DESARROLLO DE UN MODELO DE LOCALIZACIÓN DE ESTACIONES DE
GAS NATURAL VEHICULAR
AUTORES
Claudio Aurelio Gómez Benavides
Miguel Alfaro Marchant
Departamento de Ingeniería Industrial
Universidad de Santiago de Chile
Av. Ecuador 3769. Estación Central. Santiago – Chile.
RESUMEN
El presente documento plantea un modelo para determinar la localización de
estaciones de distribución de Gas Natural Vehicular (GNV).
Esta idea nace ante la posibilidad de un eventual aumento de demanda de GNV
producto de la inserción de este tipo de buses en el transporte público de Santiago,
hecho enmarcado dentro de la licitación de buses del año 2003.
El objetivo del modelo es determinar la localización óptima de Estaciones de
Servicio (EESS), minimizando tanto los costos de transporte de los operadores de
buses como los costos de extensión en redes de METROGAS S.A. para habilitar
las EESS.
PALABRAS CLAVES
Diseño y Planificación de Instalaciones
Programación Entera
INTRODUCCIÓN
A comienzos del siglo XX, Alfred Weber, formuló una teoría de localización
industrial en la cual una industria es localizada donde los costos de transporte de
las materias primas y productos finales se minimice. Este problema puede ser
considerado muy sencillo, pero con él se marca el comienzo de la gran gama de
métodos que existen actualmente para la localización de instalaciones en general.
MODELO
Índices
i: índice que representa a los Terminales de recorrido.
j: índice que representa a las EESS.
Parámetros
ai: N° de máquinas del i - ésimo Terminal que demandan GNV.
dij: distancia entre el i - ésimo terminal y la j - ésima EESS.
fj: Costo de habilitación de la j - ésima EESS.
c: Costo de transporte de una máquina por kilómetro.
C: Cantidad de máquinas que puede abastecer una EESS.
p: N° de EESS a habilitar con GNV.
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Variables de Decisión
Xij: N° de máquinas del i - ésimo Terminal que son atendidas por la j - ésima EESS.
1, si se habilita con GNV la j-ésima EESS
Wj 
0,en caso contrario
De esta manera, el modelo se expresa como:
n
MIN Z   f j  W j 
j 1
m
n
 [c  d
i 1 j 1
ij
 30.000 ]  X ij
s.a.
m
X
i 1
ij
 C Wj
ij
 ai
m
X
i 1
n
W
j 1
j
; j = 1,...,n
; i = 1,..., m
p
La primera restricción permite no sobrepasar la capacidad de abastecimiento de
cada EESS. La segunda restricción permite que cada una de las terminales sea
abastecida por completo. Y finalmente, la tercera restricción permite habilitar sólo
p EESS, las cuales son calculadas considerando la capacidad de las EESS y los
tamaños de flotas de las terminales de una región dada.
El costo de transporte c se calcula considerando los costos de combustible,
mantención, neumáticos, lubricante e impuesto específico a los vehículos GNV,
extrapolando este valor a la vida útil de cada máquina.
El valor 30.000 corresponde al diferencial de inversión (en dólares) entre una
máquina diesel y una GNV.
fj es el costo de habilitar una EESS con GNV. El valor varía dependiendo del tipo
de red a que deba conectarse (primaria o secundaria) y la distancia a esta última.
METODOLOGÍA
La forma de calcular la distancia entre los distintos actores geográficos del modelo
(EESS, terminales y redes de distribución de gas natural) se realiza utilizando el
software ArcView® GIS 3.21. Lo primero que se realiza es georeferenciar cada uno
de los puntos y redes para luego calcular las distancias pertinentes. El modelo se
programa en LINGO 6.02.
La información pertinente a la ubicación de las EESS se obtiene a través de las
propias compañías petroleras. La información de la ubicación de las terminales de
recorrido de buses así como de las estadísticas de ellas se obtiene de la
SEREMITT RM. La georeferenciación de las redes de gas natural es entregada
por la empresa METROGAS S.A.. Para los aspectos técnicos de los buses GNV
se utiliza el Plan Piloto de Utilización de Combustibles Gaseosos dirigido por la
Pontificia Universidad Católica de Chile. Para la estimación de consumo de
combustible, así como las áreas de alimentación, se utiliza información entregada
por la Comisión de Transporte Urbano de Santiago. Finalmente para las
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ArcView es una marca registrada de Enviromental Systems Research Institute, Inc.
LINGO es una marca registrada de LINDO Systems, Inc.
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capacidades de las EESS se elabora personalmente en base al estudio de
Opciones para Descontaminar Santiago.
APLICACIÓN DEL MODELO
El modelo es sometido al posible escenario de demanda de la licitación de líneas
de recorrido del año 2003. Son consideradas sólo las líneas de recorrido licitadas
y los buses expresos a San Bernardo, dejando de lado las nuevas líneas de
Metrobus que se encuentran operativas en la actualidad producto de la licitación
del año 2002. También se considera una reducción del parque actual de buses en
aproximadamente un 30%, medida que según fuentes de la Comisión de
Transporte posiblemente entre en vigencia para la Licitación del año 2003.
A continuación se presentan los resultados del modelo considerando el recambio
de buses diesel a GNV bajo cuatro escenarios: 100%, 75%, 50% y 25% de
recambio.
Para el escenario de 100% de recambio, lo que equivale a abastecer a 5.496
buses, es necesario habilitar 50 EESS con un monto de inversiones en redes de
US$ 4,5 millones aproximadamente. En el caso de un 75% de recambio, se
habilitan 39 EESS que abastecen a 4.122 buses, con una inversión aproximada de
US$ 3,2 millones en redes. Para el caso del recambio de la mitad de la flota, el
tamaño de la flota asciende a 2.748 buses, necesitando habilitar para ello 27
EESS con un monto de inversión aproximado en redes de US$ 1,9 millones.
Finalmente, para el 25% de recambio de la flota, es necesario invertir
aproximadamente US$ 1,2 millones en redes para habilitar 19 EESS que
abastecen a 1.374 buses.
CONCLUSIONES
El modelo cumple con lo planteado en un principio. Esto quiere decir que habilita
EESS que no son, necesariamente, las más costosas en extensión de redes para
la empresa distribuidora de gas natural, así como también no habilita EESS muy
lejanas a las terminales de recorrido. Este aspecto es muy importante ya que los
operadores de transporte acostumbran a tener surtidores de diesel dentro de sus
propias terminales. De esta manera se logra un bienestar en la industria.
Se propone el desarrollo de este modelo haciendo uso de sistemas dinámicos.
REFERENCIAS
Drezner, Zvi, 1995. Facility Location: A Survey of Applications and Methods.
Springer, Nueva York. 571 p.
Gobierno de Chile, 2000. Plan de Transporte Urbano para la Ciudad de Santiago
2000 – 2010. Santiago. 42 p.
International Association for Natural Gas Vehicles, 2001. Natural Gas Vehicle
Transit Bus Fleet: The Current International Experience. Australia. 92 p.
Larraín, Felipe y Jorge Quiroz, 2000. Opciones para Descontaminar Santiago: El
Gas Natural en el Transporte Público. Santiago. 87 p.
Pontificia Universidad Católica de Chile, 1999. Estudio de Seguimiento de la
Utilización de Combustibles Gaseosos de la Región Metropolitana. Volumen
2: Evaluación Económica. Santiago. 162 p.
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