Introducción

La creación e introducción del contenedor fue un paso esencial hacia la automatización en los

puertos y como El tráfico mundial de contenedores está creciendo en toneladas, buques y en la

gran gestión en el manejo de volúmenes de carga cada vez mayor, solo significa que los

operadores de los puertos marítimos se enfrentan a retos logísticos importantes, Como aumentar

la productividad de sus terminales, expandir las infraestructuras de terminales existentes y

construir nuevas.

El terminal de contenedores Las partes individuales se utilizan en varios tipos de sistema

automático:

Movimiento de contenedores de buques de mar - grúas pórtico,

Transferencia de contenedores de transbordo a bloques - Vehículos guiados

automatizados (AGV),

Movimiento de contenedores en cada bloque - grúa apiladora automática (ASC),

Movimiento de contenedores en la terminal ferroviaria - grúas semi-automatizadas.

Como parte de esos sistemas automáticos esta investigación estará dirigida a Los AGV

Automated Guided Vehicles donde son considerados como el tipo de sistema de manipulación

de materiales más flexible. Su tamaño varía desde pequeñas unidades de carga de unos pocos

kilogramos a más de 85 toneladas transportadas, donde su ambiente de trabajo varía de pequeñas

oficinas de almacenamiento de carga a las grandes áreas portuarias del muelle y patio de

contenedores.

Índice

Automated Guided Vehicles (AGVs) .................................................................................................... 1

Desarrollo de los AGV a lo largo de la historia .................................................................................... 2

Perfil del Lift AGV ................................................................................................................................ 3

Parámetros Técnicos Automated Guided Vehicles AGV ..................................................................... 4

Carga de la rueda .............................................................................................................................. 5

Consumo de energía .......................................................................................................................... 6

Mantenimiento ................................................................................................................................... 7

Interacción con Grúa Pórtico (STS) .................................................................................................. 7

Sistema AGV ......................................................................................................................................... 7

Aplicaciones portuarias de los Automated Guided Vehicles (AGV) .................................................... 9

Conclusión ........................................................................................................................................... 10

Recomendaciones ................................................................................................................................ 10

Referencias Bibliográficas ................................................................................................................... 11

1

Automated Guided Vehicles (AGVs)

Automated Guided Vehicles (AGV) es un vehículo transportador de contenedores que es

conducido por un sistema de control automático que sirve al papel del conductor. Los sensores

en la carretera o la infraestructura ya bordo del vehículo proporcionan mediciones sobre la

ubicación y velocidad del vehículo que son utilizadas por el sistema de control automático para

generar las órdenes apropiadas para los actuadores de acelerador / freno para seguir determinadas

trayectorias de posición y velocidad.

Figura 1 - Terminal de contenedores Altenwerder, puerto de Hamburgo, Alemania

Las operaciones de un AGV dentro del puerto Juegan un papel importante para

sincronizar las operaciones de las grúas pórticos con las grúas de patio. Los vehículos AGV

tienen todas las ruedas giratorias independientemente, lo que ayuda a proporcionar una guía

precisa al lugar de carga o descarga de un contenedor y permite la planificación de rutas y la

programación de dichos vehículos para lograr la máxima flexibilidad. Es capaz de transportar

contenedores de diferentes longitudes (20 '/ 40' / 45 ') o dos contenedores de 20'. Gracias al

control de la computadora, cumplen sus órdenes de viaje a tiempo, trabajando casi

silenciosamente a alta velocidad. Viajan hacia adelante, en sentido inverso y hacia los lados.

Fuente: Hurtiene, w., new terminal innovation

and automation

2

Están controlados y suministrados con datos y órdenes por el software de gestión y navegación, y

los denominados transpondedores, es decir, marcadores de ruta electromagnéticos incrustados en

el suelo del terminal.(1) (Široký, 2011)

Desarrollo de los AGV a lo largo de la historia

La carga se transportó a la

embarcación por carretilla,

mientras que las redes o

paletas se utilizaron para

levantar el flete a bordo.

Carga Principalmente

carbón. Fue transportado

manualmente en bolsas o

cestas al barco.

Primer contenedor descargado

en el puerto de Rotterdam. Se

utilizaron camiones para

transportar el contenedor.

Llegada del primer contenedor.

Introducción del primer AGV

Diésel-hidráulico (Gottwald).

