aplicación del enfoque sistémico en el diseño de los sistemas de transporte...

INGENIERA Investigacin y Tecnologa VI. 4. 299-308, 2005(artculo arbitrado)

Aplicacin del enfoque sistmico en el diseo de lossistemas de transporte ferroviario de carga

C.A. Herrera-MoralesCVG. Ferrominera Orinoco C.A. Estado Bolivar, VenezuelaE-mails: [email protected], [email protected]

(recibido: enero de 2005; aceptado: marzo de 2005)

ResumenAunque el diseo de los sistemas ferroviarios de carga no es un tema reciente, laconstante evolucin tecnolgica en este ramo, junto al surgimiento de nuevasherramientas para la planeacin, hacen que actualmente sea todo un reto lograr un

diseo ptimo, y por consiguiente, una operacin eficiente de tales sistemas. Parte delproblema radica en que a pesar de que mucho se ha investigado sobre la mejora ymodernizacin en la planeacin de las operaciones y la circulacin de los trenes, no se

ha dedicado el mismo esfuerzo a la optimizacin del proceso de diseo. El siguientetrabajo, ofrece una gua para abordar el diseo de un sistema de transporte ferroviario de carga, bajo algunas premisas del enfoque de sistemas, la planeacin normativa y la

planeacin por niveles, buscando como objetivo final, garantizar el funcionamientoeficiente de todo el diseo. Es necesario resaltar, que el enfoque por elementos que se ha dado a dicha gua, facilita extender su aplicacin al diseo de otros sistemas modales

de transporte, puesto que los elementos claves (vehculos, vas, sistemas de control,etc.) son comunes a todos los sistemas. Finalmente, cabe destacar que aunque laorientacin del trabajo es hacia el diseo de los nuevos sistemas, las premisas y estra-

tegias recomendadas pueden servir como referencia para la evaluacin de diversasopciones de reingeniera en las explotaciones ferroviarias ya establecidas.

Descriptores: Enfoque de sistemas, planeacin normativa, planeacin por niveles,dinmica del tren, itinerario, nivel de servicio, capacidad de circulacin.

AbstractAl though the de sign of the cargo rail sys tems is not a re cent topic, the con stant tech no log i cal evo lu tionin this sub ject, next to the emer gence of new plan ning tools, now a days, make it an en tire chal lenge to

achieve a good de sign and, con se quently, an ef fi cient op er a tion of such sys tems. A por tion of the pro-blem dwells on the fact that re gard less of how much it has been in ves ti gated about the im prove ment andmod ern iza tion con cern ing the plan ning of the op er a tions and the cir cu la tion of the trains, it has not

been de voted the same ef fort to the op ti mi za tion of the de sign pro cess. The fol low ing work, of fers a guideto ap proach the de sign of a cargo rail way trans por ta tion sys tem, un der some pre mises of the sys temsap proach, the nor ma tive plan ning and the plan ning by stages. With the fi nal ob jec tive of guar an tee ing

the ef fi cient op er a tion of the whole de sign. It is nec es sary to high light that the ap proach by el e mentsthat has been given to this guide, aids its expansion into the de sign of other modal sys tems of trans por -ta tion as such key el e ments (ve hi cles, roads, con trol sys tem, etc) are com mon to all sys tems. Finally, it

is pos si ble to highligh that al though the ori en ta tion of the work is to ward the de sign of the new sys tems,the pre mises and rec om mended strat e gies could also work as ref er ence for the eval u a tion of var i ousreengineering op tions in the rail road op er a tions al ready es tab lished.

Key words: Ap proach of sys tems, nor ma tive plan ning, plan ning by lev els, dy nam ics of the train,

itinerary, level of ser vice, cir cu la tion ca pac ity.

