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FACULTAD DE INGENIERÍA
Carrera de Ingeniería Informática y de Sistemas
IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE DATOS SATELITAL PARA
EMBARCACIONES PESQUERAS ANCHOVETERAS PARA OPTIMIZAR SU EFICIENCIA OPERACIONAL
Trabajo de Suficiencia Profesional para optar el Título
Profesional de Ingeniero Informático y de Sistemas
GINO GERARDO RAEZ VILLACORTA
Asesor:
Mg. Isabel Guadalupe Sifuentes
Lima - Perú
2018
2
ÍNDICE DE CONTENIDOS
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 6
DESARROLLO .................................................................................................................... 7
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES DE LA EMPRESA ................................................................... 7
1.1 Datos Generales.................................................................................................... 7
1.2 Nombre o razón social de la empresa................................................................... 7
1.3 Ubicación de la empresa ...................................................................................... 7
1.4 Giro de la empresa................................................................................................ 8
1.5 Tamaño de la empresa .......................................................................................... 8
1.6 Breve reseña histórica de la empresa ................................................................... 8
1.7 Organigrama ......................................................................................................... 9
1.8 Misión, Visión y Política .................................................................................... 10
1.9 Productos Clientes .............................................................................................. 10
1.10 Premios y certificaciones ................................................................................... 12
1.11 Relación de la empresa con la sociedad ............................................................. 13
CAPÍTULO 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA QUE FUE ABORDADO ................................. 14
2.1. Caracterización del área en que se participó. ..................................................... 14
2.2. Antecedentes y definición del problema: ........................................................... 14
2.3. Objetivos: general y específico .......................................................................... 20
2.4. Justificación ........................................................................................................ 20
2.5. Alcance y limitaciones ....................................................................................... 21
CAPÍTULO 3 MARCO TEÓRICO ........................................................................................... 22
3.1 Telefonía móvil .................................................................................................. 22
3.2 VSAT ................................................................................................................. 23
3.3 UHF .................................................................................................................... 24
3.4 Aspectos legales ................................................................................................. 24
CAPÍTULO 4 DESARROLLO DEL PROYECTO ........................................................................ 26
4.1. Factor de temperatura ......................................................................................... 27
4.2. Factor de combustible ........................................................................................ 28
3
4.3. Factor número de calas ....................................................................................... 29
CAPÍTULO 5 ....................................................................................................................... 40
5.1. Análisis y Resultados ......................................................................................... 40
5.2. Conclusiones ...................................................................................................... 42
5.3. Recomendaciones ............................................................................................... 42
CAPÍTULO 6 ....................................................................................................................... 43
Bibliografía.................................................................................................................... 43
CAPÍTULO 7 ....................................................................................................................... 45
Anexos ........................................................................................................................... 45
4
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Mapa de ubicación de la empresa. .......................................................................... 8
Figura 2. Organigrama Pesquera Hayduk............................................................................... 9
Figura 3. Captura de pantalla del informe de flota 7295. ..................................................... 16
Figura 4. Captura de pantalla aplicación CLS, embarcación Kiara B. ................................. 17
Figura 5. Captura de pantalla del informe de flota 6470. ..................................................... 18
Figura 6. Captura de pantalla sistema CLS. Embarcación Kiara B. ..................................... 19
Figura 7. Consumo de combustible en galones por embarcación año 2012-2017. .............. 21
Figura 8. Distribución de las bodegas en una embarcación. ................................................ 27
Figura 9. Consumo de combustible Marca-Modelo. ............................................................ 28
Figura 10. Sensor inductivo a instalar en el winche. ............................................................ 30
Figura 11. Antena Vsat, marca Intellian modelo V100. ....................................................... 32
Figura 12. Rack de comunicaciones en la embarcación. ...................................................... 33
Figura 13. Diagrama de Red de la solución. ........................................................................ 35
Figura 14. Calas realizadas por embarcación. ...................................................................... 36
Figura 15. Temperatura de bodegas de pescado. .................................................................. 37
Figura 16. Flujo de combustible de la embarcación. ............................................................ 38
5
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Cuadro de Producción por planta. ............................................................................. 7
Tabla 2 Cuadro comparativo de tiempos al registrar la información. .................................. 39
Tabla 3 Costo de inversión inicial del proyecto. .................................................................. 40
Tabla 4 Costo del servicio satelital. ...................................................................................... 41
Tabla 5 Cálculo viabilidad del proyecto. .............................................................................. 41
6
Introducción
Hoy en día en el caso del sector pesquero para tener un mejor precio en la venta de sus
productos se requiere minimizar los costos de producción donde intervienen diferentes etapas
del proceso como es la captura de la materia prima, el procesamiento y la venta, para el caso
de estudio se centrará en la etapa de captura de materia prima donde intervienen diferentes
variables como son: el combustible, capacidad de bodega y los datos históricos de captura.