Primer Diésel-eléctrico AGV

(Gottwald)

Primer Diésel-híbrido

AGV (VDL) Primer ascensor eléctrico de

batería AGV (Gottwald)

Figura 2. Evolución de los AGV

Fuente: Port of Rotterdam

3

Perfil del Lift AGV

Figura 3. Lift AGV

Fuente: Gottwald Port Technology

Un nuevo impulso a la productividad en el transporte automatizado de contenedores es

proporcionado por el Lift AGV (elevación) (ver Fig. 3). El Lift AGV es un desarrollo adicional

de la tecnología AGV existente. Comparado con el AGV convencional, el Lift AGV cuenta con

un par de plataformas elevadoras accionadas eléctricamente.

Esto permite al vehículo elevar su carga y depositarla de forma independiente y

automática en los bastidores de la zona de interfaz de la grúa de apilado en el patio de

contenedores y para recoger contenedores de dichos bastidores.

El Lift AGV desacopla el transporte de contenedores de los procesos de almacenamiento.

Como una máquina de manipulación activa e independiente, está constantemente en movimiento.

El tamaño de la flota puede reducirse considerablemente como resultado de la mayor frecuencia

de trabajo y el número total de AGV requeridos para el servicio de cada grúa portica y se puede

reducir hasta unos 50% en comparación con los AGV convencionales.

En las grandes terminales de contenedores que implican transporte, almacenamiento y

transbordo de contenedores, los AGV trabajan mano a mano con las Automated Stacking Cranes

.Junto con ASC, crean soluciones totalmente automatizadas e integradas que manejan

contenedores desde el muelle hasta el patio de contenedores y la puerta de embarque.

4

Parámetros Técnicos Automated Guided Vehicles AGV

Tabla 1

Parámetros Técnicos para el AGV y Lift AGV

Datos técnicos del AGV & Lift AGV

Precisión de posicionamiento +/- 25 mm

Capacidad del depósito de

combustible

1.400 l

Consumo de combustible 8 l / h (aproximadamente 10 l / h *)

Tipos de contenedores

Contenedor de 1 x 20 ', 1 x 40' y 1 x 45 '

2 contenedores de 20 '

Contenedor de 1 x 30 'como opción

Pesos de carga

Max. Peso de un solo contenedor 40 t

Max. Peso de 2 contenedores de 20 ' 60 t

Dimensiones

Longitud aprox. 14,8 m

Anchura aprox. 3,0 m

Altura del área de carga aprox. 1,7 m (2,2 m *)

Peso muerto aprox. 25 t (34 t *)

Tamaño del neumático 18.00 R 25

Velocidades

Max. Velocidad adelante / atrás 6 m / s

Max. Velocidad en curvas 3 m / s

Max. Velocidad de manejo Diagonal 1 m / s

El consumo de combustible depende del lugar y de las condiciones de funcionamiento

* Diferentes datos para el Lift AGV

Fuente: Gottwald Port Technology

El movimiento seguro de los vehículos es proporcionado por una serie de detectores láser,

que detectan la presencia de obstáculos en la vía. El proceso de transmisión real comienza

atracando el buque en el muelle. En ese momento se asigna al buque la grúa pórtico y los AGV.

Cada contenedor lleva la información que se va a traducir y se envía automáticamente al sistema

donde será llevado a su destino.

5

El sistema de comunicación integrado es capaz de procesar más de 250 informaciones

simultáneamente y se comunica continuamente con el sistema de control. Los sistemas de

navegación y control son un requisito previo para el funcionamiento correcto y seguro del

sistema. El sistema de navegación incluye un transpondedor pasivo que está incrustado en la

superficie de la terminal marcando las rutas de transporte. Cuando el AGV cruza el

transpondedor, es posible determinar su ubicación exacta en el sistema de coordenadas y esta

posición se envía al ordenador para su procesamiento. (Široký, 2011)

Figura 4. Automated Guided Vehicles en Container Terminal Altenwerder y Europe

Container Terminal Fuente: HHLA, Puerto de Rotterdam

Carga de la rueda

El peso muerto del vehículo, la carga máxima y el número de ruedas determinan las

cargas máximas de las ruedas, lo cual es un factor importante en el diseño del pavimento. En la

siguiente tabla, se muestran los valores estáticos para 2 tipos de vehículos: En la tabla 2 se

pueden ver dos cosas: las cargas de las ruedas de un AGV y Lift AGV son casi Igual, donde la

carga máxima son iguales, resaltando sus diferencias en el peso muerto del vehículo.