Introduccin

El trabajo inicia con una breve descripcin delmarco terico considerado para abordar el diseodesde un enfoque sistmico, despus propone unesquema para definir y delimitar el sistema. Conlos principales elementos ya identificados se pro-cede a examinar, para cada uno de ellos, algunoscriterios que servirn de premisa en su diseo, ascomo las principales interacciones que tiene cadaelemento con el resto de los que integran alsistema. El propsito del trabajo, es ofrecer una gua quesirva de ayuda du rante la elaboracin del diseo,mediante el cuestionamiento de sus aspectos sist- micos. No obstante, se debe acotar que no existenexperiencias patrones, en primer lugar, porque laoperacin de estos transportes en la mayora de los pases, est bajo la responsabilidad de empresasprivadas cuya planeacin no se desarrolla en sutotalidad bajo lineamientos o normativas guberna-mentales, y en segundo lugar, porque la visin, losobjetivos de utilidad, el nivel de tecnologa y lospropsitos conexos al diseo del sistema, varansignificativamente entre las empresas (an cuandoexistan claros estndares, aceptados internacio-nalmente, para lo referente a equipos rodantes einfraestructura). Sin em bargo, parece razonableafirmar que un objetivo primario y comn en todasesas administraciones ser disear un sistema efi-ciente con capacidad para cumplir las metas detransporte, plenamente adaptado a las condiciones del entorno en que operar, con un mnimo im-pacto ambiental, flexibilidad para la expansin ycon potencial para operar armnicamente enconjunto con las redes ferroviarias ya existentes.

Marco concep tual

De los diferentes sistemas creados por el hom bre,los de transporte pueden considerarse de los mscomplejos por la gran cantidad de vari ables queinteractan en los mismos. Checkland (1997), es-tablece una clasificacin de los sistemas en cuatrograndes grupos: naturales, humanos, diseados yabstractos. De acuerdo a dicha taxonoma, elsistema ferroviario puede catalogarse como unsistema diseado, es decir, una entidad hechapor el hombre que se trata o estudia como un todo y tiene propiedades emergentes.

Church man (1997), por su parte, cita cinco premi-sas bsicas al considerar un fenmeno comosistema:

1. Observar los objetivos del sistema y sus medidas de actuacin como un todo.

2. Considerar el medio ambiente del sistema (las restricciones fijas).

3. Considerar los recursos del sistema.4. Considerar los componentes del sistema.5. Considerar la administracin del sistema.

En alineacin con los autores anteriores, unode los primeros marcos conceptuales a utilizarser la consideracin del transporte ferroviariocomo un sistema, integrado a su vez por di-ferentes elementos o componentes, los cualesinteractan para lograr un objetivo.

El paso siguiente es delimitar claramente estesistema sobre el que se va a desarrollar el diseo, lo cual puede hacerse mediante un diagrama dedesagregacin por niveles, en donde el nivel baselo constituya el sistema de transporte ferroviario,representado con un mapa con cep tual de tipodescriptivo; donde se indiquen los criterios es-tratgicos para cada elemento, las caractersticasque deben regir el proceso y los requisitos para elproducto que debe entregar el sistema. Debe mos- trarse tambin el nivel de Su prasistema, que puede corresponder segn cada caso, a la red global de la cual formar parte el sistema ferroviario que sedisea, o bien, al medio ambiente donde funcio-nar, resaltando qu elementos de estos nivelessern los relevantes para afectar las decisiones dediseo y de ser posible, sobre qu elementos enpar tic u lar. En la figura 1, se muestra un ejemplo decmo esquematizar este diagrama por niveles.

Una vez que se ha identificado el sistema y suscomponentes, entra en consideracin el marco dela Planeacin Normativa o Prospectiva. Miklos yTello (1993), definen este tipo de planeacin como aqulla que est fuertemente orientada hacia el fu -turo deseado (los ideales o fines ltimos). El pro-ceso inicia con el diseo de la imagen deseada, losideales conforman criterios que guan la seleccinde objetivos, stos a su vez, se formulan conforme a los fines y posteriormente se definen laspolticas, estrategias y tcticas que procuran lograr la imagen final propuesta. Estos autores aadencomo uno de los elementos claves: la visin

300 INGENIERIA Investigacin y Tecnologa FI-UNAM

Aplicacin del enfoque sistmico en el diseo de los sistemas de transporte ferroviario de carga

holstica, luego al proyectar el fu turo hay quecentrar la atencin, tanto en el conjunto y sus par -tes, como en la interaccin entre stos. Sobreeste aspecto y ya con bastante anterioridad,Ackoff (1979) estableca que la planeacin no esun acto nico, sino un proceso o ciclo en el cualun conjunto de decisiones puede a su vez,subdividirse en otro subconjunto independiente ylas decisiones que se toman primero debenconsiderarse al tomar las decisiones posteriores yviceversa.

