comportamiento y distribución de los tiempos entre arribos

y tasas de descarga de los puertos de Angamos Huasco.

Se reemplazó en la planilla automatizada los parámetros de las variables

aleatorias con el fin de obtener los resultados de cada puerto.

Se realizaron las correspondientes pruebas de Hipótesis para verificar que

las medias obtenidas en el modelo no difieran de las reales.

1.5 Justificación del estudio.

La realización del estudio fue en base a la petición de Aes Gener, con el fin de incentivar

al Puerto de Ventana para que este realice inversiones que le permitan mejorar los

diferentes procesos en el cual se ve involucrada la recepción de naves y descarga de carbón.

Actualmente Gener es el cliente más importante de PVSA, pero a la vez para Gener el

puerto es la única opción de descarga para su carbón, debido a que la Central

Termoeléctrica Ventana se encuentra a un costado del puerto. Por lo tanto ambos actores

son muy dependientes entre sí.

Un factor muy importante son los pagos por demurrage (demoras) que PVSA paga a

Gener por concepto de demoras en los lay times de las naves y es ahí donde Gener desea

incentivar al puerto ya que con el aumento de las importaciones de granel este costo podría

ir aumentando proporcionalmente.

Por lo tanto es imprescindible calcular la cantidad máxima que podría descargar el puerto

de ventana en un año y los tiempos de espera que pudiera acarrear la demanda anual, con el

fin de que el puerto establezca claramente cuáles son las inversiones que debe realizar para

6

mejorar sus operaciones y disminuir el costo extra que genera el pago de los diferentes

demurrage.

1.6 Delimitación y alcances del estudio.

Debido a la privacidad de los datos de los demás clientes de PVSA, sólo se trabajó con las

naves “GENER” por lo tanto los tiempos de espera y pagos por concepto de demurrage

solo se calcularon en base a estos buques.

Por los kilómetros de distancias sólo se pudieron realizar visitas y reuniones con el

personal del Puerto de ventana, haciendo imposible establecer contactos personales con el

Puerto de TGN y Huasco.

El estudio concluirá con el cálculo de descarga máxima y tiempos de espera. Las mejoras

a realizar correrán por parte de la empresa portuaria, la cual podría identificar y desglosar

los diferentes factores que podrían estar afectando su operación.

7

2 CAPITULO 2: MARCO CONCEPCTUAL DE LA PROBLEMÁTICA

A TRATAR.

2.1 HISTORIA Y DESCRIPCIÓN DE AES GENER.

Actualmente Aes Gener es una de las empresas con mayor presencia a nivel nacional en

temas de generación de energía, con una capacidad instalada de 5.082 MW (incluye

filiales) en operaciones al final del 2013. Actualmente Gener opera en tres mercados: Chile,

Argentina y Colombia.

Pertenece a Inversiones Cachagua Ltda., filial de AES Corp., corporación mundial que

cuenta con sus oficinas centrales en Estados Unidos. Hoy en día es una de las empresas del

sector energético más grande del mundo, con presencia en los 5 continentes a través de 21

países.

AES cuenta con una capacidad instalada total de 37.761 MW y con 8 empresas de

distribución que entregan sobre los 89.800 GWh. En Latinoamérica actualmente tiene

presencia en 8 países Chile, Brasil, El salvador, Colombia, Argentina, República

Dominicana, Panamá y México en donde juntas poseen una capacidad instalada de 13.989

MW.

2.1.1 Misión de Aes Gener

"Mejorar vidas al proporcionar soluciones de energía seguras, confiables y sostenibles

en todos los mercados que sirve".

Gener abastece al Sistema Interconectado Central (SIC) generando energía en base a

cuatro centrales hidroeléctricas, cuatro centrales termoeléctricas a diesel y una central

termoeléctrica a carbón. A la vez alimenta al (SIC) desde una central de Ciclo combinado la

8

cual puede funcionar a gas natural o diesel, y una central puramente a diesel, pertenecientes

a la filial Sociedad Eléctrica Santiago S.A. La filial Empresa Eléctrica Ventana aporta al

SIC mediante una central termoeléctrica a carbón y por último la filial Empresa Eléctrica

Guacolda S.A. contribuye través de cuatro unidades a carbón en la isla Guacolda, en

Huasco, Región de Atacama.

Otro sistema alimentado por Aes Gener es el Interconectado del Norte Grande (SING) a

través de la central Termo Andes y la Empresa eléctrica Angamos. Por su parte, la

Compañía también es proveedora de energía eléctrica al SING, a través de su central Nueva

Tocopilla.

2.1.2 Historia.

La empresa se fundó en Santiago el año 1889 bajo el nombre de Chilean Electric

Tramway and Light Company, cuyo patrimonio se fusionó con los de la Compañía

Nacional de Fuerza Eléctrica, para dar paso a la nueva creación de la Compañía Chilena de

Electricidad (Chilectra) en el año 1919. Luego de empezar como una empresa privada ésta

se nacionalizó en el año 1970 pasando a control de la Corporación de Fomento de la

Producción.

Chilectra inició su giro comercial independiente el 1 de agosto de 1981. Posteriormente

luego de 5 años CORFO inició el proceso de privatización el cual culminó el año 1988 con

el traspaso del 100% a entes del sector privado. Un año después, en una junta de

accionistas se tomó la decisión de modificar la razón social de la empresa convirtiéndose

ahora en Chilgener S.A. para posteriormente en el año 1998 tomar la decisión de cambiar

nuevamente su nombre, el cual sería en ese entonces Gener S.A.

El cambio de razón social básicamente se debió a la conveniencia de contar con un

nombre de carácter internacional. Este estatus la empresa lo había obtenido debido a la

internacionalización de sus operaciones hacia nuevos mercados y negocios.

9

Gener en ese entonces no sólo estaba presente en el negocio de la energía en Chile,

Argentina, Colombia y República Dominicana sino que también se había desarrollado en

diferentes actividades como la extracción y comercialización del carbón; la exploración,

extracción y transporte de gas natural; generación de vapor, etc.

Desde abril del año 2000 AES inició el proceso de búsqueda de socios o inversionista ya

que en ese entonces su capacidad de endeudamiento era muy inferior con respecto a la

competencia. A partir de ese año hasta el 2013 la empresa mediante su filial Inversiones

Cachagua Ltda. vendió casi el 30% de sus acciones aumentando su capital

aproximadamente en unos 512 millones de dólares.

2.1.3 Centrales termoeléctricas de AES Gener.

Este estudio se basará principalmente en el puerto de Ventanas el cual abastece de carbón

a la central termoeléctrica de AES Gener, la cual lleva el mismo nombre del puerto. Sin

embargo, existen otros tres complejos los cuales son: Guacolda, Nueva Tocopilla y

Angamos en donde la primera abastece al Sistema Interconectado Central mientras que las

dos últimas proveen de energía eléctrica al Sistema Integrado del Norte Grande.

2.1.3.1 Central Termoeléctrica Angamos.

Administrada por el Señor Marco Quezada, esta central está ubicada en la comuna de

Mejillones y fue puesta en funcionamiento en Abril del año 2011 actualmente cuenta con

dos unidades a carbón pulverizado que en conjunto generan una potencia instalada de 545

Megawatts (Mw). Hoy en día, Angamos está conectada a la subestación laberinto

perteneciente al SING mediante una línea de transmisión de 1401 km y 220kv de doble

circuito y doble conductor por fase.

10

2.1.3.2 Central Termoeléctrica Nueva Tocopilla.

Dirigida por Waldo Ibacache, Nueva Tocopilla fue puesta en marcha entre los años 1995

y 1997. Situada en la comuna de Tocopilla, en la región de Antofagasta posee dos unidades

a carbón las cuales en conjunto generan una potencia de 277 MW las cuales alimentan al

Sistema Interconectado del Norte Grande.

2.1.3.3 Central Termoeléctrica Guacolda.

A mando de René Opazo, Guacolda es una central ubicada en la localidad de Huasco en la

III Región. Hasta el año 2014 Guacolda pertenecía sólo en un 50% a AES Gener, pero en

marzo del mismo año ésta compró el 50% restante a las empresas Copec (25%) y Ultramar

(25%) con el fin de tener el control total de las operaciones.

Actualmente la termoeléctrica posee cuatro unidades a carbón pulverizado, las que

generan en total 608 MW de potencia. Existe una quinta unidad que hasta la fecha no entra

en operación pero en cuanto ésta sea puesta en marcha la potencia instalada de la central

podría llegar aproximadamente a los 750 MW.

2.1.3.4 Central Termoeléctrica Ventana.

A cargo del Señor Fidel Venegas, la central Ventanas está situada en el sector costero de

la Comuna de Puchuncaví en la región de Valparaíso. Actualmente la generadora de

energía posee cuatro unidades a carbón pulverizado las cuales fueron puestas en marcha los

años 1964, 1977,2010 y 2013 respectivamente, con un total de 884 MW de potencia

instalada lo que la hace ser el complejo energético más grande del país.

11

2.2 EL CARBÓN

Todo se remonta a casi trescientos millones de años atrás en la era Paleozoica en donde el

hombre prehistórico consumía una gran cantidad de madera para su propio abrigo. Cuando

los gigantes bosques e inmensos helechos se consumían, éstos quedaban sepultados en los

diferentes sectores pantanosos, en los cuales se encontraba una mezcla de barro con muy

bajo niveles de oxígeno y agua. Este escenario natural no permitía que se produjese la

putrefacción habitual. Con el paso del tiempo este material muerto fue acumulándose,

siendo cubierta por una gran cantidad de sedimentos, la cual al combinarse con los factores

de presión y temperatura daban origen a la materia orgánica, la que posteriormente con el

paso del tiempo fue llamada carbón.

2.2.1 Tipos de Carbón.

Como se mencionó anteriormente el carbón se produce por la acumulación de vegetación

sobre material sepultado. Existen diferentes tipos de carbón y son clasificados de acuerdo a

su poder calorífico, es decir, el poder en particular que tiene el material para generar o

producir energía en la combustión, por lo tanto mientras mayor es el nivel de carbono que

contenga la materia prima mayor será la calidad. Dicha característica es proporcional al

tiempo de exposición que tengan las capas de vegetales.

La temperatura y la presión a las que son expuestas también cumplen un papel

fundamental en los niveles de carbono que contendrá la roca. Actualmente se consideran

cuatro tipos de carbones: antracita, hulla (bituminoso) lignito y turba.

12

2.2.1.1 Turba

Material orgánico de color muy oscuro. Su nivel de carbono es muy bajo, sólo un 55%,

que lo hace ser uno de los carbones de peor calidad. Antes de ser utilizado debe pasar por

un proceso de secado ya que al momento de su extracción posee una gran cantidad de agua

que a lo largo produce mucho humo y cenizas. Sus principales usos son la obtención de

abonos orgánicos para la jardinería gracias a su gran capacidad de retener agua, en pinturas

y como combustible de baja calidad. El poder calorífico de la turba es aproximadamente

2000 (Kcal/kg).

2.2.1.2 Lignito

La turba cuando es comprimida genera una sustancia desmenuzable de color negro o

pardo, la que es llamada lignito. Su textura es muy parecida a la de la madera en la cual

todavía se pueden reconocer algunos restos de vegetales. Tiene un porcentaje de carbono

que varía de los 60% a 75% y es considerado un combustible de mediana calidad. Por lo

general se utiliza para la generación de electricidad. El poder calorífico del carbón lignito

es aproximadamente de 6000(Kcal/kg).

2.2.1.3 Hulla

También llamado carbón Bituminoso, es carbón duro de color oscuros (negro), opaco y un

poco graso. Es el más abundante, identificado también como el carbón de piedra más

utilizado. Contiene entre un 75 a 85% de carbono siendo el resto agua, aire, hidrogeno y

azufre. Gracias a su gran poder calorífico este material es usado en diferentes

termoeléctricas para la generación de electricidad. La generación de carbón de coque en

altos hornos desde la Hulla, genera muchos derivados los cuales son utilizados en la

industria química. El poder calorífico del carbón Bituminoso es de aproximadamente

7000(Kcal/kg).

13

2.2.1.4 Antracita

Proveniente de la transformación del Bituminoso puede alcanzar los niveles de hasta un

95% de carbono por lo tanto es el de mayor poder calorífico, pero a la vez el más costoso.

Este tipo genera poco humo por lo cual lo hace menos contaminante. Su principal uso está

basado en la producción de coque, también en algunas calderas para la calefacción de

viviendas y por último para la generación de electricidad. El poder calorífico de la antracita

es de aproximadamente es de 8000 (Kcal/kg).

Gráfico 1: Poder Caloríficos del carbón según su clasificación.

Fuente: Catamutun, 2013.

14

2.2.2 Utilidad del carbón.

No es desconocido que desde hace mucho tiempo el carbón es un mineral de gran ayuda

para el diario vivir de todo el mundo. Entre las principales utilidades de esta materia prima

se encuentra la generación de electricidad, fabricación de cemento y en la producción de

acero.

A grandes rasgos existen dos tipos de carbón; el primero es el carbón térmico este permite

la generación de electricidad gracias a la gran energía que produce su combustión, las

cenizas producidas por la quema del mineral son a la vez utilizada en la producción de

cemento, también existe el carbón metalúrgico el cual está compuesto básicamente de

coque y es utilizado en la producción de acero.

El carbón no solamente se utiliza para generar los productos anteriormente mencionados

sino que también es solicitado por las papeleras, refinerías e industrias farmacéuticas. En

base a este mineral se pueden producir diferentes tipos de materiales químicos gracias a los

subproductos obtenidos de él, como por ejemplo fertilizantes agrícolas, aceite de creosota,

naftaleno, plástico, nylon, jabones etc.

2.2.3 Reservas de Carbón.

Hoy en día existen dos entidades internacionales que evalúan las reservas de carbón a

nivel mundial. La primera es generada por el Instituto Federal alemán de Geociencias y

Recursos Naturales (BGR) y es utilizado por la Agencia Internacional de la Energía como

la más importante fuente de información sobre las cantidades de carbón existentes. La

segunda fuente de información es generada por el Consejo Mundial de Energía (WEC) y es

utilizado por el BP Statistical Review of World Energy. Hoy en día según BRG existe una

reserva de 1.052 billones de toneladas, la cual podría satisfacer 134,5 años según la

producción mundial de carbón en 2013. En forma paralela las reservas de carbón reportados

por WEC son ampliamente más bajos que los mencionados anteriormente y equivalen a

15

892 billones de toneladas de carbón, lo que representa la continuidad de la producción de

carbón por al menos 113 años.

Según WEC Europa y Asia tienen las reservas más grandes en la actualidad con 310 y 289

Billones de toneladas los que sumados representan un 67,1% de la reserva mundial, seguido

por Norte América (27,5%),Medio Oriente y Asia (3,7%) y por último Centro y Sur

América (1.6%).

Gráfico 2: Distribución de las reservas de carbón en el mundo al año 2013.

Fuente: World Energy Resources Survey, WEC 2013.

En el 2013 la producción mundial de carbón alcanzó la cifra de 7823 Millones de

Toneladas. Actualmente el mayor productor de carbón a nivel global es la República

Popular de China con más de un 45% de la producción mundial, seguido por Estados

Unidos 11,6% e india con un 7,8%. (World Coal, 2013) Véase Figura Nº 21.

35%

32%

27%

4%

[VALOR]

Europa Asia PacíficoAmérica del Norte Medio Oriente y ÁfricaCentro y Sur América

16

Tabla 1: Cuadro con los principales países productores de carbón hasta el año 2013.

RP China 3561Mt Rusia 347Mt

USA 904Mt África 256Mt

India 613Mt Alemania 191Mt

Indonesia 489Mt Polonia 143Mt

Australia 459Mt Kazakstán 120Mt

Fuente: World Coal, 2013.

En el año 2013 la producción de carbón registró valores records con respecto al año 2012,

la cantidad generada fue de 7822,8 millones de toneladas (MT) superando en un 0,4% la

estadística del año anterior. El aumento de la producción se basa fuertemente en que la

materia prima es un factor fundamental en el diario vivir de las personas como también en

algunas empresas, ya que éste proporciona aproximadamente el 30% de los requerimientos

mundiales de energía primaria como también aporta en la generación del más del 40% de la

electricidad a nivel mundial y en el sector metalúrgico el carbón es utilizado en un 70% de

la producción de acero en los cinco continentes.

Debido a la necesidad de todos los países por abastecerse de esta materia prima, es que la

exportación de carbón se ha convertido en un negocio muy lucrativo. Con respecto a las

exportaciones Indonesia y Australia llevan el liderato con una cantidad de 426 y 336MT

respectivamente. En la otra vereda de la comercialización de esta materia prima se

encuentran la República Popular de China y Japón con cantidades importadas de 327 y

196MT. (World Coal, 2013)

17

Tabla 2: Ranking de los mayores exportadores de carbón en el mundo.

Total Vapor Coque

Indonesia 426Mt 423Mt 3Mt

Australia 336Mt 182Mt 154Mt

Rusia 141Mt 118Mt 22Mt

USA 107Mt 47Mt 60Mt

Colombia 74Mt 73Mt 1Mt

South África 72Mt 72Mt 0Mt

Canadá 37Mt 4Mt 33Mt


Tabla 3: Ranking de los mayores importadores de carbón en el mundo.

Total Vapor Coque

PR China 327Mt 250Mt 77Mt

Japón 196Mt 142Mt 54Mt

India 180Mt 142Mt 38Mt

Corea del Sur 126Mt 95Mt 31Mt

China Taipéi 68Mt 61Mt 7Mt

Alemania 51Mt 43Mt 8Mt

UK 50Mt 44Mt 6Mt


2.2.4 Importación de mercancías.

A la hora de escoger un medio de transporte es necesario tener claro cuáles son las

necesidades de contar con el producto o materia prima (urgencia), como también las

características de ésta, como por ejemplo fragilidad, peligrosidad, volúmenes etc.

18

Hoy en día el transporte marítimo es indispensable para la economía mundial, ya que del

total de la mercancía transportada, cerca del 80% es realizada por este medio. Existen dos

principales tipos de carga: la carga a granel y la contenedorizada.

2.2.5 Carga a Granel.

La carga a granel es un tipo de mercancía que es movilizada sin ser unitarizada esto quiere

decir sin que se empaquete ni embale, Mediante palas (de golpe o automáticas) el material

es cargado o descargado (hacia/desde) las bodegas de los buques graneleros. Las

principales mercancías a granel transportadas son:

Carbón

Granos (trigo, maíz, arroz, cebada, avena, centeno, sorgo, soja, legumbres, etc.)

Mineral de hierro (minerales ferrosos y no-ferrosos, aleaciones ferrosas, arrabio,

chatarra, etc.)

Madera

Cemento

Productos químicos (fertilizantes, plástico en gránulos, resina o polvo, fibras

sintéticas, etc.)

Alimentos secos (para animales o humanos: alfalfa, cítricos, alimento para ganado,

harina, azúcar, semillas, etc.)

Gráneles de minas: (arena y grava, cobre, hierro, sal, etc.).

En cuanto a la carga líquida los principales productos transportados son:

Petróleo

Gas natural licuado

Gasolina

Productos químicos

Alimentos líquidos (aceite vegetal, aceite de cocina, frutas, jugos, etc.)