Tabla 2. Pesos del vehículo y presiones de las ruedas

Tipo de vehículo AGV(diésel-eléctrico / batería

eléctrico)

Fuente: Terex

Lift AGV (diesel-electric /

battery-electric)

Source: Terex

Peso muerto del vehículo. 26t/26t 31t/31t

Máxima carga útil 70t 70t

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Número de ruedas. 4 4

Carga de la rueda (carga de @ 50t). 19.0 t 20.3 t

Carga de la rueda (vacío). 6.5 t 7.8 t

Carga de la rueda (carga de @ 25t) 12.8 t 14.0 t

Tabla 3 Consumo de combustible y datos de emisiones (diésel a 1.07 $ por litro y energía a 0,18 $ por kWh).

Consumo de energía

El consumo de combustible (o energía) es un factor de coste importante. Obviamente, una

máquina más pesada consume más combustible, especialmente en una operación en la que hay

un montón de arranque y detención, ya que la aceleración consume más energía. Además, existe

la necesidad de levantar (Lift-AGV) que requiere energía adicional. Aparte de la demanda, existe

la posibilidad de ejecutar las máquinas completamente por batería; Aumentando la eficiencia

energética de forma bastante dramática y resultando en una emisión 0% al comprar energía

verde. De forma lineal esto también afecta las emisiones de CO2, que son dos (diésel-eléctrico) a

diez (batería eléctrica) veces menos entre una batería AGV Y El Lift-AGV que se sitúa en algún

lugar en el medio de comparación, siendo más pesado, y teniendo que levantar los contenedores

en el intercambio con la grúa apiladora (ARMG).

Tipo de vehículo AGV(diésel-eléctrico /

batería eléctrico)

Fuente: Terex

Lift AGV (diesel-electric /

battery-electric)

Fuente: Terex

Peso del vehículo 26t/26t 31t/31t

Consumo de combustible /

energía por hora

7.5L/hora o 17

kW/hora(equivalente a

1.9L/hora)

12.0L/hora o 27

kW/hora(equivalente a 2.5L/hora)

Emisión de CO2 por hora 19.3kg/h o 4.9kg/h 30.9kg/h o 6.4kg/h

Costo de energía por

movimiento

1.34 $ / 0.46$ 1.42$ / 0.48$

Nota: 2,6 kg de CO2 por litro de diésel, o 0,24 kg por kWh de electricidad.

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Mantenimiento

Las prácticas de mantenimiento en todo el mundo varían enormemente y sólidos datos

comparativos son difíciles de obtener. No menos importante porque el costo de mantenimiento se

mide de manera muy diferente. Típicamente, se deben considerar las horas de trabajo

involucradas, las piezas de repuesto requeridas, así como los materiales de desgaste tales como

neumáticos y lubricantes. En general, se puede decir que cuanto menos partes móviles, menos

mantenimiento, y como consecuencia, la batería AGV es muy baja en mantenimiento, seguida

por la Lift-AGV. (saanen, 2016)

Tabla 4

Nivel de mantenimiento para vehículos automatizados (AGV)

Tipo de vehículo Nivel de mantenimiento

Batería AGV 1

Batería Lift AGV 2

Diésel - eléctrico AGV 5

Diésel - eléctrico lift AGV 6

Diésel - hidráulico AGV 7

Interacción con Grúa Pórtico (STS)

Un área de mucha confusión y malentendido es la interacción con el control de calidad.

Es obvio para todos que el AGV y el Lift-AGV tienen un intercambio interconectado con la

grúa, Esto inevitablemente significa que el QC no debe esperar nunca para el AGV, y en la

mayoría de los casos el AGV tiene que esperar a que la grúa.

Sistema AGV

El sistema AGV consiste en el vehículo, el controlador de a bordo, el sistema de gestión,

el sistema de comunicación y el sistema de navegación. (ioannou, 2011)

8

El controlador de a bordo es responsable de iniciar los procedimientos de arranque y

apagado. Maneja la propulsión, dirección, frenado, y otras funciones del vehículo.

También supervisa y detecta cualquier error y emite los comandos necesarios para la

corrección de errores.

El sistema de gestión se ocupa de la planificación, programación y control de tráfico. Es

responsable de optimizar la utilización del vehículo, dando órdenes de transporte como el

despacho y el enrutamiento, y el seguimiento del material en el entorno de fabricación.

El sistema de comunicación se utiliza para transmitir datos desde el AGV a un

controlador central y viceversa. Esta información consiste en la posición y el estado del

vehículo, la posición de los trabajos actualmente asignados y posiblemente la posición de

los próximos trabajos programados.