La aplicacin de estos postulados de la pla-neacin normativa en el diseo, puede materia-lizarse en dos estrategias:

Utilizar la lgica de disear yendodel producto al insumo, es decir, partir delas caractersticas del servicio que se deseaproducir (meta de transporte), y en funcinde ello, considerar los elementos adecuados(flota, infraestructura, nivel de servicio, etc).

Cuestionar y analizar los diferentesaspectos de interrelacin entre los elemen-tos del sistema, antes de tomar decisionessobre cada uno de ellos. De forma prctica,se proponen en este trabajo una serie derelaciones particulares de los sistemas

ferroviarios que pueden servir de gua en esta etapa del diseo.

Ahora bien, referente al nivel de detalle y lajerarqua en las decisiones de diseo, losinvestigadores del transporte Crainic y Laporte(1997), establecen que: los sistemas de transporte sonorganizaciones complejas, las cuales involucran un grannmero de recursos humanos y materiales, que desplieganintrincadas relaciones y negociaciones entre las variaspolticas y decisiones, afectando a sus diferentes compo-nentes. Estos autores identifican tambin que en la planeacin de cualquier sistema de transporteexisten decisiones correspondientes a tres niveleso dimensiones del sistema, las cuales se afectanentre s. Estos tres niveles de planeacin son:

a) Nivel estratgico (largo plazo): las deci-siones a este nivel determinan las polticas dedesarrollo y las estrategias de operacin delsistema e incluyen:

Diseo de la red fsica. Localizacin de las facilidades princi-

pales (patios, muelles, talleres). Adquisicin de mate rial rodante. Definicin del tipo de servicio y pol-

tica de tarifas.

Vol.VI No.4 -octubre-diciembre- 2005 301

C.A. Herrera-Morales

Reli eve

Sist emade sealesy contr ol

V asfr re as Veh cu los

O peraciones

Pr oces o detr a nsp ort ede c ar ga .

Servici ode acarreo

Segurid ad delpe rsonal y eq uipo s.Menorest iempospor actividad.

Fl ex ibi lid ad par aopera ci ones.Se guridad pa ra e lmov imi en to.Econom a demov imi en tos.

Id oneid ad pa rael pr oce so.Menor cos to.Co mpati bilida dco nel si ste m ayfl ota existente

F luid ez, con tr oly r endimie nto enla circulacin .P rotec ci n d eltr fico.

C arac terst i cas:

Re gid opor itiner ario.Flexi ble yP rodu ctivo.

R equisi tos:

C umpli rlas meta s det r ansporte e n cali da d,c anti dad,o portun idad,c os tos y se guridad .

Enl aces Prove edore sVa yflot aexistente.

Cl ientes

Figura 1. Diagrama de un sistema de transporte ferroviario

NIVEL I. SUPRASISTEMA: Red de transporte global medio ambiente

NIVEL II. SISTEMA: Sistema de transporte ferroviario de carga

b) Nivel tctico (mediano plazo) : busca ase-gurar sobre un horizonte de mediano trmino, eleficiente y racional aprovechamiento de los re cur-sos con que se cuenta para lograr un ptimodesempeo del sistema en todo su conjunto.Estas decisiones apuntan principalmente al diseo del servicio que prestar la red, por ejemplo:

Seleccin de rutas y tipo de servicio. Reglas de operacin en cada terminal

o patio. Poltica de vehculos vacos, etc.

c) Nivel operacional (corto plazo): la planea-cin es realizada por los gerentes lo cales de losprocesos, en un ambiente dinmico donde el fac -tor tiempo es relevante y todos los recursos devehculos, facilidades y actividades deben pre-sentarse claramente detallados. Algunas activi-dades tpicas de este nivel son:

Itinerarios del servicio. Ruteo y asignacin de vehculos y

tripulaciones. Ubicacin de recursos y reposicio-

namiento de vehculos vacos. Programacin de mantenimientos, etc.

El marco con cep tual de Planeacin a tres nivelesse aplica al combinar du rante el diseo de losdistintos elementos del sistema, decisiones quecorresponden a cada uno de los tres niveles deplaneacin ya descritos.

A continuacin, se presentan una serie de pautaspara el diseo de cada uno de los elementos queconforman el sistema ferroviario de carga.

Diseo de los vehculos

Esta fase corresponde al nivel de planeacinEstratgico .