19

2.2.6 Buques Graneleros.

Son buques que se dedican principalmente al transporte de cargas secas de granel. Ciertos

buques pueden alcanzar un tamaño de 300 metros de eslora, los cuales por temas de

seguridad transitan a menor velocidad.

El mantener una nave estable y balanceada permite un tránsito menos riesgoso para una

embarcación es por esto que el peso muerto es un factor muy importante en la carga de un

buque, este hace referencia a una unidad de medida para establecer los parámetros que

liberen del riesgo a las embarcaciones. Su unidad de medida son las toneladas métricas y

actualmente algunos buques graneleros pueden cargar un límite de doscientos mil TPM.

Según la UNCTAD el tamaño de la flota mundial de buques graneleros al 2013 alcanza un

40,2% de la capacidad mundial, lo que representa 685 millones de TPM.

Figura 1: Tamaño de la flota mundial por tipo de buque, en millones de TPM.

.Fuente: UNCTAD, 2013.

20

2.2.7 Proceso de importación del carbón.

El proceso de importación del carbón comienza con la planificación naviera. Ésta

actividad es desarrollada por el departamento de combustible, el cual periódicamente

controla y monitorea las gestiones de embarques de carbón con respecto a las necesidades

energéticas del país y al factor de operación de cada planta (cantidad de mega watts de

energía generada en base a 1 tonelada de carbón). Luego de la planificación naviera se

realiza la programación en donde el proveedor y armador son informado del plan de naves,

en el caso de aceptar las condiciones estos últimos deben informarlo 30 días antes del

laycan (Tiempo estimado de Arribo).

Una vez que los involucrados dan el visto bueno Gener envía la declaración de envío y el

armador (Transportista) toma conocimiento de éste y procesa la solicitud, posteriormente el

armador debe nominar el buque que realizará el transporte del carbón. Cabe considerar que

dicha entidad puede sustituir el buque nominando a otro siempre y cuando no haya vencido

el plazo mencionado anteriormente.

Una vez que llega el buque a la bahía del puerto de carga el Capitán del buque emite la

NOR que es el documento oficial, en donde se pone en conocimiento al puerto que la nave

esta lista para realizar las operaciones, la cual es recibida por el Agente de naves. Una vez

aceptado el documento el buque atraca para comenzar la carga del producto. Mientras se

realiza el proceso de carga tanto el supervisor como el agente de carga monitorean el

proceso y notifican a Gener sobre eventos que ocurran en la operación.

Una vez terminada la operación el Capitán del buque solicita al agente de naves que

realice el Bill of Leading (BL) el cual será enviado a Gener. Gracias a este documento la

agente naviera podrá reclamar el cargamento.

Aes Gener compra a su proveedor la materia prima con condiciones FOB, por lo tanto

luego de obtener el BL la ejecutiva naviera debe tomar el correspondiente seguro que

protegerá la mercancía trasladada.

21

Luego se realizan los diferentes cobros por el manejo de la materia prima, los cuales se

generan después de la entrega del BL. Una vez emitido el documento el supervisor de carga

envía su boleta de honorarios adjuntando también el informe de carga que detallan todos los

eventos ocurridos en la operación, después de 24 horas el armador genera la factura de flete

y a la vez entre 5 a 7 días después el proveedor hace llegar la factura FOB. Por contrato el

proveedor debe adjuntar a la factura los análisis técnicos del carbón (Análisis de

laboratorio Umpire) para verificar la calidad del carbón que se ha comprado. Una vez

validas todas las facturas éstas se liquidan y se produce la primera internación en donde se

cancela entre el 90% y el 95% del carbón, el restante se pagará al final de la descarga

cuando se compruebe el tonelaje.

Una vez que el barco arriba a la bahía del puerto de descarga emite nuevamente la NOR.

Antes de la descarga las autoridades del puerto suben a inspeccionar la nave con el fin de

prevenir el ingreso de polizontes, droga, plagas etc. Una vez inspeccionado el buque y

aceptada la NOR se deja a la nave en Free Practique (libre práctica) para la posterior subida

del práctico el cual realiza las maniobras de atraque en el muelle.

Para ser aceptada la NOR es necesario que el buque:

Haya sido declarado en libre práctica.

No tenga problemas con el calado aéreo.

Que esté en condiciones de trabajar con todas las bodegas consignadas a ese puerto,

al mismo tiempo; y si fuere puerto de carga, que las bodegas estén limpias y sean

estancas.

no tenga fallas en los moto generadores y que su equipo de grúas se encuentre

operativo (100%).

Que las tapaderas de las bodegas estén abiertas.

Las grúas en posición vertical.

22

Una vez atracado el buque las grúas del puerto comienzan a descargar el carbón

almacenado en las bodegas de la nave. El material es depositado en tolvas de alimentación

que a la vez deposita el carbón en un sistema de correas o cintas transportadoras para luego

ser llevadas a las canchas de acopios de la empresa.

Cabe mencionar que la descarga es monitoreada en todo momento. Una vez finalizada la

descarga se realiza la toma de muestra del carbón para validar que el buque llego con el

mismo carbón que registró en el momento del zarpe en el puerto de carga, y para finalizar

se comprueba el tonelaje de la cantidad descargada y se liquida el saldo del flete.

23

Esquema 1: Flujo Importación y Descarga del Carbón Adquirido por Aes Gener.

SI NO

Fuente: Elaboración Propia, 2015.

2.2.8 Terminal Granelero

La diversidad del comercio internacional ha puesto en jaque a los puertos marítimos

obligándolos a abastecérseles de lo necesario para cumplir con los requerimientos con

respecto al manipuleo de la carga, según la demanda de cada nación

Los terminales graneleros como su denominación lo indica poseen las herramientas e

infraestructura especializadas tanto para la cargar y descargar de diferentes mercancías que

Planificación y

Carga del Buque

Arribo del

Buque

Emisión de La

NOR

Inspección,

Autoridades a

Bordo

¿Free

Practique?

M/N

Atraca.

Comienza

la descarga

Finaliza la

descarga Corroborar Tonelaje y

Tomas de muestras

Zarpe del

Buque

24

llegan a sus instalaciones de forma no unitarizadas (granel solido o líquidos) como por

ejemplo Trigo, fertilizantes, carbón, madera, químicos etc.

Para la carga y descarga del material, los puertos deben contar con la implementación

necesaria para la extracción desde y hacia los buques. Existen diferentes tipos de equipos

con distintas características como por ejemplo: cucharas/palas mecánicas o

electrohidráulicas, tornillos sin fin, equipos de succión neumática o mecánica. A la vez el

puerto debe contar con las características y equipos para el transporte y el almacenamiento

del granel si es que el material no es retirado de forma inmediata por el consignatario, como

por ejemplo los silos verticales o bodegas (almacenamiento), bandas transportadoras,

tractores, apiladores, cargadores frontales, tolvas (transporte). Algunos terminales practican

el proceso de ensacado por lo tanto es necesario que estos tengan las líneas

correspondientes y a la vez un sistema de pesaje continuo como por ejemplo las básculas.

En Chile existes diferentes terminales con distintas características (ver figura Nº 23). En

este informe estudiaremos en particular las operaciones de descarga de 3 puertos

graneleros: TGN (Angamos), Puerto de Ventana y por último Puerto de Huasco

(Guacolda).

2.2.9 Puertos Marítimos que abastecen las Centrales Termoeléctricas de

AES Gener.

El sector portuario es de mucha importancia para las diferentes actividades económicas

del país, ya que la mayoría de las mercancías se movilizan por la vía marítima. Debido a las

diferentes distancias que deben recorrer las mercancías por la vía terrestre es muy

beneficiario que los lugares de destino de la carga estén situados a poca distancia de los

diferentes puertos de descarga, ya que este factor disminuye considerablemente los costos

de transporte.

25

En AES Gener existe un puerto de descarga para cada complejo eléctrico. Gracias a las

pequeñas distancia entre ellos permite que los abastecimientos sean más fluidos y eficiente.

Hoy en día para abastecer a las diferentes Centrales se recurren a cuatro puertos en

específicos entre ellos están: Puerto Electroandina, Puerto de Huasco (Guacolda I),

Terminal Gráneles del Norte (TGN) y Puerto de Ventana S.A (PVSA), los cuales abastecen

de carbón a las Unidades de Nueva Tocopilla, Guacolda, Angamos y Ventanas

respectivamente. A continuación se mencionan las principales características de los

diferentes puertos antes mencionados.

2.2.9.1 Puerto de Ventana.

El Puerto de Ventana está situado en la quinta región, específicamente en la bahía de

Quintero. Gracias a sus centros de acopio e infraestructura PSVA es considerado uno de los

puertos más importantes de la zona central de Chile y el mayor a nivel regional con

respecto al tráfico granelero de la zona.

Situado a un poco más de 130 km de la Capital Chilena y favorecido por vías de transito

expeditas, hacen de este puerto un lugar tentador para los diferentes clientes que desean

transportas sus productos ya sean de consumo o de producción. Al interior cuenta también

con un sistema ferroviario lo que permite movilizar grandes volúmenes de carga.

Con respecto a sus instalaciones, PSVA cuenta con 4 sitios de atraque con una tolerancia

para recibir naves de hasta 70.000 Toneladas, con un calado máximo de 14,3 metros. Con

respecto al almacenamiento Ventana posee bodegas para la recepción de carga general, un

deposito aduanero para gráneles limpios, estanques para gráneles líquidos y más de 110

hectáreas para el acopio de todo tipo de carga o para nuevos contratos o inversiones.

26

2.2.9.1.a Historia.

Las operaciones y construcción del primer Muelle Ventana se iniciaron con las descargas

de carbón en 1966 gracias a la construcción de la unidad Nº1 de la Central Termoeléctrica

Ventana que pertenece actualmente a empresa AES Gener S.A. La necesidad de poder

atender a naves de mayor envergadura generó los inicios de estudios en 1989 para construir

un muelle multipropósito. Dos años después el 25 de abril se crea PSVA como una empresa

independiente y filial de Gener S.A, de su propiedad esta última aportó las instalaciones de

su muelle y así aumentar las operaciones del antiguo muelle.

En 1993 los rendimientos de descarga alcanzaban las 7.200 Ton/día, pero luego de dos

años y siendo Puerto Ventanas S.A dueña de todas sus instalaciones e incorporando al

muelle los sitios Nº 3 y 5, más una bodega de gráneles limpios de 45.000 Ton para el

último permitió lograr rendimientos de 18.000 Ton/Día, gracias a un sistema de conexión

automatizado de correas.

Debido a la construcción de infraestructura de la empresa Melón y del Terminal de

Petróleos, Asfaltos y Combustible S.A. (PACSA), PVSA compra de manera estratégica 47

hectáreas de terreno aledaño a las construcciones.

En el año 2000 en conjunto con la ex Compañía Minera Disputada de las Condes,

actualmente llamada Anglo American contemplan la construcción de una bodega para el

almacenamiento de concentrado de cobre la cual fue terminada al año siguiente. El 2 de

mayo del mismo año PVSA se adjudico los activos de PACSA y a la vez un 99% de la

sociedad Pacsa Agencia Naves S.A. En octubre del 2001 se logra un contrato con la firma

Suiza Glencore International S.A para que a través del terminal de combustible o de otros

proyectos, se pudiera ejecutar la explotación del negocio de bunkering. Al siguiente año la

Sociedad Asfalto Cono Sur S.A ejerce la opción de compra por la sección de PACSA lo

que le dio la posibilidad de administrar el Terminar mientras que PVSA se encarga de la

transferencia desde el buque hasta los estanques.

27

En el 2005 PVSA salta a la bolsa en donde Sigdo Koppers S.A y SK Inversiones

Portuarias adquieren 5,18% y un 43,03% de las acciones aumentándolas para el 2006 a un

6,98% y 50,01% respectivamente. Hasta el 2013 se realizaron y concretaron proyectos

como el de una bodega con capacidad de 60.000 toneladas y un centro comunitario gracias

a un crédito otorgado por el Banco Estado por MMUS$ 30 que a la vez permitió la

reestructuración de la compañía, lo que a la larga le permitió obtener certificaciones tales

como ISO 9001, ISO 14001, y OSHAS 18001. En este último año también se logró

alcanzar un movimiento histórico de carga la cual fue de 6,117 millones de toneladas.

2.2.9.1.b Instalaciones Marítimas.

Como se mencionó anteriormente el Puerto de Ventanas Cuenta con 4 sitios de atraques

(ver tabla Nº 4) los cuales permiten atracar y descargar naves de hasta 70.000 ton en el sitio

número 5 gracias a sus 14,3 metros de calado. A continuación se presenta y se describen

cada una de ellas con sus respectivas características.

28

Tabla 4: Características operacionales de sitios de atraque de PVSA.

Sitio Calado Máximo Eslora Máxima Equipamiento

Nº 1

8,00 Metros

125 Metros

Manifold para el embarque de ácido

sulfúrico. Dos cajas de válvulas para el

embarque de combustibles marinos a los mini

tanqueros.

Nº 2

9,55 Metros

200 Metros

Manifold de conexión para el embarque de

ácido sulfúrico y torre de embarque de

concentrados minerales con rendimientos de

400 y 800 Toneladas/hora respectivamente.

Una caja de válvulas para el embarque o

rancho de combustible, requerido por las

naves.

Nº 3

11,7 Metros

200 Metros

Manifold de conexión para el embarque de

ácido sulfúrico. Además, posee una caja de

válvulas para el embarque o rancho de

combustible requerido por las naves, una caja

de válvulas para la descarga de insumos de

combustibles para TACSA y dos cucharas de

fabricación nacional SIGU

Nº 5

14,3 Metros

245 Metros

Dos grúas pantográficas con capacidad de 30

TON a 40 Mts y rendimientos de 750

Ton/hora cada una. Una caja de válvulas para

la descarga de insumos combustibles para el

Terminal de Asfalto y Combustible.

Fuente: Elaboración propia, datos extraídos de PVSA memoria anual, 2013.

29

2.2.9.1.c Descripción de las Instalaciones.

La ubicación geográfica del Puerto de Ventanas, atrae la atención de distintas empresas,

interesadas en el servicio que PSVA les pueda entregar, de ahí que algunas de estas han

construido sus instalaciones en lugares cercanos a la empresa con el fin de hacer mucho

más rápida la transferencia de sus mercancías o materias primas. En la figura Nº 24 se

describen las instalaciones del puerto y sus alrededores.

1. Dos grúas para descargar gráneles sólidos conectados a un sistema transportador.

Rendimiento: 750 ton/hr cada una.

2. Grúa de embarque de concentrado de cobre conectada a sistema transportador.

Rendimiento: 800 ton/hr.

3. Oficinas.

4. Bodega para concentrado de cobre: 55.000 tons.

5. Domo para clínker y cemento: 45.000 tons.

6. Bodega para almacenamiento de concentrados varios: 6.000 tons.

7. Aciducto: embarque de ácido sulfúrico

8. Bodega para concentrado de cobre: 30.000 tons.

9. Bodega Anglo American para concentrado de cobre: 60.000 tons

10. Cancha para acopio de carbón perteneciente a AES Gener.

11. Bodega de granos y cargas generales: 10.000 tons.

12. Patio estación maniobras ferroviarias.

13. Bodega de granos limpios: 45.000 tons.

14. Oficinas de Aduanas y SAG.

30

15. Patio descubierto para carga general: 30.000 m.

16. Cancha de Carbón de Petróleo (ENAP): 80.000 tons.

17. Planta Molienda de Melón S.A.

18. Patio cubierto: 6.640 m2.

2.2.9.2 Puerto de Tocopilla Electroandina.

El Puerto de Tocopilla está situado a más de 1600 kilómetros al norte de Santiago,

entregando servicios de estiba y desestiba, recepción, almacenamiento y despacho de

gránales líquidos y sólidos como también a cargas generales. Inició sus actividades en el

año 1987. El Puerto consta de un muelle mecanizado con un punto de acceso de 200 metros

para el tránsito de camiones y un cabezal de 80 metros, un sitio de atraque (pilote de acero),

con una eslora máxima permitida de 250 metros y una longitud de 82 metros, teniendo

como tope un caldo de 14.38 metros.

Para realizar las operaciones de descarga en el sitio se cuenta con dos grúas Level

Liffing, que tienen una capacidad de levante de 30 toneladas y un alcance de 40 metros.

Además el terminal cuenta con un sistema de cintas transportadoras (1500 metros) de

longitud, cañerías para la transferencia de líquidos como combustible ácido y químico, y

también cuenta con tolvas de recepción y siete torres de transmisión.

Para resguardar y almacenar las diferentes cargas, el puerto de Tocopilla cuenta con una

cancha de 70 mil metros cuadrados para gráneles sólidos y 5000 𝑚2 para carga general.

Para gráneles líquidos el puerto posee una capacidad de almacenamiento de 50 mil 𝑚3 lo

cuales están diseñados para almacenar tanto líquidos como combustibles, soda caustica,

ácido sulfúrico etc.

31

2.2.9.3 Puerto de Huasco.

Situado en la región de Atacama, este puerto alberga el Puerto Guacolda 1 el que está

situado a un costado de la termoeléctrica Guacolda perteneciente a AES Gener y su

principal función es abastecer a la central del carbón para la futura generación de energía de

la planta. Su eslora máxima es de 240 metros y la cantidad máxima de calado es de 13.5

metros. Posee dos grúas que generan independientemente rendimientos de

aproximadamente 700 toneladas por hora y debido a sus características el puerto tiene la

capacidad de albergar y descargar buques de hasta 75 mil toneladas.

2.2.9.4 Puerto de Angamos (TGN).

El actual Complejo Portuario Mejillones ubicado a 65 Km de la ciudad de Antofagasta

alberga al Terminal Gráneles del Norte el cual cuenta con diversas instalaciones para la

manipulación de cargas a granel (sitios de atraque y de descarga). Además TGN posee

grandes áreas de apoyo para la instalación de galpones y zonas logísticas. Cuenta con un

muelle de dos grúas las cuales en conjunto pueden descargar aproximadamente 4 millones

de toneladas. En el sector de descarga tiene la capacidad de recibir naves de hasta 75 mil

toneladas, debido a su eslora máxima de 230 metros y al calado de 14.4 metros.

2.2.10 Factores que influyen en la actividad portuaria.

Hoy en día existen diferentes normativas mundiales y nacionales que restringen las

operaciones en los diferentes puertos debido a las diferentes fuentes de peligro que puedan

generar las maniobras de estructuras en condiciones adversas.

32

2.2.10.1 Planificación naviera.

Esta actividad pretende establecer las condiciones de transporte de la materia prima por lo

tanto una mala coordinación de este proceso podría afectar el flujo normal del proceso.

2.2.10.1.a Pagos de servicios

Una buena relación con actores de la cadena es de mucha importancia ya que demoras o

diferencias en los pagos de servicio generan rechazo o inseguridad al momento de aceptar

los servicios solicitados.

2.2.10.1.b Disponibilidad de naves.

Al realizar la planificación naviera para los futuros servicios es de vital importancia

considerar la indisponibilidad de los buques graneleros, por lo tanto el proceso de

programación de naves debe realizarse con mucha antelación con respecto al tiempo o

periodo en el cual se necesitará la prestación del servicio.

2.2.10.1.c Arribos.

