Desarrollo e Implementación De Sistema De Prevención De Sobrellenado De Cisternas De Camiones En Terminales De Combustible

Se desarrolla en este abstract el proceso de desarrollo e implementación de un sistema de prevención de Sobrellenado de cisternas de camiones en Terminales de Combustible.

YPF realiza diariamente la carga de más de mil cien camiones de combustible en trece terminales de despacho liviano. Esto equivale aproximadamente a seis mil quinientas cisternas diarias.

En los últimos cinco años, se ha observado un aumento de eventos de sobrellenado de dichas cisternas, pasando de setenta y ocho eventos en el 2016 a noventa y siete en el 2019.

[Gráfico 1 - Evolución de los sobrellenados de cisterna hasta mediados del 2019.]

Con el objetivo de reducir la cantidad de incidentes de sobrellenado de cisternas de camiones durante el proceso de carga, se planteó la necesidad de contar con alguna tecnología que pudiera evitar el error humano durante este proceso.

La mayor parte de estos sobrellenados, suceden cuando el conductor de la unidad selecciona de manera incorrecta la cisterna en el predeterminador de carga. El conductor debe conectar el brazo de carga en una cisterna definida, y luego ingresar el numero de la misma en el predeterminador. Luego de esta selección, el predeterminador comenzara la carga del volumen total de la cisterna, basada en la selección del conductor. En caso de un error en la selección, si la cisterna seleccionada fuera incorrecta, y la cisterna a la cual está conectado el brazo fuera de menor capacidad, se produciría el sobrellenado.

[Gráfico 2 – Predeterminadores de Carga - Acculoads. (Teclado de Ingreso de numero de Cisterna)]

A finales del 2018, se comenzó la investigación para poder contar con la posibilidad de leer de manera automática la cisterna conectada en cada brazo de carga, y de esta manera eliminar el error operativo del conductor al momento de seleccionar la cisterna.

La premisa fue buscar un solución robusta, innovadora e integrable con el sistema de automatización de terminales (TAS), del proveedor TechnipFMC ya existente, para que el mismo pudiera validar el proceso de carga. Además, debía ser de fácil implementación tanto en los cargaderos, como en los camiones, para reducir el tiempo y el costo de la implementación en todas las instalaciones de carga ventral y en la flota de camiones.

Se realizaron consultas con el proveedor del TAS, para ver si contaban con el hardware necesario para alcanzar dicha finalidad. De estas consultas se obtuvieron las siguientes opciones:

• La primera alternativa, que ya se encontraba implementada en algunas terminales de Europa estaba basada en una tecnología obsoleta que requería de un cableado externo en cada brazo de carga, como también necesitaba adecuaciones en los acoples de todas las cisternas de los camiones.
• La segunda alternativa, se basaba en tecnología Wireless y RFID, que si bien cumplía con la premisa inicial estaba aún en la etapa preliminar del desarrollo, y con al menos un año por delante, para realizar un prototipo y comenzar con las pruebas.

Entonces, teniendo en cuenta que ninguna de las opciones reunía las condiciones necesarias, ya sea por utilizar tecnología obsoleta o por el prolongado tiempo de demora para comenzar las pruebas, el departamento de Optimización y Control de YPF decidió buscar en el mercado alguna otra solución que pueda integrarse a nuestras terminales en el menor plazo de tiempo posible. Finalmente en la empresa Gilbarco/Orpak se encontró una tecnología que se ajustaba a los requerimientos, pero la misma únicamente había sido aplicada en el negocio de retail y de minería, aún no estaba diseñada para cargaderos de camiones. Luego de varias reuniones con el proveedor, se avanzó en desarrollar las adecuaciones del equipamiento para las instalaciones de YPF, que tuvieron impacto tanto en el hardware como en el software.

Además, se requirió el desarrollo del protocolo de comunicación por parte de TechnipFMC, para que el TAS pudiera comunicarse con el Hardware de Gilbarco/Orpak.

El sistema está constituido por: una antena en cada isla, que forman entre sí una red del tipo mesh. Una de estas antenas, funciona de maestro y es la encargada de comunicarse con el TAS. Las antenas a su vez reciben la información de los aros conectados en cada brazo de carga. Al acercar el aro a una cisterna, el chip, que es pasivo, es energizado por tecnología RFID por el aro, y este transmite la información de la cisterna a la antena, la cual informa al TAS. De esta manera, es identificada unívocamente la cisterna conectada al brazo.

[Gráfico 3 – Aro (Nozzle Reader) con Antena Lectora]

[Gráfico 4 – Sensor (Nanopass)]

En el 2019 se realizó una prueba piloto en la Terminal La Plata, con diez camiones que habitualmente cargan en ella. Para esto se instalaron dos antenas en el cargadero y diez aros (Nozzle readers) para dos posiciones de carga (islas) completas de cinco brazos cada una. Se instalaron los sensores (Nanopass) en las cisternas de diez camiones, realizando el montaje según recomendaciones del fabricante, pegando los mismos en la parte inferior de cada boca de cisterna, con un pegamento apto para hidrocarburos. Esta prueba no cumplió con lo esperado debido a la complejidad de la alineación entre el sensor del brazo de carga y el Nanopass colocado en las cisternas de los camiones.

Luego, analizando alternativas, se logró desarrollar un soporte del sensor Nanopass de acero inoxidable, el cual se coloca de manera sencilla sobre el interlock de cada cisterna, facilitando la instalación de estos. Este proceso, requiere menos de diez minutos por camión, a diferencia de la instalación anterior, que utilizaba un pegamento que demoraba al menos una hora.

También se rediseñó el Nozzle Reader, que se coloca en cada brazo, adaptando la posición de la antena, para una mejor alineación con la posición del Nanopass. Se realizaron pruebas de campo con este nuevo diseño y posiciones de montaje. Se llevaron a cabo cambios en la lógica de encendido y del tiempo de respuesta de estos sensores, adaptándolos al proceso de carga, con el fin de lograr un funcionamiento óptimo y un buen rendimiento de la batería.

En la siguiente imagen se puede apreciar ambos equipos alineados.

[Gráfico 5 – Aro (Nozzle Reader) con Sensor (Nanopass) alineados]

Una vez implementados los cambios recientemente descriptos, en el año 2020 se realizó una nueva prueba en la Terminal La Plata en dos islas de carga. A partir de ese momento, se logró el resultado esperado, registrando en todas las oportunidades una correcta lectura de las cisternas a cargar de manera automática.

En abril de 2021, se puso en marcha este sistema de prevención de sobrellenado de cisternas de camiones de combustibles en todas las islas de terminal La Plata, para lo cual hubo que programar y entregar a diferentes transportistas más de mil Nanopass, en coordinación con el departamento de operaciones y el departamento de gestión de flota de la gerencia de transporte. Entre los meses de noviembre y diciembre del 2021 se realizó la puesta en marcha del sistema en tres nuevas terminales: Montecristo, San Lorenzo y Comodoro Rivadavia. Durante el primer semestre del 2022, se ha visto un descenso muy importante en los eventos de sobrellenado, ratificando esta nueva barrera de seguridad como estándar las terminales de YPF.

[Gráfico 6 - Evolución de los sobrellenados de cisterna hasta mediados del 2022.]

En la actualidad, ya existen cuatro terminales que cuentan con más de nueve mil cisternas que tienen el sistema habilitado. Se espera llegar a un total de nueve terminales, con doce mil cisternas antes de finalizado el año 2022.