En la seleccin de los equipos rodantes ovehculos del sistema ferroviario, se sugiere darprioridad a los criterios de seleccin basados en laeficiencia y seguridad de la traccin (locomotoras), ascomo la rapidez de desalojo de la carga (vagones), sindejar de considerar los aspectos de costos, facilidad y requerimientos de mantenimiento.

Seleccin de los vagones

En la seleccin del vehculo de carga (vagones) elaspecto ms importante es la idoneidad delmismo, tanto con la carga que va a contener ydesalojar, como con la infraestructura en que va atraficar. La combinacin de ambas circunstanciasimpactar en los rendimientos de todo el proceso.

Interaccin entre vagones y sistema

Vagones Locomotora, Va frrea

La relacin carga/tara de los vagones, impacta enel tonelaje total que arrastra el tren, as como elconsumo de com bus ti ble de la locomotora, lascargas totales por eje sobre la va y el desgaste delsistema de frenos del vagn.

Vagones Operacin

El mecanismo de operacin de las compuertas (sise trata de vagones tolva) y el sistema de acoplesrotatorios (para vagones que vacan mediantevolteo), contribuyen al tiempo total de descarga,afectando a su vez el tiempo de ciclo del tren.

Vagones Va frrea

Las dimensiones del vagn influyen en la longitudde diseo de los pa tios, los muelles de mina, lafosas de descarga, las vas de es cape y los desvos, as como en el glibo de diseo de las infraes-tructuras de va.

Vagones Infraestructura

La capacidad del vagn est en relacin directacon el tamao de la flota o parque requerido y este a su vez, determina las necesidades de infraes-tructura adicional (talleres, vas de almacena-miento, etc).

Seleccin de las locomotoras

En la seleccin de los vehculos tractivos, comofac tor de seguridad, debe considerarse un esce-nario donde estn presentes las mximas restric-ciones al desempeo de estos equipos; convienetener en cuenta adems la idoneidad entre equipo



e infraestructura, as como los esquemas op era-tivos (arreglos de tren) y la cantidad de loco-motoras que son necesarias para cada etapa deltransporte (no necesariamente sern las mismasen cada fase), a fin de lograr un mximo apro-vechamiento de la energa de traccin.

Interaccin entre locomotoras y sistema

Locomotoras Operacin

El rendimiento del equipo a nivel de los consu-mibles (es decir, el tiempo entre reabastecimientos o autonoma de viaje), en conjunto con su tec-nologa, mecanismos de autopruebas, monitoreo y correccin de fallas, definen la productividad delas locomotoras (horas de servicio sin interrup-cin) y por lo tanto, de la operacin ferroviaria.

Locomotoras Infraestructura

La autonoma de las locomotoras incide en lanecesidad y ubicacin de talleres o reas para elservicio de las mismas, afectando directamente los costos de infraestructura logstica.

Locomotoras Va frrea

Los ra dios de giro de los equipos, principalmentela locomotora que es el ms pesado, definen lageometra de la vialidad ferroviaria interna yexterna, ya que por razones de seguridad el radiode curvatura mnimo de la va, debe ser mayorque el mnimo radio de giro de los equipos.

Diseo de la va frrea einstalaciones

Esta fase corresponde al nivel de planeacinEstratgico .

Interaccin entre vas e instalaciones con elsistema

El prin ci pal impacto que tiene la infraestructura dela va frrea, se aprecia en el desempeo ofuncionamiento del sistema como tal. Es as comopuede establecerse una relacin directa entre lacapacidad fsica de las facilidades (el mximonmero de toneladas, carros o trenes, que pueden

pasar a travs de la facilidad, du rante un perododado) y las demoras en el trnsito o los problemasde congestin.

Aunque los sistemas de sealizacin y con trolson determinantes para agilizar el movimiento ydar fluidez al trnsito de los trenes sobre la va,existir una capacidad finita de la misma, la cualcaracterizar en mayor medida el desarrollo de lasoperaciones. Las principales interacciones que sepueden identificar son:

Va frrea Dinmica del tren

El tipo de perfil que presente la va tiene unainfluencia directa en la dinmica del tren y por lotanto, en su modo de conduccin, as como sein dica:

Perfil de va recto y hori zontal: es elidneo para un movimiento estable del tren.Se puede aumentar la velocidad hasta loslmites permisibles y asegurar una buena re-serva de energa cintica para las cuestas.