Una mala planificación puede generar demoras en el traslado del buque, pudiendo este

quedar en espera si llega fuera del laycan o si otra nave está siendo atendida en el muelle de

descarga.

33

2.2.10.1.d Documentación.

Es claro que una mala gestión de los documentos que permiten las operaciones de carga

y descarga de un buque influye de manera considerable en la ocurrencia normal del

proceso.

2.2.10.2 Carga y Descarga de Buques.

Durante el proceso de carga y descarga existen diversas operaciones como por ejemplo

amarre de la nave, limpieza de las bodegas etc. que al no ser realizadas de manera eficiente

producen demoras en la continuidad del servicio.

2.2.10.2.a Inspección del buque.

En este proceso las autoridades inspeccionan el buque de manera muy detallada ya sea

de forma física, documentaria para tomar precauciones como por ejemplo:

- Filtraciones de agua.

- Material no fue transportado ni tratado de forma correcta.

- Contrabando (drogas) o polizontes

- Falta de documentación, Etc.

34

2.2.10.2.b Contaminación de las bodegas.

Un mal proceso de limpieza de las bodegas puede alterar el material o producto que es

transportado, y de la misma forma una mala inspección puede provocar el ingreso de

nuevas enfermedades, bacterias o plagas a la localidad.

2.2.10.2.c Ratas de Carga y Descarga irreales.

Las velocidades de carga y descarga nunca son uniformes con respecto al tiempo por lo

tanto la entrega de una mala rata (cantidad de producto que se desea descargar en una

unidad de tiempo) puede alterar la planificación del arribo de una nave, provocando que

esta quede detenida debido a que otra nave está siendo atendida.

2.2.10.2.d Infraestructura y equipamiento.

Una mala velocidad de carga y descarga puede ser debido a que la infraestructura y

equipamiento del buque o del puerto no son acordes a lo requerido. A la vez una mala

programación de los periodos de mantenimiento alteran el flujo normal de las operaciones.

35

2.2.10.3 Recursos Humanos.

Las empresas sin importar su rubro son muy dependientes de los trabajadores, ya que son

elementos muy importantes en el desarrollo de sus actividades, por lo tanto una mala

relación con éstos afecta considerablemente el logro de los objetivos.

2.2.10.3.a Huelgas y Feriados.

Malas relaciones y condiciones de trabajo inapropiadas generan malestar en los

trabajadores los cuales se manifiestan a través de huelgas, estancando toda actividad en la

que participan, y generando pérdidas en las compañías durante el periodo de

manifestación.

2.2.10.3.b Seguridad.

Los accidentes y la falta de un buen plan de contingencia y de respuesta para estas

eventualidades afectan considerablemente el desarrollo de la actividad, como también en

caso de muerte los puertos se paralizan completamente debido a la presencia se servicios

médicos y de seguridad del estado.

2.2.10.4 Factores Naturales.

Cuando hablamos de condiciones o factores que pueden afectar el normal desarrollo de las

operaciones portuarias, debemos considerar una de las más importantes, la naturaleza con

sus fenómenos sísmicos, vientos, lluvias etc. que afectan considerablemente la operatividad

en un puerto.

36

2.2.10.4.a Movimientos Sísmicos.

Las estructuras de hoy en día son diseñadas para enfrentar la ocurrencia de algún

movimiento sísmico, pero ante la ocurrencia de éste, se deben tomar las medidas de

precaución y evacuación estancando las operaciones en los puertos

2.2.10.4.b Vientos

El viento es un factor muy influente en las restricciones que pueda tener un puerto para

realizar diferentes operaciones, ya que la fuerza con la cual podría azotar las estructuras

fijas impide el normal manejo de aquellas. Según los entes marítimos cuando los vientos

superan el valor o nivel 5 según la escala de Beaufort las maniobras en los diferentes

muelles deben detenerse, debido a que la velocidad del viento es también un factor

influyente en la generación de oleajes.

Figura 2: Escala de Beaufort, para la denominación de los vientos según su velocidad.

Fuente: SHOA “Mareas y Corrientes”, 1992.

37

2.2.10.4.c Visibilidad

Las diferentes condiciones climáticas como las lluvias combinadas con fuertes vientos,

nieve y niebla establecen escenarios poco adecuados para las distintas maniobras que

puedan realizarse en un puerto. Para las distintas operaciones en los muelles es aceptable

tener como mínimo una visibilidad entre 500 y 1000 metros, mientras que para la

internación de naves al puerto ésta aumenta a una milla (1600 metros).

2.2.10.4.d Precipitaciones.

Como mencionamos anteriormente las precipitaciones pueden afectar la visibilidad de los

operadores cuando ésta es combinada con fuertes vientos.

2.2.10.4.e Oleaje.

Este factor dependiendo de sus características puede afectar la maniobrabilidad de las

naves mientras son ingresadas o en etapas de operaciones. Las olas pueden variar desde

pequeños oleajes producidos por los vientos hasta los tsunamis que son provocados por

alteraciones tectónicas en el fondo del océano.

2.2.10.4.f Mareas

Las mareas se producen debido a la atracción que ejercen tanto el sol como la luna sobre

la tierra. Las distintas naves dependiendo de sus envergaduras toman en consideración este

factor al momento de realizar maniobras y operaciones en los diferentes puertos, ya que una

38

mala decisión podría terminar encallando una nave por las bajas profundidades que podría

generar una marea.

2.2.10.4.g Corrientes

Las corrientes son desplazamientos de masas de aguas provocadas por vientos y además

por la rotación de la tierra. Éstas pueden tener una gran incidencia en las maniobras de

atraque y desatraque de las naves, debido a las pequeñas distancias que se generan en las

maniobras.

2.2.10.5 Mantenciones.

Las mantenciones que se realicen en los diferentes equipos juegan un papel fundamental

en los tiempos de servicios, debido a que un programa de mantención erróneo o que no se

realice como corresponde podría generar desde pérdidas de los equipos hasta muertes

derivadas de una mala condición de los elementos de trabajo.

2.2.11 Diagrama de flujo del ciclo operativo del carbón y cenizas v2-Central

Ventanas.

Como se mencionó anteriormente Gener cuenta con diferentes plantas de generación de

energía, pero el proceso del carbón y el manejo de los residuos son iguales en cada una de

ellas. A continuación se explica el proceso de una forma simple y didáctica.

Primero que todo el carbón es descargado de las bodegas de los diferentes buques

graneleros, para luego ser depositado en una tolva de alimentación que en base a un

sistema de cintas transportadoras traslada el material a las canchas de acopio de la

empresa.

39

Una vez en las canchas, la materia prima es separada por tipo para luego realizar las

mezclas dependiendo del poder calorífico, lo que significará más o menos producción de

energía. Estas mezclas son depositadas en tolvas de alimentación que nuevamente deja caer

el material a las cintas transportadoras. Una vez llegando a los silos el carbón es triturado

en los pulverizadores para que el poder de combustión de éste sea más eficiente al llegar a

las calderas.

Una vez realizada la quema del carbón se generan residuos los cuales son tratados para la

disminución del poder contaminante de cada uno. Los gases ingresan al desulfurizador

para luego ser liberado por la chimenea mientras, por otro lado la ceniza de fondo es

trasladada por un sistema hidráulico hacia la piscina de decantación. Luego son depositadas

en camiones por grúas tolva para su posterior lavado. Esto permite que la ceniza no genere

material volátil. En cambio la ceniza volante es llevada a los silos de cenizas mediante un

transporte neumático. Luego se cargan en los diferentes camiones los cuales también, con

el mismo fin pasan por un lavado.

Tanto la ceniza de fondo como un porcentaje de la ceniza volante en favor a la protección

del medio ambiente son llevados al depósito de cenizas en donde sitios debidamente

tratados son rellenados para su posterior reforestación. Al a vez un porcentaje de la ceniza

volante es vendida a la empresa Melón para la producción de cemento.

40

Esquema 2: Ciclo operacional del Carbón en AES Gener Ventanas.

Fuente: Aes Gener, 2014.

41

2.3 LA ENERGÍA ELÉCTRICA

2.3.1 Empresas Generadoras de Energía.

En Chile no sólo AES genera energía si no que existe una fuerte competencia con otras

empresas las cuales son Colbún y Endesa. Estas tres empresas en conjunto cubre la mayor

parte de la demanda de electricidad del país. A continuación se describirán en forma breve

las distintas empresas competidoras de Gener.

2.3.1.1 Colbún.

”Colbún es una compañía chilena que se dedica a la

generación de energía eléctrica. Tiene 15 centrales hidroeléctricas, 7 termoeléctricas, 852

Kms. de líneas de transmisión y 26 subestaciones en 4 regiones. La empresa contribuye con

2.962 MW de capacidad (43% hídrica y 57% térmica) al Sistema Interconectado Central

(SIC), en el cual es la segunda generadora más grande según el CDEC. Colbún es

controlada por el Grupo Matte a través de su filial Minera Valparaíso.”

Fuente: http://www.colbun.cl/

http://www.colbun.cl/

42

2.3.1.2 Endesa Chile.

”Compañía chilena dedicada a la generación y

comercialización de energía eléctrica. Endesa Chile y sus sociedades filiales operan 181

unidades en cuatro países en Sudamérica, con una capacidad instalada total de 13.794 MW,

y si se considera Brasil la potencia alcanza a los 14.781 MW. En Chile opera un total de

5.571 MW de potencia, lo que representa el 30% de la capacidad instalada del país. De este

total, el 62% de la energía es hidráulica, el 36% es térmica y el 2% renovable no

convencional. En el exterior, por medio de sus filiales, la empresa alcanza los 3.652 MW de

capacidad en Argentina, 2.914 MW en Colombia, 1.657 MW en Perú y 987 MW en Brasil.

Endesa Chile es filial de Enersis y forma parte del Grupo Enel.”

Fuente: http://www.endesa.cl/

2.3.1.3 DUKE ENERGY CHILE.

“Duke Energy es la empresa de energía eléctrica más

grande de los Estados Unidos. Es una compañía líder en generación y operaciones de

energía eléctrica y distribución de gas en el continente americano. Duke Energy ingresó al

mercado chileno en 2012 y sus operaciones están concentradas en la generación de energía

eléctrica y en la comercialización de electricidad y capacidad. Posee activos de generación

http://www.endesa.cl/

http://generadoras.cl/wp-content/uploads/Duke-Energy-Chile-sm-4c.jpg

43

en la VIII región del Biobío, por un total de 380 megawatts (MW) de capacidad instalada,

conformados por la Central Térmica Yungay y el Complejo Hidroeléctrico Duqueco.”

Fuente: http://www.duke-energy.cl/

2.3.1.4 International Power GDF SUEZ.

“International Power GDF SUEZ es una empresa

internacional de energía y servicios que se concentra en electricidad y gas, incluyendo

generación, comercialización, transporte y distribución de electricidad y gas. Respecto de

Latinoamérica, la compañía tiene activos en Argentina, Chile, Brasil, Panamá y Perú. En

febrero de 2011, GDF Suez se transformó en el accionista mayoritario (70%) de la empresa

International Power.”

Fuente: http://www.iprplc-gdfsuez.com/

2.3.1.5 Pacific Hydro.

“Pacific Hydro es una compañía líder en la

generación de energía limpia y renovable, proveniente de recursos naturales. Durante 20

años, hemos cumplido nuestra visión- potenciar a un mundo más limpio- mediante la

identificación, ejecución y operación de proyectos de energía renovable, así como también

suministrando a sus clientes en todo el mundo energía limpia, y productos y servicios de

alta calidad para reducir el carbono”.

Fuente: http://pacifichydro.cl/

http://www.endesa.cl/

http://www.iprplc-gdfsuez.com/

http://pacifichydro.cl/

http://generadoras.cl/wp-content/uploads/gdf_logo.jpg

http://generadoras.cl/wp-content/uploads/Pacific-Hydro-Primary-logo-CMYK.jpg

44

2.3.1.6 Statkraft Pure Energy.

“Statkraft es la mayor generadora de hidroelectricidad de

Noruega y principal generadora de energía renovable de Europa. En 2005 se instala en

Chile, donde construyó y actualmente tiene operando las centrales hidroeléctricas La

Higuera y La Confluencia (Región del Libertador Bernardo O’Higgins, 313 MW en total).”

Fuente: http://www.statkraft.com/

2.3.2 Generación de energía.

La demanda energética del país es cubierta principalmente por las centrales

hidroeléctricas y termoeléctricas, pero a la vez existen diversos tipos de generación poco

explotadas y amigables con el medio ambiente, como la Energía Eólica y fotovoltaica y

otras como por ejemplo la Geotérmica y la Nuclear, en donde esta última es muy peligrosa

si no es bien implementada, debido a la radiación que pudiera emitir si se produce alguna

mala manipulación, dada a su inestabilidad.

2.3.2.1 Central Termoeléctrica (Gas-Carbón-Diesel).

Básicamente una central termoeléctrica aprovecha la combustión de algún elemento (gas,

carbón o diesel) donde el material es transportado por tuberías o cintas transportadoras en el

caso del carbón. El material es llevado hacia los silos, en donde es introducido a los

pulverizadores para aumentar su eficiencia en la combustión. Una vez triturado entran por

los quemadores hacia las calderas en donde se produce la combustión. El calor generado se

transfiere a tuberías, las que contienden agua y que al calentarse generan vapor a presión.

http://generadoras.cl/wp-content/uploads/Logo-Statkraftpureenergy.jpg

45

El vapor a presión es trasladado por tuberías hacia una turbina y hace girar sus paletas, éste

último a través de un acople hace girar un generador que produce electricidad.

El vapor usado se transforma en agua y se la envía a un tanque para su nueva utilización

en las calderas, por lo tanto el proceso de agua-vapor es un circuito cerrado. Para

condensar el vapor se utiliza un sistema de enfriamiento (torres de enfriamiento) que utiliza

un circuito de agua independiente del anterior sólo para este fin.

La energía generada en el proceso es llevada a transformadores de electricidad. Estos

elevan el voltaje para ser transmitida a los centros de distribución. Los residuos de la

combustión del carbón son mitigados a través de diversos sistemas, los gases pasan por un

desulfurizador que captura el dióxido de azufre con una eficiencia del 80% mientras que el

material particulado es capturado casi en un 100% en el filtro de mangas. De esta forma

los gases cumplen con las normas más exigentes en materia de calidad del aire. Los gases

provenientes de la combustión del petróleo o de gas natural son limpios por lo que

generalmente no necesitan filtro y son eliminado por las chimeneas de una central.

46

Figura 3: Ciclo de procesos de una termoeléctrica.

Fuente: combustioneindustria.blogspot.com

2.3.2.2 Centrales Hidroeléctricas De Pasada.

Las centrales Hidroeléctricas de pasada aprovechan las pendientes de los ríos para

producir energía. Una o varias bocatomas desvían parte de las aguas de los ríos hacia un

canal o túnel de aducción dejando en el curso natural un caudal ecológico. Las aguas

captadas por las bocatomas son conducidas hacia la zona de caída, lugar donde baja a gran

velocidad hasta la central donde el agua es turbinada produciendo energía eléctrica. La

energía producida en este proceso es llevada a transformadores que elevan el voltaje, luego

es conducida a una estación de distribución para su transmisión a los centros de despacho.

47

El agua utilizada es devuelta en un 100% al cauce natural del rio en las mismas condiciones

en la que fue captada.

Figura 4: Procesos de una Central Hidroeléctrica de Pasada.

Fuente: Slideshare.

2.3.2.3 Centrales Termoeléctricas de Ciclo Combinado.

Las Centrales de ciclo combinado son aquellas que generan electricidad mediante la

utilización conjunta de dos máquinas generadoras, cuya turbina es alimentada con gas y

otra alimentada con vapor. La central recibe gas o petróleo diésel, este último se puede

acumular en estanques. Luego el combustible es conducido a la turbina que mezcla con aire

obtenido de la atmosfera para producir su combustión.

De esta forma se aprovecha la expansión producidos en la combustión para hacer rotar las

aspas de la turbina que a su vez hace girar un generador que produce electricidad. Los gases

48

calientes remanentes de la combustión en la turbina de gas son llevados a una caldera, la

cual recupera su energía calórica para hervir agua y generar vapor a presión. Este vapor es

ingresado en una segunda turbina, que rota sus aspas generando electricidad en un nuevo

generador, el vapor utilizado se transforma en agua en un condensador y se le envía a un

tanque para utilizarla nuevamente en la caldera, por lo que el proceso agua vapor es un

circuito cerrado.

Para condensar el vapor se utiliza un sistema de enfriamiento que utiliza un circuito de

agua independiente del anterior, sólo para este fin. Toda la energía eléctrica generada en el

proceso es llevada a transformadores que elevan el voltaje, para luego ser transmitida a los

centro de distribución. La principal ventaja de utilizar una central de ciclo combinado es su

alta eficiencia, ya que al utilizar la energía calórica de los gases de la combustión para

producir vapor y posteriormente alimentar a una segunda turbina, permite alcanzar los

rendimientos más altos que se pueden obtener en una central termoeléctrica.

Figura 5: Generación de energía de una Termoeléctrica de Ciclo Combinado.

Fuente: Unesa.

49

2.3.2.4 Energía Eólica.

Esta energía deriva de las corrientes de aire que se producen en diferentes sectores.

Frecuentemente se utiliza en lugares en donde existen grandes movimientos de masas de

aire, como por ejemplo en zonas costeras, islas y alturas montañosas. Esta energía se

produce debido a que las aspas de los molinos hacen girar un eje a una baja velocidad.

Luego para aumentar las revoluciones del siguiente eje se utiliza un multiplicador con el

fin de que éste pueda accionar un generador, el cual producirá la energía que

posteriormente será transmitida por una serie de conductores. El impacto ambiental que

genera este sistema de obtención de energía es baja, ya que sólo afecta visualmente un

territorio y a algunas aves que pudieran ser alcanzadas por las aspas. Por otro lado se debe

considerar que la energía eólica depende demasiado de las condiciones climáticas,

generando una incertidumbre en la cantidad que pueda producirse en un determinado

tiempo.

2.3.2.5 Energía Solar Fotovoltaica.

La obtención de esta energía se debe a la instalación de diferentes paneles fotovoltaicos

los que reciben la radiación solar, en donde una cantidad de colectores formados por

dispositivos semiconductores en forma de diodo producen saltos electrónicos generando

una diferencia de potencial en sus extremos. La instalación en serie de estos dispositivos

permite la obtención de mayores voltajes aptos para abastecer de energía eléctrica a

pequeños dispositivos electrónicos. Al aumentar la escala, la corriente continua que

entregan los paneles podrían inyectarse a la red eléctrica ya que esta se transforma en una

corriente alterna.

Las principales barreras de masificación de este sistema radican principalmente en su alto

costo en comparación con los demás sistemas, la dependencia de las condiciones climáticas

y del extenso territorio que se necesita para ser instalada.

50

2.3.2.6 Energía Geotérmica.

Este tipo de energía puede obtenerse mediante el calor que se produce al interior de la

tierra, básicamente en donde existe actividad volcánica. Para obtener estas aguas calientes y

el vapor es necesario realizar perforaciones en lugares de aguas termales a poca

profundidad. El vapor que emanan las perforaciones es trasladado a un sistema de turbina

para que ésta pueda funcionar con la presión que ejerce el vapor sobre las aspas. De este

modo se hace girar un generado el cual produce la electricidad. El agua también se utiliza

para la calefacción de diferentes lugares (casas, edificios, colegios etc.).

