Se expone una forma de mejorar el método de medición de combustible en una embarcación fluvial, específicamente en un remolcador. El marco de referencia sobre el que se basa este artículo, es la estrategia utilizada para establecer la cantidad de combustible presente en los tanques de la embarcación. El método que hasta el momento se viene utilizando, produce un error influenciado por factores de perturbación, como la inclinación y la forma de tanqueo del remolcador. Se buscó desarrollar un método alternativo que redujera el error entre el combustible entregado y el medido en la embarcación. Este nuevo método logró ser independiente de la inclinación sin necesidad de utilizar un inclinómetro o instrumento de medida de ángulos.
Palabras claves: medición de niveles, centroide, punto de sondeo, sensores de presión.
Abstract
This paper exposes a way to improve the method of fuel measurement in a river vessel, specifically a tugboat. The framework of this article is the need of a strategy to establish the amount of fuel volume that is contained in the tanks of the tugboat. The method, that have been used so far, produces errors influenced by disturbance factors such as the inclination and the shape of the tanks of the tugboat. It is needed to develop an alternative method that reduces the error between the fuel which is provided by the suppliers and the measured one in the tugboat. This new method tries to be independent of the inclination of the boat with no need of using a clinometer or instrument of angle measurement.
Key words: level measurement, centroid, test point, pressure sensors.
1 Introducción
El marco de trabajo en el cual surge este método de medida de combustible es el desarrollo de un proyecto en la modalidad universidad--empresa. El proyecto denominado "Sistema de Telemetría para Remolcadores", involucra una empresa del sector carbonero de la región caribe colombiana y la Universidad del Norte como centro de desarrollo tecnológico, y comprende: la construcción de un sistema de adquisición de señales, el desarrollo de un sistema de posicionamiento de la embarcación y la creación de un sistema de gestión de operaciones del remolcador.
La necesidad más importante que la empresa desea suplir con el desarrollo del proyecto, es el monitoreo continuo de la cantidad de galones de combustible en los tanques de los remolcadores, que permita tomar decisiones desde el punto de vista logístico, que apunten a la reducción del rubro correspondiente a gastos operacionales del estado de pérdidas y ganancias. Este proyecto, concebido para el desarrollo de un prototipo, involucra un remolcador con seis tanques de combustible repartidos uniformemente, es decir, tres a cada lado de la embarcación. Si bien los tanques son iguales con respecto a su contraparte del otro lado, los tanques de un flanco del remolcador son diferentes entre sí y no son prismas rectangulares rectos. Adicionalmente, debido a que el medio en el cual el remolcador se encuentra trabajando permite modificaciones en el plano horizontal del marco de referencia de la embarcación, el método de medición del nivel de combustible que se seguía hasta el inicio del proyecto, incluía errores que afectaban la operación logística de la empresa. De esta forma, se desarrolla un método experimental de medición, lo más independiente posible, de inclinaciones proa-popa y estribor-babor.
En la sección (2) se presentan la configuración de los tanques del remolcador que funcionó como prototipo, sus formas, método de medida empleado hasta entonces y los problemas que involucraba.
Posteriormente, en la sección (3), se presentan los conceptos matemáticos que permitieron la búsqueda y desarrollo de un método alternativo, así como la elección de una estrategia de sensado conveniente para el caso particular.
En la sección (4) se presenta un resumen del desarrollo de la estrategia con base en lo expuesto en la sección (3). Finalmente, en la sección (5) se muestran los resultados y conclusiones.
(2) Antecedentes: tanques y sus propiedades, método de medida anterior
El remolcador utilizado para el desarrollo del sistema prototipo, cuenta con dos motores de propulsión, dos generadores eléctricos y seis tanques de almacenamiento de combustible, denominados bodegas. Las bodegas se encuentran repartidas de forma tal que las tres de un flanco sirven al motor y/o generador del lado correspondiente. Las bodegas se denominan, de proa a popa: bodega 1, bodega 2 y bodega 3, adjuntando a la clasificación la palabra estribor o babor, dependiendo de la ubicación del tanque, tal y como se muestra en la figura (1).
Palabras claves: medición de niveles, centroide, punto de sondeo, sensores de presión.
Abstract
This paper exposes a way to improve the method of fuel measurement in a river vessel, specifically a tugboat. The framework of this article is the need of a strategy to establish the amount of fuel volume that is contained in the tanks of the tugboat. The method, that have been used so far, produces errors influenced by disturbance factors such as the inclination and the shape of the tanks of the tugboat. It is needed to develop an alternative method that reduces the error between the fuel which is provided by the suppliers and the measured one in the tugboat. This new method tries to be independent of the inclination of the boat with no need of using a clinometer or instrument of angle measurement.
Key words: level measurement, centroid, test point, pressure sensors.
1 Introducción
El marco de trabajo en el cual surge este método de medida de combustible es el desarrollo de un proyecto en la modalidad universidad--empresa. El proyecto denominado "Sistema de Telemetría para Remolcadores", involucra una empresa del sector carbonero de la región caribe colombiana y la Universidad del Norte como centro de desarrollo tecnológico, y comprende: la construcción de un sistema de adquisición de señales, el desarrollo de un sistema de posicionamiento de la embarcación y la creación de un sistema de gestión de operaciones del remolcador.
La necesidad más importante que la empresa desea suplir con el desarrollo del proyecto, es el monitoreo continuo de la cantidad de galones de combustible en los tanques de los remolcadores, que permita tomar decisiones desde el punto de vista logístico, que apunten a la reducción del rubro correspondiente a gastos operacionales del estado de pérdidas y ganancias. Este proyecto, concebido para el desarrollo de un prototipo, involucra un remolcador con seis tanques de combustible repartidos uniformemente, es decir, tres a cada lado de la embarcación. Si bien los tanques son iguales con respecto a su contraparte del otro lado, los tanques de un flanco del remolcador son diferentes entre sí y no son prismas rectangulares rectos. Adicionalmente, debido a que el medio en el cual el remolcador se encuentra trabajando permite modificaciones en el plano horizontal del marco de referencia de la embarcación, el método de medición del nivel de combustible que se seguía hasta el inicio del proyecto, incluía errores que afectaban la operación logística de la empresa. De esta forma, se desarrolla un método experimental de medición, lo más independiente posible, de inclinaciones proa-popa y estribor-babor.
En la sección (2) se presentan la configuración de los tanques del remolcador que funcionó como prototipo, sus formas, método de medida empleado hasta entonces y los problemas que involucraba.
Posteriormente, en la sección (3), se presentan los conceptos matemáticos que permitieron la búsqueda y desarrollo de un método alternativo, así como la elección de una estrategia de sensado conveniente para el caso particular.
En la sección (4) se presenta un resumen del desarrollo de la estrategia con base en lo expuesto en la sección (3). Finalmente, en la sección (5) se muestran los resultados y conclusiones.
(2) Antecedentes: tanques y sus propiedades, método de medida anterior
El remolcador utilizado para el desarrollo del sistema prototipo, cuenta con dos motores de propulsión, dos generadores eléctricos y seis tanques de almacenamiento de combustible, denominados bodegas. Las bodegas se encuentran repartidas de forma tal que las tres de un flanco sirven al motor y/o generador del lado correspondiente. Las bodegas se denominan, de proa a popa: bodega 1, bodega 2 y bodega 3, adjuntando a la clasificación la palabra estribor o babor, dependiendo de la ubicación del tanque, tal y como se muestra en la figura (1).
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