Perfil de va quebrado: cuando haybajadas y subidas cortas, as como reiteradas y adems se conduce el tren con el mximode peso, es conveniente la conduccin aplena carga (con traccin del motor) y no envaco, ya que as puede aprovecharse mejorla energa cintica que se acumula en las ba-jadas y no se aminora la velocidad del tren.

Pendientes de grandes longi tudes: este tipo de perfil requiere la mxima periciadel operador. En el tramo que ante cede auna subida hay que ganar el mximo deimpulso; una vez iniciado el ascenso la re-sistencia aumenta y la velocidad disminuye,por lo que la traccin de la locomotora seincrementa hasta que se equilibra con laresistencia al movimiento.

A partir de este momento hay que prevenirlos aumentos sbitos de tensin porquepueden ocasionar un deslizamiento deltren. En las bajadas en cambio, no se empleala traccin y se controla el tren con ayuda delos frenos.



Va frrea Equipos

La capacidad portante de la va, condiciona elmximo peso/eje de los vehculos que circularnpor ella. Por otra parte, la mxima pendiente de va orienta sobre la necesidad de una mayor tasa defrenado en los carros y la exigencia de contar consistemas de frenos adicionales (como el frenodirecto) en locomotoras y vagones.

Va frrea Operaciones

El disponer de una va del tipo doble o sencilla, de -fine el tipo de encuentros o cru ces que tendrn los trenes cargados y vacos.

La ubicacin de los patios de maniobras, lospatios de carga y el tipo de enlace entre ambos,de finen los tiempos de trnsito del tren, por tanto,la productividad del sistema.

El grado de inclinacin de las pendientes limitatambin en la mxima velocidad de descenso paralas operaciones en las cuestas.

Va frrea Sistema de sealizacin ycontrol

Hay una relacin muy cercana entre estos doselementos, pues del diseo de las vas dependerla dimensin y alcance del sistema de sealizaciny con trol, en cuanto al nmero y la ubicacin delas seales y los dispositivos de proteccin deltren, tales como detectores de ejes calientes, de-tectores de aparejos cados, seales de alcan-tarillado y el con trol para las vas de es cape(Figuras 2, 3 y 4).

Diseo del sistema de sealizacin y control

Esta fase corresponde al nivel de planeacinEstratgico.

Interaccin de la sealizacin y control con elresto del sistema

El prin ci pal efecto es sobre la eficiencia y segu-ridad de la corriente de trnsito ferroviario. En talsentido, hay que destacar las siguientes interac-ciones:

Sistema de sealizacin y control Vehculos

Segn el tipo de arquitectura elegida para elsistema de sealizacin y con trol, se tendr unmayor o menor grado de con trol a bordo en los



Figura 2. Detector de aparejos cados

Figura 3. Detector de ejes calientes

Figura 4. Aparato de cambio para va de escape

equipos rodantes (locomotoras y vagones),facilitando la automatizacin de las operaciones yaadiendo seguridad al proceso. A tales fines, laadministracin podr decidir entre algunas de lassiguientes opciones:

a) Control de Trfico Centralizado (CTC):permite centralizar el movimiento de trenesen un territorio de despacho, proporcionando al controlador la situacin del trfico me-diante un tablero o panel, desde el cual puede actuar a control remoto todas las seales,cambios de va u otros dispositivos.

b) Supervisin Automtica de Trenes (ATS):es un sistema complementario del CTC, ba-sado en circuitos de va colocados en lasentradas y salidas de las estaciones parasupervisar la operacin de las tripulaciones.Consta de dispositivos de vas que interac-tan con receptores a bordo de los equiposdel tren y pueden detener su marcha si hayviolacin de alguna orden de circulacin des- plegada mediante las seales.

c) Control Automtico de Tren (ATC): esun sistema an ms sofisticado, que puede serdiscreto o continuo y transmite las sealesdirectamente a la cabina del maquinista. Suventaja sobre el ATS es que la va es msdiscreta, permitiendo implementar perfiles decdigo de velocidad entre origen y destino deuna ruta, elevando as el desempeo global del sistema y dando mayor flexibilidad a la cir-culacin. El ATC por tenercontrol tanto en lava como a bordo de lo equipos, posibilita msrecursos operacionales.