2.3.2.7 Energía Nuclear.

Esta energía como bien dice su nombre es generada en centros nucleares mediantes

reacciones de materiales fisionables los cuales producen calor. Este calor posteriormente es

utilizado en un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y así producir

electricidad.

Las centrales albergan varios reactores las cuales tienen en su interior una serie de

configuraciones y figuras de minerales con elementos fisil o fértil, dependiendo de la

tecnología empleada. Mientras se realiza la fisión radiactiva se establece una reacción que

es sostenida y moderada mediante elementos auxiliares. La generación de la energía

nuclear no genera contaminantes para el medio ambiente pero sus residuos deben ser

controlados, almacenados y aislados por un largo tiempo debido a los innumerables efectos

catastróficos que puede generar una fuga radioactiva.

51

2.3.3 Distribución de Energía.

Los sistemas que distribuyen la energía están conformados por distintas líneas,

subestaciones y equipos que permiten abastecer a los consumidores finales de alguna zona

o localidad en específico de la electricidad demandada a través de su servicio de

distribución. Las distintas empresas que ofrecen este servicio están sometidas a un régimen

de concesión pública. Esto quiere decir que están ligados a tarifas reguladas y con

obligaciones de servicios.

2.3.3.1 Sistemas eléctricos interconectados.

En el país existen principalmente cuatros sistema interconectados de Arica a Magallanes.

El extremo norte es abastecido por el Sistema Interconectado del Norte Grande (SING).

Éste abarca el territorio comprendido entre las ciudades de Arica y Antofagasta contando

con una capacidad instalada que bordea el 28% a nivel país. Por otro lado existe el Sistema

Interconectado Central, que abastece a las localidades situadas entre Taltal y Chiloé con

una capacidad instalada de un 71% aproximadamente y por último están los sistemas de

Aysén y Magallanes que abastecen a las XI y XII regiones respectivamente con una

capacidad instalada de 0.29% y 0.62%.

2.3.3.1.a Sistema Interconectado del Norte Grande.

El SING es una red que abarca alrededor de 800 kilómetros de extensión y entrega energía

a más de 800 mil personas. Este sistema es una combinación de centrales generadoras,

líneas de transmisión y vías de distribución que como anteriormente mencionamos entrega

energía desde Arica hasta Antofagasta. Las condiciones geográficas como la escasez de

agua sumada a las extensas distancias entre las localidades y los centros de consumo y

52

también la gran cantidad de energía que demandan las diversas empresas del sector minero,

la cuales llega a casi el 90%, generan algunos problemas en la entrega del suministro.

Actualmente la capacidad instalada del SING es de 3.601MW, pero se esperar un aumento

para el año 2015 de un 34%.

Figura 6: Estadística de las operaciones del SING desde el 2002 hasta el 2013.

Fuente: Electroconsultores, 2014.

Como se puede observar en la Figura N°6 la generación de energía en el norte grande del

país ha ido en aumento, debido al crecimiento del sector minero de la región. A su vez un

dato muy importante especificar ya que es parte de este estudio, es el gran aumento de la

utilización del carbón como recurso para la generación de energía, en donde tuvo una

participación de más del 80% del total de energía generada.

2.3.3.1.b Sistema Interconectado Central.

El SIC tiene una extensión de alrededor de 2100 de kilómetro. Es el principal sistema de

los 4 que existen ya que abastece a aproximadamente el 90% de la población del país

dentro de las localidades en donde opera. El sistema principalmente es abastecido por

53

diferentes generadoras de electricidad destacando por su volumen de participación las

empresas Colbún, Endesa y Aes Gener. Las condiciones geográficas son muy diferentes

con respecto a la del SING por lo tanto no es extraño observar la baja participación del

carbón como principal recurso para la generación de energía, debido a la gran cantidad de

hidroeléctricas que se presentan en las regiones abarcadas por el SIC, pero de igual manera

como se puede visualizar en la Figura Nº 7, la participación del mineral a ido en aumento a

través de los años, haciendo disminuir a la generación producida por embalse y centrales de

pasada.

Figura 7: Estadística de las operaciones del SIC desde el 2002 hasta el 2013.

Fuente: Electroconsultores, 2014.

2.3.4 Transmisión de Energía.

Los centros de transmisión de energía corresponden a subestaciones y equipos, los cuales

son destinados a transportar la energía desde las diferentes productoras (generadoras) hasta

los diferentes centros de consumo o de distribución.

54

En Chile se determina o se define a una estación de transmisión como toda aquella que

tenga una tensión o voltaje superior e los 23000 Volts, ya que si esta es menor sólo se

considera como una red de distribución de energía.

En el sistema de transmisión se puede diferenciar el sistema troncal (conjunto de líneas y

subestaciones que configuran el mercado común) y los sistemas de sub-transmisión (son

aquellos que permiten retirar la energía desde el sistema troncal hacia los distintos puntos

de consumo locales).

La coordinación de las diferentes operaciones tanto de las generadoras como de las de

transmisión, es realizada por el Centro de Despacho Económico de Carga (CDEC) la cual

está representada principalmente por los diferentes entes generadores y transmisores de

cada sistema eléctrico.

Fuente: AES Gener, 2015.

55

3 CAPÍTULO Nº 3: MARCO TEÓRICO.

Hasta la década de los 60, el carbón fue la fuente primaria de energía más importante en el

mundo. Al final de los 60 fue superada por el petróleo, pero se estima que el carbón además

de su importancia en la generación de electricidad, volverá de nuevo a ser la principal

fuente de energía en algún momento durante la primera mitad del próximo siglo.

El carbón no sólo suministró la energía que impulsó la Revolución Industrial del Siglo

XIX, sino que también lanzó la era eléctrica en el presente siglo. Actualmente casi el 40%

de la electricidad generada mundialmente es producida por carbón. La industria mundial

del hierro y el acero también depende del uso de este mineral, al ser éste el principal agente

reductor en la industria metalúrgica.

Se estima que bajo los actuales niveles de producción, las reservas conocidas de carbón

pueden durar aproximadamente cuatro veces más que las reservas combinadas de petróleo y

gas. De todas maneras al ser finitas estas reservas, se requiere hacer un uso eficiente y

comercialmente efectivo de ellas, de manera que se conserven estos valiosos recursos.

Las fuentes de energía renovables, tales como la hídrica, eólica, solar, y Biomasa,

constituyen verdaderas alternativas para la generación de energía. De todas formas, todas

ellas deben atender problemas que incluyen tanto su viabilidad económica como su

aceptación ambiental. Con la excepción de la hídrica, ninguna ofrece proveer energía de

manera significativa durante varias décadas.

Como la población mundial crece y los estándares de vida mejoran en el mundo en

desarrollo, la demanda internacional de energía se incrementa, en algunos casos, en niveles

dramáticos. El carbón es el combustible fósil más abundante y ampliamente distribuido

para enfrentar esta creciente demanda de energía.

Fuente: Catamutun, 2014.

56

El impacto de la escasez de agua afecta la generación de electricidad. Aunque el total de

energía eléctrica generada aumente de mes en mes, la contribución de la generación

hidráulica tiende a disminuir. Por ejemplo, durante abril de este año, "…nuevamente las

generadoras hidráulicas experimentan una disminución de 34% en comparación al mismo

período del año anterior" (INE, 2010).

El Decreto 26/2011 del Ministerio de Energía, estableció medidas especiales para

enfrentar la actual y futura escasez de recursos para la generación de electricidad. En el

artículo 2 establece que: Las empresas generadoras y distribuidoras del SIC quedan

autorizadas para adoptar, durante toda la vigencia del presente decreto, las siguientes

medidas: 1) Promover disminuciones del consumo de electricidad; 2) Pactar con sus

clientes reducciones de consumo, y 3) Suspender el suministro mediante la aplicación de

programas de corte, conforme a las disposiciones establecidas en el presente decreto. Se

autoriza además a las empresas transmisoras a reducir la tensión nominal de suministro en

el punto de conexión de sus clientes (artículo 3).

Fuente: Biblioteca del Congreso Nacional de Chile, 2010.

La hidroelectricidad corresponde a cerca del 45 por ciento de la capacidad instalada del

Sistema Interconectado Central (SIC), la principal red eléctrica del país, pero sólo un

embalse en todo el país –Laja– tiene la capacidad para almacenar agua de un año para otro,

lo que hace que el sistema sea altamente vulnerable a las variaciones anuales de las lluvias.

Mientras tanto, la industria eléctrica recurre cada vez más a las centrales termoeléctricas

para satisfacer la creciente demanda de electricidad de Chile, las que reducirían el impacto

de futuras sequías sobre el suministro eléctrico, pero generan otras preocupaciones, en

especial de carácter ambiental. Por lo tanto los niveles de importación de carbón

aumentaran considerablemente mientras las hidroeléctricas no puedan satisfacer la

demanda Nacional.

Fuente: Cámara Chilena Norteamericana de Comercio, 2011.

57

“Chile tiene su estrategia económica basada en el comercio exterior, hoy día, en un

mundo globalizado, la oportunidad y los costos para que las cargas lleguen a destino es

esencial, para el crecimiento y la competitividad del país”

“los puertos son el punto neurálgico por donde se transfiere el 90% de las cargas del

comercio exterior y significan un costo del orden del cuatro al cinco por ciento del total del

transporte”.

“nos están faltando puertos, en Chile los puertos quedaron chicos y lo que está faltando

son puertos con aguas abrigadas que es uno de los problemas que tenemos, además de la

profundidad, que del punto de la inversión es bastante caro, por ejemplo, la ampliación del

metro lineal sale cerca de un millón a millón y medio de dólares, entendiendo que se

requieren espacios para buques de 366 a 400 metros de largo”.

Fuente: Fernando Ugarte Gerente de ITI, 2013.

Luego de la aprobación de la ley 19.542 que hace desaparecer a la Empresa Portuaria de

Chile, para convertirla en 10 empresas autónomas, una por cada puerto con patrimonio y

directorio propio y con la facultad de captar la inversión privada. Es decir, el estado deja de

poner recursos públicos en los puertos estatales, y les deja al sector privado la oportunidad

de operar el puerto que deseen en calidad de concesionario. El objetivo de tal iniciativa es

doble, por un lado se pretende atraer recursos privados para construcción, desarrollo y

equipamiento de los puertos, reduciendo con ello la presión sobre presupuestos fiscales, y

de esta forma poder liberar fondos para destinarlos a otras áreas sociales, por otro lado se

quiere obtener una gestión más eficiente en la producción de los servicios portuarios lo que

implica un aumento de la productividad, una disminución de los costos y mejoras en los

niveles de servicios.

Fuente: J. Enrique Fernández, Joaquín de Cea, Operación Portuaria y participación

Eficiente del Sector Privado, 1994.

58

Chile ha venido alcanzando niveles cada vez más bajos respecto de la calidad de su

infraestructura. En la edición 2010/11 Chile se ubica en el lugar 24, mientras que en su

última edición 2013/14 alcanza el lugar 45. Respecto de la infraestructura portuaria, los

indicadores fueron 24 y 32, respectivamente.

La tendencia al aumento en el tamaño de las naves también está presente en este

segmento. En 1990 el promedio de la capacidad de desplazamiento9 de la flota por nave era

de 43.500 Ton. La tendencia actual es alcanzar en los próximos años 86 mil Ton10. Sin

embargo, en el caso de nuestro país, lo más probable es que las naves que se utilicen sean

del tipo Handysize, Handymax o Panamax, debido a que la mayoría de las instalaciones

portuarias tienen capacidades menores a las 80 mil DWT.

En general, los puertos privados de uso privado están especializados en carga a granel

vinculada al sector minero y energético. Los puertos privados de uso público transfieren

principalmente carga a granel (70%), aunque en la zona del Biobío existen dos terminales

de contenedores. Los puertos estatales, a pesar de su carácter multipropósito, operan

principalmente con carga general (95%) y es donde se encuentran los principales terminales

de contenedores.

La carga más importante es la carga a granel sólida, compuesta principalmente por

concentrados de cobre, hierro, carbón, otros minerales, chips, etc. Su crecimiento se ha

desarrollado según una tasa anual promedio en los últimos 10 años de 6%, subiendo a una

tasa de 7% los últimos cinco años. Su volumen total en el 2012 ha sido de 56,4 millones de

ton.

59

Gráficos 3: Transferencia1 de carga a granel en puertos chilenos, en miles de toneladas.

Fuente: Cámara Chilena de la Construcción en base a datos de DIRECTEMAR, 2013.

Las importaciones de la carga a granel sólida han pasado de 7 millones de ton en el 2003 a

17 millones de ton en el 2012, siendo relevante el aumento en la importación de carbón. El

cabotaje de esta carga ha pasado de 6 millones a 6,9 millones de ton entre 2003 y 2012,

destacando los tráficos de mineral de hierro y carbón. Entre 2003 y 2012 la tasa anual fue

de 2%, pero entre 2008 y 2012 la evolución fue negativa (-1%).

Las cargas de importación, por su parte, han crecido a un ritmo anual mayor que las

exportaciones, principalmente por un aumento en las cargas de bienes de consumo y de

cargas ligadas al sector energético.

Fuente: CCHC, Infraestructura Crítica para el desarrollo sectorial 2014-2016, 2013.

Las compañías navieras están diversificando sus organizaciones en la supervisión de sus

operaciones en muelles, depósitos, y en las cuestiones de flota de transporte carretero para

tener un mayor control y hacer mejoras en los servicios de la cadena logística, en este

contexto, los puertos son importantes proveedores de servicios en la cadena de distribución.

Las medidas principales de productividad de la nave en puerto son el tiempo que toma a la

nave todas las operaciones en el puerto y el tonelaje transferido por hora o día de la nave.

1 Incluye Exportación, importación y Cabotaje.

60

El tiempo de la nave en puerto corresponde a la permanencia en el puerto y se calcula a

partir del momento de la llegada hasta el momento de la salida de la nave. El tiempo medio

de nave en puerto se determina dividiendo las horas totales anuales por el número total de

las naves que recalan en un año.

En su forma básica, el tiempo de la nave en puerto no significa mucho, pues la estadía de

una nave está influenciada por el volumen de carga, las instalaciones disponibles y la

composición de la carga. Es necesario desagregar los tiempos de las naves en puerto según

la categorías posibles: naves de petróleo, granel, contenedores y carga general, y subdividir

estos tráficos en naves de comercio doméstico y comercio internacional.

Puesto que la duración de una estadía de nave en puerto está influenciada por el volumen

de carga que debe operar, una medida más útil de la productividad de la nave es el tonelaje

transferido por hora que la nave esta en puerto. El tonelaje medio transferido por hora de la

nave sería obtenido dividiendo el tonelaje total de carga que es embarcado y desembarcado

por el número total de horas de operación de esas naves.

Para registrar los tiempos de las naves en puerto o el tonelaje transferido por hora de las

naves, es conveniente separar el tiempo total en puerto, en muelle y dentro de cada uno,

para cada actividad, el tiempo de retraso (tiempo ocioso), así como las razones del retraso

(por ejemplo, en espera de carga, apertura y cierre de escotillas, lluvia, espera de la nave

por sitios de atraque, etc.). En detalle, el cociente entre el tiempo de espera por sitio de

atraque y el tiempo de servicio en el sitio, es conocido como la tasa de espera, un indicador

síntoma del estado de la congestión.

El tiempo transcurrido entre el primer trabajador que sube a la nave y el ultimo trabajador

que sale de la nave se denomina tiempo de trabajo o en operación. Se excluye los atrasos no

operacionales: ningún trabajador asignado; día de fiesta, de puerto cerrado; paros de la

industria y cuando la manipulación del contenedor o carga fraccionada requiere

intervención manual, tales como el uso de los alambres, de cadenas, o de otro elemento de

manipulación. El gráfico siguiente se basa en el manual UNCTAD para la estadística

portuaria.

61

Fuente: Doerr & Sánchez, Indicadores de productividad para la industria portuaria, 2006.

Figura 8: Tiempos de una nave.

Fuente: UNCTAD, 1987.

Donde, 1 es el arribo de una nave; 2 practicaje; 3 Atraque; Inicio de carga o descarga; 5

termino de la carga o descarga; 6 zarpe de la nave.

3.1 Simulación.

Durante el paso del tiempo la simulación se ha convertido para las empresas en una

herramienta muy provechosa para definir el comportamiento de sus diferentes procesos, ya

que ésta puede estar basada en escenarios futuros a los cuales se puede enfrentar el sistema,

por lo tanto la simulación de procesos permite obtener información puntual de forma más

simple, debido que la aplicación de la simulación no requiere de cambios físicos en los

procesos. Una vez obtenido los resultados los diferentes encargados podrían tomar las

decisiones correctas cuando los escenarios previstos se vuelven reales, y así disminuir las

repercusiones que conllevaría aquellas realidades.

Un ejemplo es el modelo realizado en la Universidad de Nove de Julho Sao Paulo, Brasil,

en donde se utiliza la técnica de simulación de eventos discretos como metodología de

62

apoyo a la decisión en un problema complejo con múltiples variables; el objetivo es

modelar las operaciones logísticas involucradas en la exportación marítima

de commodities en las presentaciones de carga suelta y granel desde doce empresas

productoras hasta el puerto marítimo. La simulación permite analizar la sensibilidad de los

principales parámetros y variables del sistema, con el fin de definir diferentes modelos de

planeación de despachos. Los escenarios muestran que es posible obtener una reducción de

los inventarios y de los costos de mantenimiento, así como también mejorar los indicadores

de servicio y como consecuencia aumentar la tasa de utilización de los recursos.

Fuente: María Alejandra Guerrero y André Henríquez, 2014.

Otro ejemplo es el trabajo desarrollado en la Universidad de Chile el que consistía en

realizar un análisis de la capacidad y nivel de servicio que ofrecerán los puertos en un

futuro próximo, todo ello en base a una metodología que consistía en primer término en

preseleccionar un conjunto de puertos con potenciales problemas, en seguida se desarrolló

la predicción de cargas y tecnologías para finalmente mediante un modelo de simulación

calcular los diferentes datos de salidas como por ejemplo: tiempos de procesos, líneas de

espera, nivel de uso, número máximo de naves en cola etc. Este informe se desarrolló para

los puertos de Antofagasta, Valparaíso, San Antonio, Lirquén, Talcahuano, San Vicente y

Punta Arenas.

Fuente: Análisis de la Capacidad de los Puertos Nacionales mediante la Simulación

Roberto Riveras, 1985.

63

3.2 Simulación de Montecarlo.

La simulación de Monte Carlo es una técnica cuantitativa que hace uso de la estadística y

los ordenadores para imitar, mediante modelos matemáticos, el comportamiento aleatorio

de sistemas reales no dinámicos (por lo general, cuando se trata de sistemas cuyo estado va

cambiando con el paso del tiempo, se recurre bien a la simulación de eventos discretos o

bien a la simulación de sistemas continuos). La clave de la simulación MC consiste en crear

un modelo matemático del sistema, proceso o actividad que se quiere analizar,

identificando aquellas variables (inputs del modelo) cuyo comportamiento aleatorio

determina el comportamiento global del sistema. Una vez identificados dichos inputs o

variables aleatorias, se lleva a cabo un experimento consistente en generar con ayuda del

ordenador muestras aleatorias (valores concretos) para dichos inputs, y analizar el

comportamiento del sistema ante los valores generados. Tras repetir n veces este

experimento, dispondremos de n observaciones sobre el comportamiento del sistema, lo

cual nos será de utilidad para entender el funcionamiento del mismo. Nuestro análisis será

más preciso cuanto mayor sea el número n de experimentos que llevemos a cabo.