El sistema de navegación proporciona orientación y navegación al AGV en el entorno

operativo. La orientación y la navegación podría basarse en una trayectoria fija o libre

camino.

En el enfoque de trayectoria fija, el AGV está restringido a seguir una trayectoria fija y

no hay flexibilidad para cambiar la trayectoria guía. Los ejemplos de trayectoria fija

incluyen vías de ferrocarril, cables incrustados u otro tipo carriles guías (ver Figura 2.1).

Figura 5. Esquema de un sistema AGV básico usando un método de ruta fija

Fuente: P.A. Ioannou. Advanced Material Handling: Automated Guided Vehicles in Agile Ports

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En el método de trayecto libre, la ruta de acceso del AGV se puede cambiar

dinámicamente. El sistema es autónomo y es capaz de detectar el camino utilizando información

en línea, detección de obstáculos y sistemas de prevención de colisiones.

Aplicaciones portuarias de los Automated Guided Vehicles (AGV)

Debido en gran parte a la naturaleza repetitiva de los movimientos dentro de los

terminales, los AGVs son muy adecuados para ser desplegados para operaciones de terminales.

La promesa de desplegar AGVs en terminales de contenedores radica en su capacidad de lograr

los siguientes beneficios:

Alto rendimiento del contenedor

Funcionamiento continuo: 24 horas al día, 365 días al año

Alto control y fiabilidad

Altos estándares de seguridad

Operación automatizada y consistente de manipulación de contenedores

Costos operacionales reducidos, especialmente costos laborales

Alta posición y precisión de cabeceo

AGVs están haciendo incursiones iniciales para aplicaciones portuarias en muchas partes

del mundo. Las aplicaciones comerciales actuales de la tecnología AGV incluyen sistemas en los

puertos de Rotterdam, Singapur, Thamesport, Kawasaki y Kaoshiung.

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Conclusión

Los Lift-AGV pueden ser opción más atractiva. Sin embargo, algunos operadores optan

por la simplicidad y menores inversiones de infraestructura que un AGV trae consigo. Con una

flota un poco más grande de vehículos en el sistema AGV, que tiene la ventaja de sufrir menos

riesgo de averías y la sustitución de vehículos vendrá mucho más tarde en el tiempo una vez

pasado su vida útil. Un gran ejemplo se encuentra en grandes puertos como ECT, CTA y

Euromax que están demostrando ser terminales muy exitosos, con altos niveles de rendimiento

confiables en el mercado marítimo.

Recomendaciones

Dentro del curso llevar de manera explicativa el sistema navegación y rendimiento de los

AGV, así como sus mejoras desarrolladas dentro del mercado de automatización portuaria.

Implementar nuevas tecnologías de sensores y sistemas de comunicación inalámbrica en

conceptos de automatización a los puertos que permitirá una mayor fiabilidad y reducción de

costos.

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Referencias Bibliográficas

Hillebrand, M. (2010). Automated Container Transport AGV/ Lift AGV. Obtenido de Gottwald Port

Technology: www.gottwald.com

ioannou, J. H. (2011). advanced material handling automated guided vehicles in agile port. Obtenido de

university of southern california: ioannou@rcf.usc.edu

konecranes. (s.f.). Automated Guided Vehicles. Recuperado el Enero de 2017, de konecranes:

http://www.konecranes.com/equipment/container-handling-equipment/automated-guided-

vehicles/agv

Purdue, U. o. (s.f.). design of automatic guided vehicles. Obtenido de palette Web Site:

http://palette.ecn.purdue.edu/~tanchoco/agvs/geninfo/agvs.toc.html

saanen, y. (2016). AGV vs L-AGV vs ALV: a qualitative and quantitative comparison. port planning, design

and construction. Recuperado el Enero de 2017, de Researchgate:

https://www.researchgate.net/publication/304902856_agv_versus_l-

agv_versus_alv_a_qualitative_and_quantitative_comparison

Široký, J. (july de 2011). automatic transhipment systems for container. Recuperado el 21 de Enero de

2017, de University of Pardubice: jaromir.siroky@upce.cz

Stehouwer, A. (2012). 20 year of AGV System. Recuperado el Enero de 2017, de Port Of Rotterdam:

https://www.portofrotterdam.com/en

System, V. C. (s.f.). VDL: automatic guided vehicle. Obtenido de VDL Container System netherlands:

www.vdlcontainersystemen.com