Sistema de sealizacin y control Va frrea

Su mayor impacto es la conservacin de la vafrrea, mediante los dispositivos de precaucinque evitan y alertan ante el trnsito del tren sobreun tramo de va en condiciones de alto riesgo(como las seales de alcantarilla), impiden que eltren contine su trayecto cuando se ha producidoun descarrilamiento (detectores de aparejoscados) o existe un riesgo potencial de accidentesy daos a la va y los equipos (detectores de ejescalientes).

Sistema de sealizacin y control Operaciones

Hay una relacin directa entre las carac-tersticas operacionales de los elementos delsistema de sealizacin y con trol, con la fluidez yseguridad del movimiento de trenes, as como lacapacidad de circulacin en la va.

La velocidad de actuacin de los cambiavas(tiempo en que se alinea una determinada ruta), afecta considerablemente los tiempos de ma-niobras de las tripulaciones, especialmente ensitios estratgicos y de alta densidad de trfico,como los pa tios. Por otra parte, la operacinautomatizada de los desvos en las lneas prin-cipales, es determinante para programar y agilizarlos encuentros de trenes, disminuyendo al mximo las demoras por paradas.

La tecnologa fail safe de los dispositivos quecontrolan las vas de es cape, aaden seguridad alas maniobras ms riesgosas del proceso,ayudando en la conservacin de un patrimoniovital para las empresas (en per so nas, vas y equi-pos). Finamente, la posibilidad de una integraciny comunicacin total, en tiempo real, entre loscentros de despacho, las tripulaciones de lostrenes y la situacin en el campo, permite a losdiferentes actores involucrados con el proceso,una con tinua toma de decisiones en forma certera, dinmica y con conocimiento global o visinsistmica del entorno de las operaciones, de ter-minando al final la eficiencia y armona en laexplotacin ferroviaria.

Diseo de las maniobras

Esta fase corresponde al nivel de planeacinTctico.

Los procedimientos operativos para cada sis-tema, deben formularse teniendo como ejes lareduccin de los tiempos de ciclo, las mejorespracticas para la conformacin de trenes, laconsolidacin de vagones cargados y vacos, lalogstica de carga y descarga, el acceso al trficoen lnea prin ci pal y las maniobras de entrada ysalida a los pa tios. Du rante toda esta fase, es cru -cial la consideracin y adaptacin del reglamentoferroviario internacional para garantizar la seguri-dad del per sonal involucrado en las tareas.



No debe descuidarse tampoco du rante esta etapa, el anlisis de la estrecha relacin que existe entrelos costos y el nivel de servicio que se deseabrindar con el ferrocarril. Sussman (2000), porejemplo, establece que aun cuando existen lmites de tipo operativo para la longitud de los trenes(longitud de los desvos, muelles y lneas de patio,aspectos de seguridad y de con trol de trfico, etc)siempre ser menor el costo por carro en un trenlargo que en uno corto. Esto explica por qumuchos ferrocarriles sacrifican la frecuencia delservicio (nivel de servicio) en aras de disminuir loscostos de operacin (Figura 5).

Otra de las relaciones propias de este sistemade transporte se observa en la figura 6, de la cualpuede inferirse que:

Trenes ms cortos, ms frecuentes ydirectos, generan un mayor nivel de servicio, porlo tanto, un mayor costo por tren.

Trenes ms cortos, ms frecuentes ydirectos, generan un menor tiempo de ciclo, por lotanto, se requiere menor cantidad de vagones y elcosto por carro disminuye.

Combinando las dos situaciones anteriorespuede obtenerse una curva que brinde el nivel deservicio ptimo (para el cual hay el menor costototal de operacin), el cual no necesariamente co -in cide con el mejor nivel de servicio para elproceso o el ms atractivo para los clientes. Puedeobservarse tambin, que a medida que los costosfijos del tren bajan, el punto ptimo del nivel de



NIVEL PTIMO NIVEL SERV ICIO

COSTOS

COSTOS DE T RE N

COSTO D E TREN Y CAR ROS

COST O D E CARROS

Figura 6. Costos vs Nivel de servicio

LO NGIT UD TREN

AUM ENTO DEPODER TRACTIVO

COSTOS

Figura 5. Costo operativo del tren en funcin de su longitud

servicio se desplazar hacia la derecha, puesto que ser ms barato prestar un mejor servicio alcliente. Finalmente, vale destacar que algunasinvestigaciones en el campo de la logstica ferro-viaria indican que el nivel de servicio no se afectatanto por la distancia de acarreo, como por elnmero de veces que se realizan maniobras con lacarga.