Son muchos los autores que han apostado por utilizar hojas de cálculo para realizar

simulación MC (Seila, AF, 2001; Evans J.R 2000; Eckstein, J y Ridmueller,2002) . La

potencia de las hojas de cálculo reside en su universalidad, en su facilidad de uso, en su

capacidad para recalcular valores y, sobre todo, en las posibilidades que ofrece con respecto

al análisis de escenarios (“what-if anaylisis”). Las últimas versiones de Excel incorporan,

además, un lenguaje de programación propio, el Visual Basic for Applications, con el cual

es posible crear auténticas aplicaciones de simulación destinadas al usuario final. En el

mercado existen varios complementos de Excel (Add-Ins) específicamente diseñados para

realizar simulación MC, siendo los más conocidos: @Risk, Crystall Ball, Insight.xla,

SimTools.xla, etc. (www.geocioties.com; www.palisade.com).

Fuente: Universidad Abierta de Cataluña.

http://www.geocioties.com/

http://www.palisade.com/

64

3.3 Crystal Ball.

Oracle Crystal Ball es la aplicación líder basada en hojas de cálculo para elaborar modelos

predictivos, previsión, simulación y optimización. Le brinda una perspectiva inigualable de

los factores críticos que afectan el riesgo. Con Crystal Ball se puede tomar las decisiones

tácticas correctas para alcanzar sus objetivos y ganar una ventaja competitiva incluso bajo

las condiciones de mercado más inciertas. (www.oracle.com)

3.4 Teoría de Colas.

Se entiende por Teoría de Colas el estudio de las líneas de espera que se producen cuando

llegan clientes demandando un servicio, esperando si no se les puede atender

inmediatamente y partiendo cuando ya han sido servidos. El creador de la Teoría de Colas

fue el matemático danés A. K. Erlang por el año 1909. Ha tenido un fuerte auge por su

utilidad en el modelado del comportamiento estocástico de gran número de fenómenos,

tanto naturales como creados por el hombre. Se puede aplicar en problemas relacionados

con redes de teléfonos, aeropuertos, puertos, centros de cálculo, supermercados, venta

mediante máquinas, hospitales, gasolineras.

En este estudio el uso de la literatura sobre la teoría de cola, permitirá orientar de mejor

manera las condiciones y fórmulas para generar la planilla automatizada, la cual es un

recurso fundamental para generar una simulación de Montecarlo apropiada.

3.4.1 Características

A lo largo del tiempo se producen llegadas de clientes a la cola de un sistema desde una

determinada fuente demandando un servicio. Los servidores del sistema seleccionan

miembros de la cola según una regla predefinida denominada disciplina de la cola. Cuando

http://www.oracle.com/

65

un cliente seleccionado termina de recibir su servicio (tras un tiempo de servicio) abandona

el sistema, pudiendo o no unirse de nuevo a la fuente de llegadas.

3.4.2 Fuente

Recibe el nombre de fuente el dispositivo del que emanan las unidades que piden un

servicio. Si el número de unidades potenciales es finito, se dice que la fuente es finita; en

caso contrario se dice que es infinita.

3.4.3 Proceso de llegada

Aunque a veces se sabe exactamente cuándo se van a producir las llegadas al sistema, en

general el tiempo que transcurre entre dos llegadas consecutivas se modela mediante una

variable aleatoria. En particular, cuando la fuente es infinita se supone que las unidades que

van llegando al sistema dan lugar a un proceso estocástico llamado de conteo; si todos los

tiempos entre llegadas son variables aleatorias independientes idénticamente distribuidas

(vv.aa.ii.ii.dd.), se dice que es un proceso de renovación. Usualmente, el proceso que se

utiliza es un proceso de Poisson.

Cuando la fuente es finita se suele asumir que la probabilidad de que se produzca una

llegada en un intervalo de tiempo es proporcional al tamaño de la fuente en ese instante. En

general, este proyecto se restringirá al estudio de sistemas de colas con fuentes infinitas.

3.4.4 Mecanismos de servicio

Se llama capacidad del servicio al número de clientes que pueden ser servidos

simultáneamente. Si la capacidad es uno, se dice que hay un solo servidor (o que el sistema

66

es monocanal) y si hay más de un servidor, multicanal. El tiempo que el servidor necesita

para atender la demanda de un cliente (tiempo de servicio) puede ser constante o aleatorio;

en este último caso supondremos, por lo general, que los tiempos de servicio son

vv.aa.ii.ii.dd. Además, se supondrá que son independientes de los tiempos entre llegadas. A

veces el servidor sólo está disponible durante una parte del tiempo de funcionamiento del

sistema.

3.4.5 Disciplina de la cola

En sistemas monocanal, el servidor suele seleccionar al cliente de acuerdo con uno de los

siguientes criterios (prioridades):

el que llegó antes (disciplina FIFO),

el que llegó el último (LIFO),

el que menos tiempo de servicio requiere,

el que más requiere...

Incluso puede interrumpirse un servicio para empezar otro que corresponda a un cliente

recién llegado con mayor prioridad (fenómeno de anticipación); de no ser así, la prioridad

se llama de cabeza de línea.

En sistemas multicanal puede haber asignación a un servidor (elección de cola) y cambios

de servidor forzosos o aleatorios (cambio de cola).

Otros fenómenos frecuentes son el rechazo (si la cola tiene una capacidad máxima, el

cliente no es admitido en ella), el abandono (por ejemplo, si se excede un tiempo de

espera), etcétera.

67

Figura 9: Sistemas de Colas.

Fuente: Ampliación de Modelos de Investigación Operativa, U. de Murcia, 2001.

3.5 Método Holt-Winter.

La plantilla Excel utiliza el método “Holt-Winter” para hacer un pronóstico del

comportamiento de una serie temporal a partir de los datos obtenidos anteriormente. En este

caso el pronóstico se hace para cada tiempo (mes o semana). Realiza un pronóstico sobre el

comportamiento de la serie en base a promedios debidamente ponderados de los datos

anteriores. En este sentido, es similar a los métodos de alisamiento exponencial pero

mejorado, ya que incorpora información sobre la tendencia de la serie. El algoritmo tiene

tres parámetros, cada uno de ellos asociado a diferentes componentes de la serie. El valor

de estos parámetros se ajusta comparando la serie real con la pronosticada para ese mismo

lapso. Una vez realizados los ajustes, se procede a hacer el pronóstico para el periodo en

donde no hay datos.

Las tres componentes consideradas en el método son el valor medio, la tendencia y la

estacionalidad. Al contemplar componentes estacionales, el método se adapta muy bien

para el pronóstico de series asociadas a un fuerte carácter estacional.

Cada una de estas componentes está asociada a un parámetro, generalmente llamados α, β,

γ. Los valores pueden estar fijados por el usuario o escogerse de manera que minimice el

68

error cuadrático medio comparando el comportamiento de la serie y la serie pronosticada en

la zona en la que se superponen. Para usar este método es necesario estimar condiciones

iníciales.

Fuente: M. Kuperman y S. Risau.

69

4 CAPITULO Nº4: CONSTRUCCIÓN DEL MODELO DE

SIMULACIÓN

4.1 Proyección de la demanda.

La demanda de carbón de AES Gener depende únicamente de la generación de energía

para cada planta. La empresa hoy en día cuenta con una proyección mensual para cada una

de calderas en las diferentes termoeléctricas de su propiedad.

Gener facilitó las proyecciones de generación de energía estimada (Gigawatts) para cada

una de sus 4 unidades en su termoeléctrica Ventanas, (Unidad Ventana 1, Unidad Ventana

2, Nueva Ventana y Campinche), así como también para el resto de sus centrales, con esta

información y en base al consumo de cada unidad se establecieron las cantidades de carbón

demandadas para los próximos años. Cabe mencionar que existen tres diferentes escenarios

para estimar la cantidad de energía necesaria a producir, estas son: Hidrología Seca,

Generación Promedio y por ultimo Higrología 65%. En el Anexo Nº4 (Tabla Nº 15 y 16)

se pueden observar las cantidades de Gigawatts estimadas para los próximos años para cada

uno de los escenarios futuros.

Por lo tanto la fórmula para calcular las cantidades de carbón será la siguiente:

𝑪𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆 𝑪𝒂𝒓𝒃ó𝒏 𝒏𝒆𝒄𝒆𝒔𝒂𝒓𝒊𝒂𝒔 (𝒕𝒐𝒏) = 𝐴 ∗ 𝐵 ∗ 𝐶 ∗ 1000

Donde,

A= Cantidad de energía estimada a producir para un escenario especifico, expresada en

Gigawatts.

B= Consumo de cada unidad, ésta determina cuántas toneladas son necesarias para

generar 1 mega watts de energía.

70

C= 1.058333, nace de la división de (6350/6000) factor en base a las Kcal que genera el

carbón.

Tabla 5: Consumo de las diferentes unidades de la Termoeléctrica Ventana en toneladas.

CONSUMO BUDGET BASE 6350

V1 V2 N Ventana Campiche

0,415 0,397 0,38 0,38


Ejemplo: Si en el mes de Agosto bajo un escenario de hidrología seca se necesitan

generar 136,5 Gigawatts de energía en la estación Ventana 2, entonces la cantidad de

carbón requerida se estimaría de la siguiente forma:

136,5 ∗ 0,397 ∗ 1,058333 ∗ 1000 = 57.351,59 𝑇𝑜𝑛𝑒𝑙𝑎𝑑𝑎𝑠.

De esta forma se generó una planilla automatizada con el fin de obtener la demanda anual

de carbón combinando todos los escenarios posibles.

Para el 2015 Gener pronosticó una demanda de 1.994.827 toneladas de carbón para el

complejo Ventana bajo un escenario de Hidrología seca para el primer y segundo trimestre

en tanto para el tercer y cuarto trimestre se espera una generación en base a un escenario

del 65%.

4.1.1 Validación de la demanda mediante el método de suavización Holt-Winter.

Con el fin de validar esta información se utilizó el método de Holt-Winter, el cual permite

tener una estimación de una demanda futura cuando ésta tiene una tendencia y a la vez es

estacionaria. Por lo tanto para desarrollar el modelo se reunieron todas las toneladas

importadas desde el año 2010 hasta el 2014.

71

Primer paso.

Se separan los datos según su trimestre y año con el fin de obtener sus estacionalidades

específicas.

Tabla 6: Demanda trimestral Complejo Ventana desde el Año 2010 al 2014.


Segundo Paso.

Se calcula el valor de Pendiente o suavizado y el de Tendencia.

pendiente 14.387 Tendencia 311.459

Donde la Pendiente (M) es,

𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙

𝐶𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝐶𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙

577.622 − 347.427

18,50 − 2,50

Y la tendencia es,

𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝐶𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 ∗ 𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 347.427 − (2,5 ∗ 14.387)

Demanda Demanda Demanda Demanda Centro

t1 t2 t3 t4

promedio

anual Periodo

2010 321.835 323.175 380.977 363.720 347.427 2,50

2011 299.705 529.499 479.268 413.186 430.415 6,50

2012 334.417 542.997 393.114 389.645 415.043 10,50

2013 518.088 614.710 621.272 653.475 601.886 14,50

2014 603.706 587.879 703.352 415.550 577.622 18,50

Año

72

Tercer Paso.

Se establecen las estacionalidades específicas de acuerdo a la fórmula:

𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑡𝑟𝑖𝑚𝑒𝑠𝑡𝑟𝑒

𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 −( 𝐶𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 −𝑛º 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑖𝑚𝑒𝑠𝑡𝑟𝑒 ∗𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 )

Tabla 7: Estacionalidades específicas para cada trimestre.

Año (A) t1 t2 t3 t4

2010 0,98769 0,94986 1,07432 0,98567

2011 0,73307 1,25112 1,09520 0,91414

2012 0,84993 1,33137 0,93103 0,89240

2013 0,89279 1,03366 1,02002 1,04813

2014 1,08572 1,03059 1,20269 0,69351

Fuente: Elaboración propia, 2014.

Cuarto paso.

Se establecen las estacionalidades específicas en donde se calculan los promedios por

trimestres y luego se normalizan, cada una de ella es normalizada al dividirla por el

promedio de los promedios de las estacionalidades específicas.

Tabla 8: Promedios de estacionalidades por trimestres y su respectiva normalización.

t1 t2 t3 t4

Promedio de

los promedios.

Promedio por

periodo 0,90984 1,11932 1,06465 0,90677 1,000145

Normalizando 0,90971 1,11916 1,06450 0,90664


73

Quinto Paso.

Realizar la tabla de datos para calcular la demanda futura para el 2015. En el Anexo Nº 5

se puede visualizar la tabla final en donde se realizaron todos los cálculos para llegar a la

cifra final.

Ft = 𝛼 𝑌𝑡

𝑆 𝑡−𝑝 + 1 − 𝛼 ∗ (𝐹(𝑡 − 1) + 𝑇(𝑡 − 1)

St = 𝛽𝑌𝑡

𝐹𝑡+ 1 − 𝛽 ∗ 𝑆(𝑡 − 𝑝)

Tt = 𝛾 𝐹𝑡 − 𝐹 𝑡 − 1 + 1 − 𝛾 ∗ 𝑇(𝑡 − 1)

W(t+m) = (Ft +m*Tt)*St

En donde,

Ft = Valor de suavizado para el periodo t.

α = Constante de suavización para los datos 0< α<1.2

Yt = Valor real actual (en el periodo t).

F(t-1) = Experiencia media de la serie suavizada para el periodo t-1.

T(t+1)= Estimación de los valores de tendencia.

St = Estimación de la estacionalidad.

β = Constante de suavización para la estimación de los valores de tendencia, 0< β<1.3

γ = Constante de suavización para la estimación de los valores de tendencia, 0< γ<14.

m= Número de periodos futuros que hay que pronosticar.

P= Número de periodos en el ciclo estacional.

2 El valor asignados a la variable será arbitraria, del modo que esta reduzca el error de la proyección.



74

W(t+m)= Previsión de Winter para m periodos futuros.

Bajo este método se compararon las demandas anuales reales con las del modelo,

básicamente sumando los cuatro trimestre de cada año, los totales y variaciones se

representan a través de la tabla Nº9.

Podemos concluir que la estimación entregada por Gener de 1.994.397 es muy confiable

ya que solo varía en un 0,5% con respecto a la estimación entregada por el modelo de Holt-

Winter la cual fue de 2.005.827. Por lo tanto a partir de esta conclusión podemos confiar en

las estimaciones restantes para los diferentes años y plantas.

Tabla 9: Comparación de demandas reales contra las obtenidas mediante el método Holt-

Winter.

Año Real Modelo Variación %

2010 1.389.707 1.460.714 4,9%

2011 1.721.658 1.786.519 3,6%

2012 1.660.172 1.717.246 3,3%

2013 2.407.545 2.446.695 1,6%

2014 2.310.487 2.432.410 5,0%

2015 1.994.827 2.005.827 0,5%

Total 11.484.397 11.849.411 3%


Para demostrar visualmente se graficó (ver gráfico Nº 4 y 5) el comportamiento del

modelo y la demanda real a través de los años y trimestres desde el 2010 hasta el 2015.

75

Gráfico 4: Demanda de Gener para el complejo Ventana.


Gráficos 5: Demanda por semestre para el complejo Ventana.


-

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

2010 2011 2012 2013 2014 2015

Ton

elad

ase

Años

Demanda anual

Real

Modelo

-

100.000

200.000

300.000

400.000

500.000

600.000

700.000

800.000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

Ton

elad

as

Semestres

Demanda semestral

Demanda Real

Demanda del Modelo

76

4.2 Recolección de datos.

Se identificaron las naves que arribaron a los diferentes puertos, por lo tanto se solicitó al

personal de Gener las planillas de las diferentes importaciones realizadas. Desde aquel

documento se extrajo los números de órdenes, los que posteriormente se utilizarían para

ubicar las carpetas asociadas a cada compra de carbón. Una vez identificada la carpeta se

recopilaron los datos desde el documento Statement of Facts (SOF).

4.2.1 Statement of Facts.

El estado de hechos más conocida como SOF es un documento (véase anexo Nº10) en

donde el agente naviero en puerto redacta detalladamente los sucesos ocurridos durante las

operaciones de carga o descarga de las naves. En este documento se informa de todos los

eventos tales como paro de trabajadores, simulacros, problema con las grúas, o cualquier

eventualidad que suceda y que podría afectar la realización normal de la operación.

Una vez que se realiza el documento, éste es revisado por los operadores portuarios,

agencias marítimas y Capitán del barco. Cuando todas las partes están de acuerdo cada una

de ellas firma la SOF.

4.2.2 Extracción de datos.

Para realizar la planilla automatizada la cual permitirá realizar la simulación y obtener los

escenarios más estables en las operaciones de los puertos, se extrajeron las siguientes

fechas y horas de cada SOF:

77

Emisión de la NOR: Una vez que arriba el buque el capitán emite la Notice of

Readines (NOR) en la que el Capitán anuncia y pone en conocimiento que la nave

esta lista para comenzar las operaciones de carga y descarga, por lo tanto es de

suma importancia considerar este dato ya que nos permitirá calcular cuánto tiempo

esperará en promedio para ser atendida.

Free Pratique Granted: Una vez que la nave ha sido inspeccionada y han validado

sus documentos, se le concede la libre plática con la que se le permite a ésta

comenzar con las maniobras de atraque. Por lo tanto es desde aquí cuando

consideraremos el comienzo de las operaciones.

Comienzo y fin de descarga: Estos datos como su nombre lo dice determinarán el

instante en que comienza la descarga de carbón hasta que esta termina.

Zarpe de nave: Este dato refleja cuando la nave abandonó el muelle, por lo tanto

en ese instante el servidor queda disponible para el atraque del siguiente buque.

Tonelaje descargado: Es de suma importancia tener en consideración las toneladas

descargadas desde la nave, ya que con este dato más algunos mencionados anterior

mente como el comienzo y fin de descarga nos permitirá calcular la tasa de

descarga o ritmo de la operación.

4.3 Comportamiento de los datos.

Conocer los parámetros y distribuciones que más se ajustan a los datos de entrada es de

suma importancia, ya que si éstos no son correctos los datos de salida no representarán la

realidad del sistema.

Se realizó una tabla de frecuencias con el fin de tener indicios de la forma en las cuales se

distribuyen los datos (véase Anexo Nº6). Posteriormente apoyados en la herramienta

“MINITAB 17” perteneciente a AES Gener se validó el comportamiento de los datos. A

continuación se presentan los datos entregados por MINITAB tanto para los tiempos entre

arribos de naves y las tasas de descargas.

78

Figura 10: Distribución ajustada a los datos “Tiempos entre arribos de naves” en PVSA.

Fuente: MINITAB, 2015.

Como se visualiza en la imagen la distribución de probabilidad que más se ajusta a los

datos del PVSA y que tiene menor índice de prueba Anderson-Darling (0,266) fue la

Weibull, por lo tanto el paso siguiente fue asignar la distribución a los datos para obtener

los diferentes parámetros con los que se realizará la posterior simulación.