Interaccin de las maniobras con el sistema

El prin ci pal efecto de las maniobras, se aprecia enlos tiempos de operacin y la fluidez del trnsitoen la red. A este respecto conviene considerar lossiguientes aspectos:

A mayor cantidad de acoplamientos y desa-coplamientos en el tren (maniobras de separacinde la locomotora) no slo se incurre en mstiempo, sino que aumenta el riesgo de fallas y/ofugas en el sistema de freno, lo cual puede tra-ducirse en demoras adicionales.

La norma o filosofa debe ser ejecutar la tareacon el menor nmero de movimientos posibles,pero tambin de la forma ms segura, a tal fin,deben evitarse cortes de tren innecesarios, trans-portar vagones recorriendo el mismo trayecto endos sentidos diferentes, pero sin realizar tareaalguna con ellos (pasear carros), empujar o halar

cortes de vagones o trenes cuando las condiciones de visibilidad o comunicacin de la tripulacinestn mermadas, etc.Deben planificarse los desplazamientos de lostrenes por las vas menos demandadas o conmenor potencial momentneo de ocupacin, a finde disminuir los riesgos de congestin.

Diseo del itinerario

Esta fase corresponde al nivel de planeacinOperacional.

Para la elaboracin de los itinerarios puedentomarse como marco de referencia las siguientespremisas gen er a les:

Utilizar estrategias de avance local conprioridad en los encuentros para los trenescargados.

Considerar modelos de avance basadosen velocidades promedio por tramo.

Seleccionar secuencias de marcha quefavorezcan la dinmica del tren.

Centrar la atencin en el ciclo derotacin de los vagones vacos.



Diagrama de c ircul acin.

0.0

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8.0

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12.0

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18.0

0.00 2. 50 5.00 7. 50 10.00 12.50 15.00 17.50 20.00 22.50

Tiempo(Hora,fraccin)

A1

A3

A5

D2

D4

D6

AT7

AT9

AT8

AT10

Planta

D esv o

Bas e

Muelle

Figura 7. Grfico de circulacin para itinerario

Interaccin del itinerario con el sistema

Itinerario Vehculos.

El grfico de circulacin (ver modelo en la figura 7)de fine los lapsos para el mantenimiento y serviciode las locomotoras y los vagones, actividades quedeben realizarse dentro de los tiempos asignadospara la permanencia en las estaciones terminales.

Una adecuada rotacin de los trenes, que seadapte a sus necesidades particulares de man-tenimiento y revisin entre viajes, contribuye a una mayor confiabilidad de los equipos y a una mayorregularidad de su marcha en la va.

Itinerario Vas frreas.

Esta es una de las relaciones ms importantes,dinmicas y conflictivas en todos los ferrocarriles.A diferencia de los equipos rodantes, por estar lava frrea en permanente uso, su conservacindiaria debe programarse bajo condiciones detrfico.

Las ventanas de mantenimiento que estableceel itinerario, es decir, el intervalo que transcurreentre el paso de dos trenes por un mismo punto de la va, impactan toda la logstica relacionada con el per sonal de mantenimiento de la infraestructura(traslados de las cuadrillas a los sitios de va,ubicacin de los materiales de reparacin y losequipos de conservacin, turnos de trabajo, etc) ysus respectivos costos. Adicionalmente, la pre-sencia en ocasiones in ev i ta ble de trenes ex tras (no programados en el itinerario), complica an mseste escenario.

Itinerario Seales.

Aunque el sistema de sealizacin y con trol, porestar incluido en la infraestructura, se mantiene deigual forma bajo trfico, sus requerimientos sonmenores y ms espordicos que los de la va.

Lo importante en ambos casos (seales y va)es que el itinerario sea realmente reg u lar yestable en sus ventanas de mantenimiento, a finde no perturbar y afectar las labores de con-servacin, ya que esto puede repercutir en laocurrencia de fallas y una degradacin gen eral delas condiciones de circulacin en el sistemaferroviario.

Itinerario Operaciones.

El impacto del itinerario es tan relevante en lasoperaciones ferroviarias como en las de susclientes y proveedores, ya que los tres procesos(proveedor ferrocarril cliente) deben estar en-granados perfectamente para que se realice deforma efectiva el ciclo productivo. Luego espreciso negociar con los extremos de la cadenade transporte, el itinerario de los trenes, el cualdebe satisfacer los requerimientos del ferrocarril ytambin ser acorde con los programas de pro-duccin y recibo de sus proveedores y clientes.

Por otra parte, los turnos de inicio y final de lostrenes afectan tambin todos los costos asociados con la mano de obra (salarios, horas ex tras, primas por turnos especiales, etc).

Conclusiones

El trabajo desarrollado centra su aporte en pro-poner una gua para el anlisis de las principalesinteracciones existentes entre los elementos de un sistema de transporte ferroviario de carga, con elobjeto de dar a todo el proceso de diseo uncarcter sistmico.

La aplicacin de dicho enfoque, facilita la de-teccin oportuna de propuestas o alternativas que puedan generar conflictos de intereses entre losprincipales elementos, permitiendo rectificar enlas decisiones del diseo.

Cabe sealar adems, que antes de iniciar eldiseo, es tan importante contar con una ade-cuada base de datos del proceso, como conocer la visin y misin de la empresa duea y operadoradel sistema, ya que estos criterios deben incluirseen varias de las decisiones, principalmente en losniveles tctico y operacional.

Algunos otros aspectos relevantes, cuya apli-cacin puede generalizarse para la planeacin desistemas de transporte de este tipo son:

El tipo de sealizacin y control enconjunto con la infraestructura de vas, definen en mayor grado el nivel de servicioque podr prestar el sistema, puesto queellos establecen la lgica de la circulacin.Aunque se pueda incrementar o disminuir elnmero de vehculos en el sistema, dichaflota ser gobernada en su desplazamiento



por la infraestructura, la cual impone a fin decuentas los lmites operacionales. El tipo desistema de sealizacin y control, otorgaadems una visin sistmica para la tomade decisiones, por lo que de su nivel tec-nolgico depender la velocidad de res-puesta y la efectividad de los operadores delsistema para decidir.

En cuanto a la capacidad del sistemapara expandirse o crecer a futuro, aunque lamisma depende de cada una de las capa-cidades localizadas, son la va frrea y elsistema de control los elementos msimpactantes y en ocasiones los menos cos-tosos a los cuales se puede acudir.

Existe una relacin entre las opera-ciones y el itinerario de un sistema con losobjetivos a corto y largo plazo de la empresa, como se explica a continuacin:

La poltica operacional alineada conla misin de la empresa de transporte,apunta a lo que sta hace y por ello, suenfoque es primordialmente hacia el proceso interno del sistema, las metas son lograr laeficiencia y seguridad en el transporte, esdecir, producir lo necesario para lograr lasmetas pero sin afectar los activos.

Los itinerarios en cambio, reflejan lavisin de la empresa, apuntan hacia cmo lo hace. En los itinerarios el enfoque incluye elinte rior y el exte rior del sistema, se buscalograr un equilibrio entre el nivel de servicio,los costos de operacin y la conservacin del patrimonio de la empresa.

La flexibilidad para operar el sistemade transporte, proviene de un adecuado ma-

nejo de las diferentes capacidades locali-zadas a lo largo del sistema. En el casoferroviario, se pueden efectuar ajustes en lascapacidades de: circulacin, manejo determinales, inventario (dependiente de laflota de carros) y acarreo (dependiente de ladistribucin de los equipos tractivos).

Referencias

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Semblanza del autorCarlos A. Herrera-Morales. Es ingeniero mecnico egresado de la Universidad Exper i mental Politcnica Antonio Jos de Sucre

(Vene zuela) en 1991, magster en ingeniera mecnica en la misma universidad en 1999, especialista en transportesterrestres, diplomado por la Universidad Politcnica de Madrid en el 2000 y maestro en transportes por la UniversidadNacional Autnoma de Mxico en el 2005. Actualmente es miembro del Colegio de Ingenieros de Vene zuela y la Asociacin

Venezolana de Ferrocarriles y Metros. Desde 1991, labora en el sector del transporte ferroviario de carga, habiendodesempeado diferentes cargos tanto en el rea de operacin como de mantenimiento.

aplicación del enfoque sistémico en el diseño de los sistemas de transporte...

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