4.3.1 Asignación de Distribución.

Una vez obtenida la distribución ésta se asigna a través de MINITAB. Como se puede

apreciar en la figura Nº11 los parámetros a utilizar en la generación de los números

aleatorios serán : Forma (shape) de 1.10699 y Scale (escala) de 266.612 para los tiempo

entre arribos, mientras tanto para la tasa de descarga se utilizarán como se puede observar

en la Figura Nº12: una Forma (shape) de 9.58626 y Scale (escala) de 676.332.

79

Figura 11 : Visión general de la distribución Weibull para los tiempos entre arribo de

naves de PVSA.


Figura 12: Distribución ajustada a los datos “Tasa de Descarga de naves” en PVSA.


80

Figura 13: Visión general de la distribución Weibull para las Tasas de descarga en PVSA.


4.4 Construcción de planilla automatizada.

Una vez extraído los datos de la SOF y obtenidas las distribuciones asociadas a los

tiempos entre arribo de naves y tasas de descarga se comienza a generar la planilla

automatizada (Véase Figura Nº14) en base a la teoría de cola.

81

Figura 14: Planilla automatizada para el sistema de recepción de naves y descarga de

carbón en el Puerto de Ventana.


A continuación se detallarán los datos y fórmulas utilizadas para obtener cada dato:

Demanda: Según la demanda anual, se establece un proporcional para cada nave, de

acuerdo al porcentaje importado en cada semestre según la estadística de Gener.

Aleatorio de Arribo: Los tiempos entre arribo de las naves de Gener estarán

asociadas a la distribución y parámetros obtenidos en la herramienta MINITAB.

Para generar una variable aleatoria asociada a una distribución Weibull se utiliza la

fórmula:

𝑏 ∗ (−LN ∗𝐴𝑙𝑒𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑜())1/𝑎

En donde,

b: Es la escala asociada a la distribución Weibull.

a: Es la forma asociada a la distribución Weibull.

Aleatorio: número aleatorio que representa la probabilidad de un suceso, éste

variará 0 y 1.

LN: Logaritmo natural de un número.

82

Aleatorio de Descarga: Como la distribución asociada a las tasas de descarga se

distribuyen de la misma forma, la fórmula empleada para generar dichos números

aleatorios será la misma utilizada en la obtención de los números aleatorios de

arribos.

Tiempo de descarga: Se define como el tiempo que ocupa el servidor en descargar

toda la carga que contenga la nave. En la planilla automatizada se define como:

𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝐷𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =𝑇𝑜𝑛𝑒𝑙𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑛𝑎𝑣𝑒

𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑎𝑙𝑒𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑜 "𝑡𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎"

Tiempo de práctico: Definimos este dato como las diferentes actividades que se

realizan cuando la nave atraca y zarpa del muelle. Corroborando los datos para cada

operación al inicio y final de las operaciones, éstas varían entre 2 y 4 horas. Por lo

tanto, en la planilla automatizada este dato estará representado mediante la siguiente

forma:

𝐴𝑙𝑒𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑜(2; 4)

Llegada: Definiremos como llegada al acumulado de todos los tiempos de arribo

(aleatorio). Por lo tanto este dato estará definido como:

Llegada (n) = 𝐴𝑙𝑒𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑜𝑛𝑖=1 ; 𝑐𝑜𝑛 𝑖 = 1,2,3 …… . 𝑛.

Inicio del servicio: Como indica la teoría de cola una entidad sólo puede ingresar

cuando el servidor está vacío. De no ser así, ésta debe esperar hasta que la entidad

anterior a ella abandone o finalice su servicio, por lo tanto podemos decir que si una

nave llega y el servidor está vacío, el inicio del servicio sería la suma de “Llegada”

mas “Tiempo Practico”. De lo contrario, si este servidor está ocupado el inicio del

servicio será “Fin del Servicio” anterior más “Tiempo Práctico”. De esta forma y

83

tomando como referencia la celda “J14” de la Figura Nº14 el “Inicio del Servicio”

podría expresarse de la siguiente forma:

𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑆𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 = +𝑀𝐴𝑋(𝐾13 + 𝐺14; 𝐻14 + 𝐺14)

Fin del Servicio: El fin del servicio será básicamente el tiempo de inicio del servicio

más el tiempo de servicio, más el tiempo de práctico para su posterior zarpe. Por lo

tanto este tiempo se puede expresar de la siguiente manera:

𝑭𝒊𝒏 𝒅𝒆𝒍 𝒔𝒆𝒓𝒗𝒊𝒄𝒊𝒐

= 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 + 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 + 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑟á𝑐𝑡𝑖𝑐𝑜.

Espera: Consideramos como espera la diferencia de tiempo desde que llega la nave

hasta cuando es atendida. De esta manera si una nave llega a la bahía y el servidor

está vacío ésta pasa de inmediato, por lo tanto su espera es cero, pero si el servidor

está siendo utilizado por una nave, la espera será la diferencia entre el inicio del

servicio menos la llegada. Como el inicio del servicio considera las operaciones de

atraque estos también deben descontarse, entonces la espera se podría definir como:

Espera = Inicio del servicio - llegada - Tiempo práctico

Tiempo en sistema: Representa básicamente todo el tiempo transcurrido desde que

la nave arribó al puerto hasta su zarpe. Podemos expresar el tiempo en el sistema de

la siguiente manera, considerando que el aleatorio del tiempo del práctico representa

las operaciones de atraque y también de zarpe:

𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑛 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎

= 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 + 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑟𝑎 + 2 ∗ 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑟á𝑐𝑡𝑖𝑐𝑜

Cola acumulada: Este dato representará la acumulación de naves que estén a la

espera de ser atendidas mientras esté operando una nave en el muelle en un tiempo

cualquiera, por lo tanto no entregará la cantidad máxima que se acumulan mientras

84

se realizan las operaciones de descarga de buques. Tomando de referencia la Figura

Nº14 y la celda N12, este dato se representará mediante la siguiente fórmula de

Excel:

= CONTAR.SI (H13:$H$49;"<"&K12)

Tiempo ocioso: Representa el tiempo en que el servidor no está operando ninguna

nave de Gener, es decir la diferencia entre el tiempo de fin de servicio de una nave

menos el tiempo de llegada del siguiente buque. Tomando como referencia la

Figura Nº14 y la celda N12 podemos definir la fórmula para este dato como:

= 𝑆𝐼((𝐻12 − 𝐾11) > 0; 𝐻12 − 𝐾11; 0)

Tiempo en proceso: Este tiempo involucra la operación de descarga más los

manipuleos y operaciones de atraque y zarpe. Durante este tiempo el muelle no

puede estar siendo utilizado por otra nave. Por lo tanto, la fórmula que expresa este

tiempo es:

𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑜 = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 + 2 ∗ 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑟á𝑐𝑡𝑖𝑐𝑜

4.5 Proceso de Simulación.

Mediante la herramienta Crystal Ball se realizaron 100.000 iteraciones con el fin de

obtener los escenarios más estables para el proceso de recepción y descarga de naves en

PVSA. Gener solicitó realizar la simulación con un escenario de “Hidrología Seca” para sus

cuatro trimestres, ya que se pronostica para los siguientes años un aumento en la demanda

de energía por lo que las corridas de la simulación se hicieron en base a una demanda de

2.632.734 toneladas de carbón.

85

4.5.1 Asignación de variables aleatorias de entrada.

Anteriormente se mencionó que gracias a la herramienta MINITAB perteneciente a

Gener, se pudo identificar las distribuciones que representaban de mejor manera el

comportamiento de los datos, tanto para los tiempos entre arribos, como para las tasas de

descarga.

4.5.1.1 Tiempo entre arribos.

Para comenzar se definió la variable de entrada “tiempo entre arribos” como muestra la

Figura Nº15 se designaron los parametros “Escala” (Scale), “Forma” (Shape) y la

ubicación que es el valor minimo que puede tomar la variable, con valores de 266.612;

1.10699 y 1 respectivamente.

Figura 15: Asignación de distribución para la generación de números aleatorios “Tiempos

entre arribos”.

Fuente: Crystal Ball, 2015.

86

4.5.1.2 Tasa de Descarga.

Posteriormente se definió la variable aleatoria “Tasa de Descarga” con una forma de

9.58626, una escala de 676.332 y el valor 1 que representa el mínimo de ubicación.

Al establecer los parámetros para toda la plantilla ésta generará 100.000 combinaciones

posibles para cada nave, entregando el escenario más estable para la cantidad de carbón

demandada.

Figura 16: Asignación de distribución para la generación de números aleatorios “Tasas

de descarga”.


87

4.5.2 Definición de variables de salida.

Para realizar el estudio se debe obtener la información necesaria para poder analizarla, por

lo tanto el siguiente paso para realizar la simulación es definir qué variables son las que se

desean obtener del modelo.

Los datos más importantes que se deben extraer son las medias tanto para los tiempos

entre arribos como para las tasas de descarga. Éstas permitirán realizar las posteriores

pruebas de hipótesis con el fin de validar y demostrar que las medias del modelo no difieren

de las medias reales. Otras variables de salida que obtendremos del modelo son: Suma de

tiempos de espera, tiempo promedio en el servidor, tiempo promedio en proceso, tiempo

promedio en el sistema, número máximo de naves en cola, etc.

Figura 17: Definición de las variables de salida para el proceso de descarga de Naves.


88

En el ícono superior “Definir Previsión” se establecen qué datos y gráficos de probabilidad

arrojará la simulación de Montecarlo mediante la automatización de la planilla Excel.

4.6 Resultados de la simulación.

Una vez definida todas las variables de entrada y salida se comenzó a simular en la

herramienta Crystal Ball. Como se mencionó anteriormente se realizaron 100.000

iteraciones con el fin de que las salidas sean confiables y representen la realidad de las

operaciones del puerto de PSVA.

Según las iteraciones realizadas por Crystal Ball los escenarios más estables para una

demanda de 2.632.734 toneladas de carbón son las siguientes:

4.6.1 Tasa de llegada.

Las tasas de llegadas serán calculadas en base a: (toneladas descargadas / suma de

tiempos de llegada total). Según Crystal Ball podemos establecer con un 95% de certeza

que las tasas de llegada al PVSA estarán en un intervalo de 202 y 367 Ton/Hora con un

escenario estable de 250 Ton/hora aproximadamente.

89

Gráfico 6: Escenarios más estables para las “Tasas de Llegadas” Ton/Hora en PVSA.


4.6.2 Suma de tiempos de espera.

Este dato representa los tiempos de espera más probables para una cierta demanda de

carbón. Las esperas que tienen las naves antes de entrar en operación es un factor

preponderante para determinar si se está siendo eficiente en la realización de las diferentes

actividades en el puerto. Además este dato genera costos extras, que debe pagar el puerto a

sus clientes por concepto de retraso en las operaciones. Según las iteraciones realizadas se

determinó un rango factible entre 476 y 3200 horas anuales con un 95% de certeza,

mientras que el escenario más estable varía entre 900 y 1000 horas anuales

.

90

Gráfico 7: Suma de tiempos de esperas más probables para las naves que ingresan al

puerto de PVSA.


4.6.3 Número máximo de naves en espera.

El número máximo de naves en espera determina la cantidad de naves que se acumularon

en la bahía para ser atendidas. Usando Crystal Ball se obtuvo que el escenario más factible

mientras se realicen las operaciones de descarga de una nave en PVSA es que se acumulen

hasta dos naves a espera de ser atendidas, existiendo también una pequeña posibilidad de

que puedan acumularse hasta 6 naves.

91

Gráfico 8: Máximo de naves que podrían acumularse a la espera de ser atendidas en el

PVSA.


4.6.4 Número de naves que esperaron.

Anteriormente se identificó el total de tiempo de espera de las naves que arriban a PVSA,

ahora se identificará la cantidad de naves que tuvieron que esperar para ser atendidas.

Usando Crystal Ball se obtuvo que la cantidad de naves que encuentran el servidor del

Puerto de Ventana ocupado varía en un intervalo de 8 y 22 naves. A la vez, los escenarios

más estables varían entre 13 y 15 naves. Este dato permitirá calcular el tiempo promedio de

espera de las naves que ingresan al sistema.

92

Gráfico 9: Escenarios más estables para la cantidad de naves que esperan para ser

atendidas en PVSA.


4.6.5 Tiempo de proceso y de servicio.

La diferencia entre estos dos tiempos es que el de proceso considera las maniobras de

atraque y de zarpe, mientras que el de servicio abarca solamente la descarga física del

material mineralizado. El tiempo en proceso de una nave en PVSA con la demanda

anteriormente señalada variará entre las 108 y 112 horas, así como para los tiempos de

servicio éstos bordearán los valores entre 102 y 106 horas.

93

Gráfico 10: Tiempos promedios de servicio más estables para una nave que arriba al

PVSA.


Gráfico 11: Tiempos promedios de proceso más estables para una nave que arriba al

PVSA.


94

4.6.6 Tasas de descarga.

Tasa de descarga se refiere a la cantidad de toneladas de carbón que puede descargar

PVSA en un tiempo determinado. El valor de esta tasa es fundamental en el buen desarrollo

de las actividades debido a que una falla en los recursos utilizados en esta actividad genera

retrasos, que a la larga aumentarán el pago de demurrage del puerto con sus clientes.

Crystal Ball arrojó que los escenarios más probables para las actividades de descarga de

carbón de las diferentes naves, estarían determinadas en un rango de 602,45 y 659,68

toneladas por hora, con un nivel de certeza del 95%, destacándose con una mayor

probabilidad el intervalo de descarga de 625 y 640 toneladas por hora.

Gráfico 12: Escenarios más estables para el ritmo de descarga de carbón en el Puerto de

Ventana.


95

Para poder entender qué tan sensible es el proceso a la variación de una variable se realizó

una tabla resumen, la cual se filtró por la cantidad máxima de naves que se podrían

acumular en el proceso, donde las cantidades varían de 1 a 8 naves.

Tabla 10: Resumen de iteraciones realizadas para un escenario de Hidrología seca.


4.7 Validación del modelo.

Para realizar la validación del modelo se determinó realizar una prueba T-Student con el

fin de establecer si existe alguna diferencia entre las medias reales y las medias del modelo,

tanto para las variables “tiempos entre llegadas” y “tasas de descarga”.

Debido a que estos datos son independientes y sus varianzas desconocidas se utilizaron

las siguientes fórmulas para realizar las correspondientes pruebas de hipótesis.

40% 11 1 280 11,7 582 237 633 103 124 109

43% 14 2 260 10,8 1075 257 632 104 137 110

46% 17 3 244 10,2 1761 274 631 104 154 110

48% 19 4 233 9,7 2651 288 630 104 176 110

51% 21 5 221 9,2 3831 303 629 104 206 111

54% 23 6 208 8,7 5506 324 629 105 248 111

54% 23 7 207 8,6 6124 323 629 104 263 111

67% 27 8 173 7,2 10701 397 625 105 378 111

Tasa de

proceso

tiempo

promedio en el

servidor (Hrs)

tiempo

promedio en

sistema (Hrs)

% U. del Muelle

de PVSA

Tiempro

promedio en

proceso

N° de naves que

esperaron

N°

maximo

en cola

Promedio de

tiempo de arribo

Suma de

tiempos de

espera

Tasa De

Llegada

Días entre

Arribos

96

, El “t crítico” representa la prueba de hipótesis o más conocida como

prueba T de Welch. El rango entre –t y t permitirá determinar si es posible aceptar la

hipótesis nula o de lo contrario rechazarla en base al t estimado establecido, según los

grados de libertad y nivel de significancia.

, representa el estimador sin sesgo de la varianza de las dos

muestras.

, representa los grados de

libertad con los cuales se determinara el valor |t|.

4.7.1 Prueba de Hipótesis para los tiempos entre arribos.

Una vez realizada la simulación se extrajeron los promedios de los “tiempos entre arribos”

ingresados de forma aleatoria y se compararon con los reales. Los resultados obtenidos

están calculados en base a un nivel de significancia del 5%.

Antes de realizar las diferentes pruebas es preciso establecer la hipótesis nula y la

alternativa:

𝐻𝑜 = 𝜇1 − 𝜇2 = 0 ; (𝜇1 = 𝜇2), las medias no difieren entre sí.

𝐻1 = 𝜇1 − 𝜇2 ≠ 0 ; (𝜇1 = 𝜇2), las medias son distintas.

Realizando los cálculos se obtuvieron los siguientes resultados:

97

Tabla 11: Resultado de prueba de hipótesis para los “tiempos entre arribos” en PVSA.

t critico (tc) 0,13175

Grados de libertad 172,0203

T 1,96

Nivel de significancia (α) 0,05

Valor p 0,895

-t Tc T

-1,96 0,13169375 1,96


El “Valor p” fue calculado con la fórmula de Excel =DISTR.T(x; grados de libertad;

número de colas), en donde x es el valor de “tc”, los grados de libertad serán la suma de la

cantidad de datos de la muestra 1 más la muestra 2 menos dos unidades y por último el

número de colas que fue utilizado en la distribución fue de 2.

Para validar los datos obtenido mediante la realización de cálculos manuales se utilizó la

herramienta MINITAB 17 para determinar si los datos obtenidos anteriormente son reales.

A continuación se presenta los resultados obtenidos por el software.

98

Figura 18: Test pareado para los “tiempos entre arribo” en PVSA.


Como se puede visualizar tanto en la Tabla Nº11 y la Imagen Nº18 se puede determinar

que las medias no difieren entre sí. Por lo tanto se acepta la hipótesis nula ya que el valor

“P” (0,895) es mayor al nivel de significancia determinado (0,05).

Para realizar la prueba de hipótesis de las “tasas de descarga” se realizó el mismo

procedimiento en donde los datos obtenidos fueron los que se visualizan en la Tabla Nº12

y Figura Nº19.

99

Tabla 12: Prueba de Hipótesis para las medias de “tasas de descarga” de PVSA.

t critico 0,78864

Grados de libertad 152,51

T 1,96

Nivel de significancia (α) 0,05

Valor p 0,43

-T t critico T

-1,96 0,789 1,96


Figura 19: Prueba de hipótesis para las “tasas de descarga” de PVSA.


100

4.8 Comportamiento del modelo con respecto a la variación de la demanda.

Se realizó una tabla para reflejar los cambios significativos que conlleva un aumento de la

demanda, como se mencionó previamente, Gener espera demandas futuras que sobrepasen

los 2.6 millones de toneladas. Por lo tanto es de mucha importancia aumentar las tasas de

descarga debido al crecimiento constante de las importaciones a granel, en especial las de

carbón. Se puede visualizar (ver tabla Nº13) que el aumento de demanda en un 31%

generará un crecimiento de casi un 100% en la suma de los tiempos de espera.

Tabla 13: Diferencias en las salidas del modelo con respecto a la variación de la demanda.

Dato de salida/Demanda (Toneladas) 1.994.827 2.632.734

Tasa de llegada (ton/hora) [160;280] [202;367]

Suma de tiempos de espera (Horas al año) [227;1600] [476;3200]

Naves que esperan por ser atendidas [5;16] [8;22]

Máximo de naves acumuladas en fila [1;3] [1;4]

Tiempo promedio en servidor (Horas) [76;84] [100;110]

Tiempo promedio en proceso (Horas) [82;90] [106;117]

Tiempo promedio en el sistema (Horas) [89;125] [120;190]

Tasa de descarga (Ton/Hora) [602;660] [602;660]


4.9 Comportamiento del modelo con respecto a la variación en las tasas de descarga.

Como explica la tabla resumen Nº10 podemos concluir que los días entre arribos afectan

considerablemente tanto a la cantidad de naves acumuladas como para la suma de los

tiempos de espera. Como los tiempos de arribos no pueden manejarse de forma exacta

debido a diferentes factores externos que pueden afectar el traslado de la mercancía es de

suma importancia saber cómo responderá el modelo con respecto a un aumento en la tasa

101

de descarga. Es por ello que se realizaron dos simulaciones, en las cuales las tasas de

descargas se aumentaron en un 25% y 50%. Los resultados obtenidos se pueden observar

en la tabla que se muestra a continuación.

Tabla 14: Variación de los resultados del modelo con respecto a la variación de las tasas de

descarga.

Fuente: Elaboración propia, 2015.

TASA DE DESCARGA

REAL

AUMENTO EN UN 25% AUMENTO EN UN 50%

Tasa de llegada (ton/hora) [202;367] [200;360] [199;359]

Suma de tiempos de espera

(Horas al año)

[476;3200] [210;1666] [73;650]

Naves que esperan por ser

atendidas

[8;22] [5;19] [3;12]

Naves máximo de naves

acumuladas en fila

[1;4] [1;3] [1;2]

Tiempo promedio en

servidor (Horas)

[100;110] [80;87] [50;56]

Tiempo promedio en

proceso (Horas)

[106;117] [86;94] [56;63]

Tiempo promedio en el

sistema (Horas)

[120;190] [93;132] [58;72]

Tasa de descarga

(Ton/Hora)

[602;660] [753;824] [903;989]

102

Conclusiones.

Mediante la simulación de Montecarlo se obtuvieron los resultados para diferentes

escenarios futuros en la descarga de carbón del sitio N º 5 del Puerto de Ventanas S.A.

Gracias a la planilla automatizada se pudieron determinar la variación de los tiempos de

espera, tiempos de procesos y tiempos en el sistema. Un aumento del 31% en la demanda

influye considerablemente en los tiempos de espera en el sitio, los cuales varían de 500 a

900 horas aproximadamente. Esto equivale a un aumento de casi un 80 % para un cambio

de demanda de 1.994.827 a 2.632.734 toneladas, esta última demanda corresponde al

escenario futuro (seco) más esperado para Chile debido a la escasez de precipitaciones en el

país, lo que conlleva a que las hidroeléctricas no pueden sustentar la creciente demanda

eléctrica a nivel nacional.

Como se puede visualizar en la tabla resumen Nº10 se puede determinar que el modelo es

muy sensible a los tiempos entre arribos de naves en donde una diferencia de 20 horas entre

arribos aumenta en casi 84% la “Suma de tiempos de espera”. Para los analistas navieros es

muy difícil determinar una fecha exacta para el arribo de alguna nave. Es por eso que se

determinan ventanas de tiempo para dicha llegada debido a los diferentes factores externos

que pudieran retrasar el libre tránsito de los buques por los océanos. Por lo tanto es de

mucha importancia mejorar los procesos de descarga de carbón, ya que es una variable

modificable. Por este motivo se simuló un aumento de un 25% y 50% en las tasas de

descarga, en donde se obtuvieron tiempos de espera de 550 y 190 horas anuales lo que

corresponde a una disminución de un 39% y un 79% respectivamente. Un aumento del 25%

equivale a una tasa de descarga que variaría entre 780 y 800 toneladas por horas mientras

que una de 50% representa una tasa de descarga de 940 a 960 toneladas por hora. Un

aumento superior a este último sería ineficiente ya que las correas transportadoras que

llevan el carbón a los patios de AES Gener tienen una capacidad de 1100 toneladas por

hora aproximadamente, por lo tanto una tasa de descargar superior a esa capacidad

generaría cuellos de botellas en el sistema, a menos que la empresa quisiera invertir en el

aumento de la capacidad de esta. Según la empresa Breinbauer el metro de cinta

103

transportadora con sus respectivos rodillos tienen un valor aproximado de 100.000 a

150.000 pesos. Otro punto importante a mejorar son los programas y calidad de la

mantención de los equipos del puerto ya que al fallar estos en plena operación retrasan

considerablemente la atención de los buques.

Un día de retraso equivale a 15.500 Dólares. Por lo tanto un aumento de un 25% y un

50% en las tasas de descarga generaría un ahorro de 225.792 y 464.750 Dólares al año

respectivamente. Según la empresa Simma una grúa que pudiera aumentar los niveles de

descarga tiene un valor que bordean los 3.5 a 4 millones de Dólares, por lo tanto la compra

de una grúa sería una buena inversión.

Las mejoras que pudieran realizarse se dejarán a criterio de PVSA y AES Gener ya que

éstas se determinarán según los montos de inversión y las necesidades de cada empresa.

El tiempo de proceso como se mencionó anteriormente comienza desde que el práctico

realiza las maniobras de atraque y finaliza una vez que el buque zarpa del puerto. Este

tiempo nos permitió calcular la capacidad aproximada de descarga de los diferentes

puertos.

Según PVSA el puerto está disponible 7660 horas al año, debido a cierres por mal tiempo

y festividades. La simulación generada con una demanda de 2.632.734 toneladas,

determino un tiempo de proceso de 110 horas, ésto quiere decir que el puerto puede atender

aproximadamente 70 naves al año. En el modelo las naves transportan en promedio la

cantidad de 65.818 toneladas lo que permite calcular la capacidad máxima de descarga del

sitio 5, la que sería aproximadamente de 4.607.260 toneladas al año.

Por otro lado para Huasco se espera unas 600 horas de demoras, lo que equivale a un

valor de 387.500 dólares anuales por concepto de Demurrage. Por otra parte se estima un

tiempo de proceso de 102 horas. Este dato se obtuvo simulando el proceso con una

demanda de 2.069.847 toneladas con un arribo de 36 naves, lo que da un promedio de

57.496 toneladas por buque. Según el puerto de Huasco el sitio Guacolda 1 está disponible

104

8372 horas al año por lo tanto la cantidad máxima de descarga para este sitio es de

4.719.181toneladas al año aproximadamente.

De la misma forma se obtuvieron los resultados de TGN en donde se determinó una

cantidad de 100 horas de espera, lo que equivale a 64.583 dólares al año, por concepto de

Demurrage. A la vez se definió un tiempo de proceso de 85 horas, en base a una demanda

de 1.583.985 toneladas y un arribo de 28 naves, lo que da un promedio de 56.570 toneladas

por nave. Con ello se pudo estimar la tasa de descarga máxima la cual sería de 4.724.726

aproximadamente, con una disponibilidad del sitio Angamos de 8424 Horas al año.

105

Bibliografía.

C. Chatfied & M. Yar. (1988), Holt Winters forecasting the statistician.

Doerr Octavio., & Sánchez Ricardo. (Agosto, 2006). Indicadores de productividad para la

industria portuaria. Aplicación en América latina y el Caribe.

J. Enrique Fernández, Joaquín de Cea (1994), Operación Portuaria y participación

Eficiente del Sector Privado.

Cámara Chilena de la Construcción (2013), Infraestructura Crítica para el desarrollo.

Análisis sectorial 2014-2016.

Roberto Viveros (1985), Análisis de la capacidad de los puertos Nacionales mediante

simulación.

María Alejandra Guerrero y André Henríquez, (2014), Simulación de eventos discretos de

la cadena logística de exportación de commodities.

UNCTAD (2013), El Transporte Marítimo, Naciones Unidas.

Puerto de Ventana S.A (2013), Memoria Anual.

AES Gener (2013), Memoria Anual.

SHOA (1992), Mareas y Corrientes.

Dirección Nacional de Obras Públicas, MOPP (2005), Sistema Portuario de Chile.

Lean Six Sigma and Minitab (2013) pocket guide.

Marcelo Kuperman & Sebastian Risao (2001), Instructivo para aplicacion del Metodo

Holt-Winters.

Murray R. Spiegel (2010), Probabilidad y Estadistica.

106

Anexos

107

Anexo 1: Reservas y mayores productores de carbón en el mundo.

Figura 20: Mayores reservas de carbón en el mundo.


Si bien se nombró anteriormente que las mayores cantidades de reservas de carbón se

encontraban Asia y Europa, la mayor cantidad por país la tiene Estados Unidos con un 26%

del total mundial.

108

Figura 21: Mayores productores de carbón en el mundo.


Si bien RP China es unos de los países con mayores tasas de producción en el mundo, sus

exportaciones no son de las más altas debido a que ésta no es capaz de sustentar la demanda

energética del país, por lo que debe recurrir a las importaciones del mineral.

109

Gráficos 13: Distribución de las reservas de carbón en el mundo desde 1993 hasta 2013.


110

Anexo N° 2: Transporte de productos a granel.

Figura 22: Variación de Buques Graneleros desde el año 2013 al 2013.

Fuente: “El Transporte Marítimo” UNCTAD, 2013.

Desde el año 2012 al 2013 la población mundial de buques ha aumentado en un 6% , la

mayor variación que se registro fue la de los buques graneleros la cual alcanzo casi un 10%

con respecto al año anterior, lo que representa también un aumento de un 1,5% con

respecto a la población mundial.

111

Figura 23: Principales Puertos del País.

Fuente: MOPTT, 2005.

112

Anexo N°3: Locaciones del Puerto de Ventana.

Figura 24: Layout de PVSA y sus alrededores.

Fuente: PVSA, Memoria anual 2013.

113

Anexo N°4: Proyección de la demanda.

Figura 25: Generación de energía proyectada para los años 2015 y 2016 para el complejo

Ventanas.


En esta Figura está representada la cantidad de Gw que debe generar mensualmente cada

una de las 4 unidades de la Central Ventana, el valor asignado dependerá de los escenarios

trimestrales más probables (65%, Generación Promedio, Hidrología Seca). Estos escenarios

son determinados por un comité de experto que contrata AES Gener.

ene-15 46,60 129,25 34,70 179,70 81,01 158,77 196,30 196,30 81,01 158,77 196,30 196,30

feb-15 0,00 128,50 162,30 162,30 0,00 143,40 177,30 177,30 0,00 143,40 177,30 177,30

mar-15 63,70 59,60 179,70 179,70 58,67 66,58 196,30 196,30 58,67 66,58 196,30 196,30

abr-15 61,10 59,60 173,90 173,90 65,84 52,36 171,75 172,79 173,90 63,90 173,90 0,00

may-15 52,60 116,30 179,70 156,20 62,03 124,70 168,28 32,69 71,50 136,40 179,70 34,78

jun-15 44,70 119,15 173,90 161,50 33,45 86,30 138,92 138,94 69,10 132,00 173,90 173,90

jul-15 53,20 110,10 148,55 133,20 27,64 89,09 125,11 122,66 71,40 136,40 179,70 179,70

ago-15 50,70 109,70 163,30 149,75 16,66 54,32 106,92 104,92 71,40 136,50 179,70 179,70

sep-15 27,00 87,60 133,40 23,80 18,11 64,42 32,58 91,39 69,20 132,00 173,90 173,90

oct-15 0,00 57,10 74,40 75,70 15,10 53,50 75,19 72,77 71,40 136,40 179,70 179,70

nov-15 0,00 37,15 68,30 49,50 12,55 51,49 68,06 76,33 69,10 132,00 173,80 173,80

dic-15 12,00 65,25 80,60 111,45 12,23 48,05 59,65 60,62 71,50 136,40 179,70 179,70

ene-16 46,60 129,25 34,70 179,70 30,22 111,85 111,22 112,82 30,22 111,85 111,22 112,82

feb-16 0,00 128,50 162,30 162,30 41,42 122,83 145,44 46,06 41,42 122,83 145,44 46,06

mar-16 63,70 59,60 179,70 179,70 51,63 137,62 179,08 179,70 51,63 137,62 179,08 179,70

abr-16 61,10 59,60 173,90 173,90 61,84 131,64 171,17 171,56 61,84 131,64 171,17 171,56

may-16 52,60 116,30 179,70 156,20 50,36 126,33 160,20 161,17 50,36 126,33 160,20 161,17

jun-16 44,70 119,15 173,90 161,50 41,05 108,63 131,25 135,59 41,05 108,63 131,25 135,59

jul-16 53,20 110,10 148,55 133,20 40,52 109,22 127,24 127,21 40,52 109,22 127,24 127,21

ago-16 50,70 109,70 163,30 149,75 41,45 105,42 128,74 127,52 41,45 105,42 128,74 127,52

sep-16 27,00 87,60 133,40 23,80 30,71 0,00 95,67 97,69 30,71 0,00 95,67 97,69

oct-16 0,00 57,10 74,40 75,70 0,63 78,41 75,26 84,52 0,63 78,41 75,26 84,52

nov-16 0,00 37,15 68,30 49,50 20,98 79,55 0,00 96,60 20,98 79,55 0,00 96,60

dic-16 12,00 65,25 80,60 111,45 21,76 89,27 3,41 109,13 21,76 89,27 3,41 109,13

CASO 65% GENERACION PROMEDIO HIDROLOGÍA SECA

114

Tabla 15: Generación estimada para el 2015 y demanda de Carbón para la Central

Ventana.


Tabla 16: Generación requerida en un escenario de Hidrología seca.


Caso Unidad 1 Unidad 2 N Ventanas Campiche Suma

Ton de

carbon

unidad 1

Ton de

carbon

unidad 2

Ton de

carbon N

Ventanas

Ton de

carbon

Campiche

Total ton de

carbón

ene-15 81,0 158,8 196,3 196,3 632,4 35582,20 66708,37 78944,09 78944,09 260178,76

feb-15 0,0 143,4 177,3 177,3 498,0 0,00 60252,72 71304,34 71304,34 202861,41

mar-15 58,7 66,6 196,3 196,3 517,8 25766,42 27974,48 78944,09 78944,09 211629,09

abr-15 173,9 63,9 173,9 0,0 411,7 76378,33 26848,12 69936,78 0,00 173163,23

may-15 71,5 136,4 179,7 34,8 422,4 31403,40 57309,60 72269,35 13987,62 174969,96

jun-15 69,1 132,0 173,9 173,9 548,9 30349,30 55460,90 69936,78 69936,78 225683,76

jul-15 71,4 136,4 179,7 179,7 567,2 31359,48 57309,60 72269,35 72269,35 233207,77

ago-15 71,4 136,5 179,7 179,7 567,3 31359,48 57351,61 72269,35 72269,35 233249,79

sep-15 69,2 132,0 173,9 173,9 549,0 30393,22 55460,90 69936,78 69936,78 225727,68

oct-15 71,4 136,4 179,7 179,7 567,2 31359,48 57309,60 72269,35 72269,35 233207,77

nov-15 69,1 132,0 173,8 173,8 548,7 30349,30 55460,90 69896,57 69896,57 225603,33

dic-15 71,5 136,4 179,7 179,7 567,3 31403,40 57309,60 72269,35 72269,35 233251,69

Hidrologia

seca

Generación Mensual (GWh)

Hidrologia

seca

Hidrologia

seca

Hidrologia

seca

Caso Unidad 1 Unidad 2 N Ventanas Campiche Suma

Ton de

carbon

unidad 1

Ton de

carbon

unidad 2

Ton de

carbon N

Ventanas

Ton de

carbon

Campiche

Total ton de

carbón

ene-15 81,0 158,8 196,3 196,3 632,4 35582,20 66708,37 78944,09 78944,09 260178,76

feb-15 0,0 143,4 177,3 177,3 498,0 0,00 60252,72 71304,34 71304,34 202861,41

mar-15 58,7 66,6 196,3 196,3 517,8 25766,42 27974,48 78944,09 78944,09 211629,09

abr-15 173,9 63,9 173,9 0,0 411,7 76378,33 26848,12 69936,78 0,00 173163,23

may-15 71,5 136,4 179,7 34,8 422,4 31403,40 57309,60 72269,35 13987,62 174969,96

jun-15 69,1 132,0 173,9 173,9 548,9 30349,30 55460,90 69936,78 69936,78 225683,76

jul-15 53,2 110,1 148,6 133,2 445,1 23365,88 46259,43 59741,86 53568,60 182935,77

ago-15 50,7 109,7 163,3 149,8 473,5 22267,86 46091,37 65673,82 60224,46 194257,51

sep-15 27,0 87,6 133,4 23,8 271,8 11858,63 36805,87 53649,03 9571,57 111885,10

oct-15 0,0 57,1 74,4 75,7 207,2 0,00 23991,04 29921,20 30444,02 84356,26

nov-15 0,0 37,2 68,3 49,5 155,0 0,00 15608,88 27467,98 19907,25 62984,12

dic-15 12,0 65,3 80,6 111,5 269,3 5270,50 27415,33 32414,63 44821,48 109921,94

65%

Generación Mensual (GWh)

Hidrologia

seca

Hidrologia

seca

65%

115

Anexo N°5: Validación del Modelo Holt-Winter.

Tabla 17: Calculo de la demanda futura mediante el método de suavización Holt-Winter.


Suavizado Tendencia estacional

14.387 311.459 St

alpha gamma beta 0,91

0,80 0,10 0,10 1,12

1,06 yt t Tt Ft 0,91 Trimestre (t) pronostico

321.835 1 11.325 295.225 0,93 1 278.871

323.175 2 11.089 304.185 1,11 2 352.840

380.977 3 19.483 399.222 1,05 3 445.710

363.720 4 18.081 404.681 0,91 4 383.292

299.705 5 10.104 342.988 0,92 1 327.581

529.499 6 19.899 451.045 1,12 2 524.389

479.268 7 18.619 458.140 1,05 3 502.255 413.186 8 16.968 460.255 0,91 4 432.294

334.417 9 7.796 385.499 0,92 1 362.758

542.997 10 15.134 466.677 1,12 2 539.401

393.114 11 6.463 395.098 1,05 3 422.739

389.645 12 8.780 424.734 0,91 4 392.348

518.088 13 19.304 538.752 0,92 1 511.665

614.710 14 18.414 549.154 1,12 2 637.907

621.272 15 20.480 588.236 1,05 3 637.305

653.475 16 29.468 698.588 0,91 4 659.818

603.706 17 23.643 669.804 0,92 1 638.906

587.879 18 10.028 557.304 1,12 2 637.384

703.352 19 18.339 650.436 1,05 3 700.798

415.550 20 1.401 499.399 0,90 4 455.322

460.408 21 460.408

560.765 22 560.765

529.403 23 529.403

455.251 24 455.251

suma 2.005.827

METODO HOLT-WINTER

PRONOSTICOS

116

Anexo N°6: Tablas de Frecuencias

Puerto de Ventanas S.A.

Tabla 18: Frecuencias de los tiempos entre arribos del PVSA.


Gráfico 14: frecuencia para los tiempos entre arribos del Puerto de Ventana.


Intervalos Redondear Int. menor Int. mayor Amplitud Frecuencia Frec. acumulada Probabilidad Frec. acumulada %

12,8062485 13 4,800 76,540 71,74 36,00 36,00 21,95% 21,95%

76,545 148,285 33,00 69,00 20,12% 42,07%

Amplitud Redondear 148,290 220,030 20,00 89,00 12,20% 54,27%

71,7307692 71,74 220,035 291,775 20,00 109,00 12,20% 66,46%

0,005 291,780 363,520 16,00 125,00 9,76% 76,22%

363,525 435,265 8,00 133,00 4,88% 81,10%

435,270 507,010 11,00 144,00 6,71% 87,80%

507,015 578,755 3,00 147,00 1,83% 89,63%

578,760 650,500 5,00 152,00 3,05% 92,68%

650,505 722,245 4,00 156,00 2,44% 95,12%

722,250 793,990 5,00 161,00 3,05% 98,17%

793,995 865,735 1,00 162,00 0,61% 98,78%

865,740 937,480 2,00 164,00 1,22% 100,00%

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

40,67 112,415 184,16 255,905 327,65 399,395 471,14 542,885 614,63 686,375 758,12 829,865 901,61

Frecuencia de Arribos PVSA

117

Tabla 19: Frecuencias de las Tasas de descargas (Ton/Hora) del PVSA.


Gráfico 15: Gráfico de frecuencia para las Tasas de Descarga del Puerto de Ventana.


Intervalos Redondear Int. Menor Int Mayor Amplitud Frecuencia Frec acumulada Probabilidad Acumulada %

12,1243557 13 410,268 448,068 37,8 6,00 6,00 4,1% 4,1%

448,073 485,873 7,00 13,00 4,8% 8,8%


37,7914101 37,8 523,683 561,483 9,00 30,00 6,1% 20,4%

0,005 561,488 599,288 23,00 53,00 15,6% 36,1%

599,293 637,093 16,00 69,00 10,9% 46,9%

637,098 674,898 22,00 91,00 15,0% 61,9%

674,903 712,703 18,00 109,00 12,2% 74,1%

712,708 750,508 21,00 130,00 14,3% 88,4%

750,513 788,313 11,00 141,00 7,5% 95,9%

788,318 826,118 3,00 144,00 2,0% 98,0%

826,123 863,923 2,00 146,00 1,4% 99,3%

863,928 901,728 1,00 147,00 0,7% 100,0%

0

5

10

15

20

25

30

35

Tasas de descarga de PVSA

118

Puerto de Huasco (Guacolda I)

Tabla 20: Frecuencias de los tiempos entre arribos del Puerto de Huasco (Guacolda I) .


Gráfico 16: Gráfico de frecuencia para los tiempos entre arribos del Puerto de Huasco.


0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

44,64 133,925 223,21 312,495 401,78 491,065 580,35 669,635 758,92 848,205 937,49

Frecuencia Tiempos entre Arribos Huasco

frecuencia arribos

Intervalos Redondear Int. menor Int. mayor Amplitud Frecuencia Frec. acumulada Fracuencia % Frec. Acumulada %

10,7703296 11 0,000 89,280 89,28 32,00 32,00 27,59% 27,59%

89,285 178,565 20,00 52,00 17,24% 44,83%


89,2787879 89,28 267,855 357,135 13,00 89,00 11,21% 76,72%

0,005 357,140 446,420 14,00 103,00 12,07% 88,79%

446,425 535,705 7,00 110,00 6,03% 94,83%

535,710 624,990 4,00 114,00 3,45% 98,28%

624,995 714,275 1,00 115,00 0,86% 99,14%

714,280 803,560 0,00 115,00 0,00% 99,14%

803,565 892,845 0,00 115,00 0,00% 99,14%

892,850 982,130 1,00 116,00 0,86% 100,00%

119

Tabla 21: Frecuencias de las Tasas de descargas (Ton/Hora) del Puerto de Huasco.


Gráfico 17: Gráfico de frecuencia para las Tasas de Descarga del Puerto Huasco.


Intervalos Redondear Int. menor Int. mayor Amplitud Frecuencia frec. acumulada Fracuencia % Frecuencia Acumulada %

10,7703296 11 123,015 186,215 63,2 1,00 1,00 0,86% 0,86%

186,220 249,420 2,00 3,00 1,72% 2,59%


63,1998796 63,2 312,630 375,830 7,00 10,00 6,03% 8,62%

0,005 375,835 439,035 5,00 15,00 4,31% 12,93%

439,040 502,240 14,00 29,00 12,07% 25,00%

502,245 565,445 13,00 42,00 11,21% 36,21%

565,450 628,650 21,00 63,00 18,10% 54,31%

628,655 691,855 37,00 100,00 31,90% 86,21%

691,860 755,060 10,00 110,00 8,62% 94,83%

755,065 818,265 6,00 116,00 5,17% 100,00%

0,005,00

10,0015,0020,0025,0030,0035,0040,00

Frecuencia Tasas de Descarga del Puerto de

Huasco

120

Puerto de Angamos.

Tabla 22: Frecuencias de los tiempos entre arribos del Puerto Angamos.


Gráfico 18: Gráfico de frecuencia para los tiempos entre arribos del Puerto Angamos.


0,002,004,006,008,00

10,0012,0014,0016,0018,0020,00

Frecuencia Tiempos entre Arribos del Puerto

de Angamos.

Intervalos Redondear Int. menor Int. mayor Amplitud Frecuencia Frec acumulada Frecuencia %frecuencia Acumulada %

9,53939201 10 2,600 121,900 119,3 19,00 19,00 20,88% 20,88%

121,905 241,205 18,00 37,00 19,78% 40,66%


119,29 119,3 360,515 479,815 11,00 61,00 12,09% 67,03%

0,005 479,820 599,120 6,00 67,00 6,59% 73,63%

599,125 718,425 10,00 77,00 10,99% 84,62%

718,430 837,730 6,00 83,00 6,59% 91,21%

837,735 957,035 4,00 87,00 4,40% 95,60%

957,040 1076,340 2,00 89,00 2,20% 97,80%

1076,345 1195,645 2,00 91,00 2,20% 100,00%

121

Tabla 23: Frecuencias de las Tasas de descargas (Ton/Hora) del Puerto de Angamos.


Gráficos 19: frecuencia para las Tasas de Descarga del Puerto de Angamos.


0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

474,51 521,615 568,72 615,825 662,93 710,035 757,14 804,245 851,35

Frecuencia Tasas de Descarga del Puerto de

Angamos

Intervalos Redondear Int menor Int mayor Amplitud Frecuencia Frec acumulada Frecuencia % frecuencia acumulada %

9 9 450,960 498,060 47,1 2,00 2,00 2,47% 2,47%

498,065 545,165 4,00 6,00 4,94% 7,41%


47,0988889 47,1 592,275 639,375 4,00 14,00 4,94% 17,28%

0,005 639,380 686,480 7,00 21,00 8,64% 25,93%

686,485 733,585 15,00 36,00 18,52% 44,44%

733,590 780,690 15,00 51,00 18,52% 62,96%

780,695 827,795 18,00 69,00 22,22% 85,19%

827,800 874,900 12,00 81,00 14,81% 100,00%

122

Anexo N°7: Distribución y comportamiento de los datos.

Puerto de Angamos.

Figura 26: Prueba de Distribución para los tiempos entre llegadas del Puerto de Angamos.


123

Figura 27: Parámetros asociados a la Distribución Weibull para los tiempos entre llegadas

del Puerto de Angamos.


Figura 28: Prueba de Distribución para las Tasas de Descarga del Puerto de Angamos

.Fuente: MINITAB, 2015.

124


Puerto de Angamos.


125

Puerto de Huasco (Guacolda I).


Puerto de Angamos.


126

Figura 31: Parámetros asociados a la Distribución Weibull para los tiempos entre Llegadas

del Puerto Huasco.


Figura 32: Prueba de Distribución para las Tasas de Descarga del Puerto de Huasco.


127

Figura 33: Prueba de Distribución para las Tasas de Descarga del Puerto de Huasco.


128

Anexo N°8: Resultados y estados más estables.

Puerto de Angamos.

Gráficos 20: Frecuencia de las Tasas de Llegada del Puerto de Angamos.


Gráficos 21: Frecuencia de las Tasas de Descarga del Puerto de Angamos.


129

Gráficos 22: Frecuencia de Número de Naves que podrían estar en espera en el Puerto de

Angamos.


Gráficos 23: Frecuencia de cantidad máxima de naves en espera en el puerto de Angamos.


130

Gráfico 24: Frecuencia de Tiempos de espera en el Puerto de Angamos.


Gráficos 25: Frecuencia de tiempos Promedios en el Servidor en el Puerto de Angamos.


131

Gráficos 26: Frecuencia de tiempos Promedios en Proceso en el Puerto de Angamos.


Gráficos 27: Frecuencia de tiempos Promedios en Sistema en el Puerto de Angamos.


132

Puerto de Huasco (Guacolda I).

Gráficos 28: Frecuencia de las Tasas de Llegada del Puerto de Huasco.


Gráficos 29: Frecuencia de las Tasas de Descarga del Puerto de Huasco.


133

Gráficos 30: Frecuencia de Número de Naves que podrían estar en espera en el Puerto de

Huasco.


Gráficos 31: Frecuencia de cantidad máxima de naves en espera en el puerto de Huasco.


134

Gráficos 32: Frecuencia de Tiempos de espera en el Puerto de Huasco.


Gráficos 33: Frecuencia de tiempos Promedios en el Servidor en el Puerto de Huasco.


135

Gráficos 34: Frecuencia de tiempos Promedios en Proceso en el Puerto de Huasco.


Gráficos 35: Frecuencia de tiempos Promedios en Sistema en el Puerto de Huasco.


136

Anexo N°9: Prueba de Hipótesis.

Figura 34: Valores T para un nivel de significancia de 5% y 1% con respecto a sus grados

de libertad.

Fuente: Weintraub JA, Douglas CW, Gillings DB: OPS, 1989.

5% 1%

1 12,7062 63,6567

2 4,3027 9,9248

3 3,1824 5,8409

4 2,7764 4,6041

5 2,5706 4,0321

6 2,4469 3,7074

7 2,3646 3,4995

8 2,306 3,3554

9 2,2622 3,2498

10 2,2281 3,1693

11 2,201 3,1058

12 2,1788 3,05455

13 2,1604 3,0123

14 2,1448 2,9768

15 2,1314 2,9467

16 2,1199 2,9208

17 2,1098 2,8982

18 2,1009 2,8784

19 2,093 2,8609

20 2,086 2,8453

21 2,0796 2,8314

22 2,0739 2,8188

23 2,0687 2,8073

24 2,0639 2,7969

25 2,0595 2,7874

26 2,0555 2,7787

27 2,0518 2,7707

28 2,0484 2,7633

29 2,0452 2,7564

30 2,0423 2,75

40 2,0211 2,7045

50 2,0086 2,6778

60 2,0003 2,6603

70 1,9944 2,6479

80 1,9901 2,6387

90 1,9867 2,6316

100 1,984 2,6259

¥ 1,96 2,5759

Grados de libertad

137

Puerto de Angamos (TGN).

Tabla 24: Calculo de valor “p” para las medias de los “Tiempos entre Arribos” de las

naves en el Puerto de Angamos.



Puerto de Angamos.


t critico (tc) -0,6441 t 1,984 -t tc T

grados de

libertad 97,46321 Alpha 0,05 -1,984 -0,64414 1,984

gl aproximado 100 p-value 0,52

138


Angamos.

t critico (tc) 0,9956598 t 1,9867 -t tc T

grados de

libertad 88,104449 Alpha 0,05 -1,9867

0,99565980

1 1,9867

gl aproximado 90 p-value 0,32



Angamos.


139

Puerto de Huasco (Guacolda I)

Tabla 26: Calculo de valor “p” para las medias de los “Tiempos entre Arribos” de las

naves en el Puerto de Huasco.


grados de

libertad 119,740 Alpha 0,05 -1,96 -0,05083 1,96

gl aproximado ¥ p-value 0,959

Fuente: elaboración Propia, 2015.


Puerto de Angamos.


140


Huasco.


grados de

libertad 120,435791 Alpha 0,05 -1,96 -0,74589 1,96

gl aproximado ¥ p-value 0,456



Huasco.


141

ANEXO Nº 10: Extracción de datos.

Figura 39: SOF de nave ELENA I


142

GLOSARIO

Armador: Armador es aquel naviero o empresa naviera que se encarga de equipar,

avituallar, aprovisionar, dotar de tripulación y mantener en estado de navegabilidad

una embarcación de su propiedad o bajo su posesión, con objeto de asumir su gestión

náutica y operación.

Bill of Lading : Conocimiento de embarque o B/L (por sus iníciales en inglés, Bill of

lading) es un documento propio del transporte marítimo que se utiliza en el marco de

un contrato de transporte de las mercancías en un buque en línea regular. La finalidad de

este documento es proteger al cargador y al consignatario de la carga frente al naviero y dar

confianza a cada parte respecto al comportamiento de la otra.

Bocatomas: Una bocatoma, o captación, es una estructura hidráulica destinada a derivar

desde unos cursos de agua, río, arroyo, o canal; o desde un lago; o incluso desde el mar, en

ocasiones son utilizadas en grandes ríos, pero su costo es bastante alto; una parte del agua

disponible en esta, para ser utilizada en un fin específico, como pueden ser abastecimiento

de agua potable, riego, generación de energía eléctrica, acuicultura, enfriamiento de

instalaciones industriales, etc.

Calado Aéreo: Es la distancia vertical entre el punto más alto de una embarcación y la

línea de flotación.

Capacidad Instalada: Volumen de producción que se puede obtener con los recursos

disponibles de una compañía en determinado momento.

Ceniza de fondo: Cenizas de fondo es parte del residuo no combustible de combustión del

carbón en una caldera o incinerador.

Cinta transportadora: Sistema de transporte continúo formado básicamente por una

banda continua que se mueve entre dos tambores.

http://es.wikipedia.org/wiki/Naviero

http://es.wikipedia.org/wiki/Barco

http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_ingl%C3%A9s

http://es.wikipedia.org/wiki/Transporte_mar%C3%ADtimo

http://es.wikipedia.org/wiki/Contrato_de_transporte

http://es.wikipedia.org/wiki/Buque

http://es.wikipedia.org/wiki/Consignatario_de_buques


http://es.wikipedia.org/wiki/Obra_hidr%C3%A1ulica

http://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADo

http://es.wikipedia.org/wiki/Arroyo

http://es.wikipedia.org/wiki/Canal_(ingenier%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Lago

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua_potable

http://es.wikipedia.org/wiki/Riego

http://es.wikipedia.org/wiki/Generaci%C3%B3n_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Acuicultura

143

Circuito Cerrado: sistema físico que no interactúa con otros agentes físicos situados fuera

de él y por tanto no está conectado casualmente ni correlacionalmente con nada externo a

él.

Coque: El coque es un combustible sólido formado por la destilación de carbón

bituminoso calentado a temperaturas de 500 a 1100 °C sin contacto con el aire.

Demurrage: Tarifa de almacenaje por mercancía entrante que no es retirada en el tiempo

libre permitido para la carga o descarga en un muelle o terminal de flete.

Desulfurizador: Equipo Industrial que trata el gas de combustión del escape de la caldera

reduciendo las emisiones de gas ácido y de material particulado del gas de combustión.

Eslora: La eslora es la dimensión de un barco tomada a su largo, desde la proa hasta la

popa.

Estancas: Las puertas estancas Watertight son unos tipos especiales de puertas encontradas

en los buques y que tienen la función de prevenir el ingreso de agua de un compartimento a

otro durante una inundación o accidente.

Filtro de Mangas: Un filtro mangas es un dispositivo para la separación de partículas

sólidas en suspensión de una corriente gaseosa. No elimina la contaminación por

compuestos volátiles.

FOB: Las siglas FOB (acrónimo del término en inglés Free On Board, «franco a bordo,

puerto de carga convenido») se refieren a un incoterm, o cláusula de comercio

internacional, que se utiliza para operaciones de compraventa en que el transporte de la

mercancía se realiza por barco (mar o vías de navegación interior). Se debe utilizar siempre

seguido de un puerto de carga. El incoterm «FOB-puerto de carga convenido» es uno de los

más utilizados. El vendedor entrega la mercancía "a bordo del buque" designado por el

comprador en el puerto de embarque designado, y por tanto estibado; en ese momento se

traspasan los riesgos de pérdida o daño de la mercancía del vendedor al comprador.

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_f%C3%ADsico

http://es.wikipedia.org/wiki/Causalidad_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Carb%C3%B3n_bituminoso



http://es.wikipedia.org/wiki/Grados_celsius

http://es.wikipedia.org/wiki/Gas


http://es.wikipedia.org/wiki/Incoterms

http://es.wikipedia.org/wiki/Comercio_internacional



http://es.wikipedia.org/wiki/Compraventa

http://es.wikipedia.org/wiki/Transporte


http://es.wikipedia.org/wiki/Transporte_fluvial

144

Laytime: El tiempo de plancha o estadía (en inglés laytime o laydays), en transporte

marítimo, es el plazo que un buque debe permanecer en puerto dedicado a operaciones de

carga y descarga de la mercancía. Aparece en el contrato de transporte marítimo en régimen

de fletamento por viaje, llamado «póliza de fletamento», ya que forma parte de la

negociación entre armador o naviero fletante y cargador (o fletador).

El tiempo de plancha empieza a contar desde el momento en que el armador comunica al

fletador que el barco está listo para recibir o entregar mercancías, con el llamado «aviso de

alistamiento» (en inglés, notice of readiness) y éste último lo acepta.

Laycan: Fechas deseadas para la escala del buque en puerto a la carga.

Libre práctica: Se entiende por libre plática o libre práctica a la autorización aduanera

competente para que una nave, aeronave u otro vehículo de transporte realice libremente las

operaciones de embarque y desembarque.

Material volátil: Se entiende por volátil a aquellos elementos que, por sus características

físicas, tienen la facilidad de volar o de dispersarse en el aire.

NOR: Documente en donde el Capitán anuncia y pone en conocimiento que la nave esta

lista para comenzar las operaciones de carga y descarga.

Poder Calorífico: El poder calorífico es la cantidad de energía que la unidad de masa de

materia puede desprender al producirse una reacción química de oxidación.

Potencia Instalada: Carga eléctrica total (en vatios) de un sistema o circuito eléctrico si

todos los aparatos se ponen en funcionamiento a la vez.

Tolva de alimentación: Se denomina tolva a un dispositivo similar a un embudo de gran

tamaño destinado al depósito y canalización de materiales granulares o pulverizados, entre

otros. En ocasiones, se monta sobre un chasis que permite el transporte.

Transporte neumático: El transportar neumáticamente un producto a granel, se traduce en

introducir en un ducto circular material en grano o en polvo, que con una corriente de aire

se desplaza a través de él. En un principio se puede transportar todo tipo de sólidos a

granel, con granulometría de hasta 10 -12 mm.





http://es.wikipedia.org/wiki/Buque_mercante

http://es.wikipedia.org/wiki/Puerto

http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_de_pago

http://es.wikipedia.org/wiki/Contrato_de_transporte

http://es.wikipedia.org/wiki/Fletamento_por_viaje

http://es.wikipedia.org/wiki/Armador


http://es.wikipedia.org/wiki/Materia_granular

UNIVERSIDAD CATOLICA DE LA SANTISIMA CONCEPCIÓN … · tal a la planilla automatizada con el fin...

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