Para el caso de Pesquera Hayduk se seleccionó tres factores que determinan el costo de
producción, el primero es conocer la cantidad de combustible utilizada en la faena de pesca,
segundo el número de calas realizadas para ello se utiliza el winche y el tercero es la
temperatura de la bodega, el cual es muy importante ya que cuanto más fresca se encuentra
la materia prima se obtiene un producto de mayor calidad, permitiendo tener una mejor
cotización en el precio de la harina de pescado. En la actualidad no se tiene un control sobre
esta información y tampoco cómo obtenerla en línea.
Luego de determinar los factores antes mencionados se planteó implementar una solución de
enlace satelital el cual permita transmitir la información generada por el flujómetro de
combustible, los termo registradores de las bodegas de pescado y el contador de vueltas
instalado en el winche principal de la embarcación, las cuales se visualizan en una tabla de
información donde se tiene los datos actualizados e históricos permitiendo una mejor gestión
de los recursos y a su vez una mejor toma de decisiones.
7
Desarrollo
Capítulo 1. Generalidades de la Empresa
1.1 Datos Generales
Pesquera Hayduk inició operaciones en el Perú en noviembre de 1991, su actividad
principal es la extracción marítima de recursos hidrobiológicos primarios, la producción,
comercialización de harina, aceite de pescado, conservas y congelados. En la actualidad
la compañía dispone de una flota de diecinueve embarcaciones, seis plantas operativas
localizadas en las ciudades de Paita, Malabrigo, Chimbote, Huacho, Chincha e Ilo, como
se detalla en la tabla 1:
Tabla 1
Cuadro de Producción por planta.
Planta Harina Aceite Conserva Congelado
Paita X
Malabrigo X X
Coishco X X X X
Végueta X X
Tambo de Mora X X
Ilo X X X
Nota: Elaboración propia.
1.2 Nombre o razón social de la empresa
La empresa donde se desarrolló el proyecto es Pesquera Hayduk S.A.
1.3 Ubicación de la empresa
Pesquera Hayduk se encuentra ubicada en la avenida Manuel Olguín 501 oficina 701,
distrito de Santiago de Surco, provincia de Lima, departamento de Lima, teléfono
2112999.
En la figura 1 se muestra la ubicación de la oficina central administrativa de la
empresa.
8
Figura 1. Mapa de ubicación de la empresa.
Fuente: Google Maps.
1.4 Giro de la empresa
Pesquera Hayduk es una compañía líder del sector pesquero dedicada a la producción y
comercialización de productos de consumo humano directo e indirecto.
1.5 Tamaño de la empresa
Pesquera Hayduk es actualmente integrante de las 50 empresas más importantes del Perú
con ventas superiores a los $ 100 millones de dólares anuales, es formada por capitales
netamente peruanos.
1.6 Breve reseña histórica de la empresa
Pesquera Hayduk inició operaciones en noviembre de 1991 realizando la producción del
primer saco de harina en la planta de Coishco (Chimbote), por el año 1994 batió el récord
mundial en producción de harina de pescado.
9
En el año 1996 inauguró la primera planta de conservas y congelados en la planta de Ilo,
ese mismo año en setiembre, comienza a operar la unidad de conservas en la planta de
Coishco.
Logra el primer lugar como Empresa Exportadora del Sector Pesquero Peruano en el año
2003, también obtuvo la Distinción del Ministerio de Comercio Exterior con el Premio
“Éxito Exportador”.
Hayduk Corporación nace en el año 2007, el cual es la fusión de Pesquera Hayduk,
Pesquera Santa Rosa y Pesquera Velebit, además de la adquisición de Pesquera Garrido,
ese mismo año se concluye el Proceso Concursal en Indecopi.
Se realiza el cambio de Estructura Organizacional implementando la Gerencia de
Calidad en el año 2011; así mismo se produce un incremento permanente de
exportaciones de Harina de Pescado Prime y Súper Prime.
1.7 Organigrama
Figura 2. Organigrama Pesquera Hayduk.
Fuente: Pesquera Hayduk
10
1.8 Misión, Visión y Política
Misión: Satisfacer las necesidades nutricionales mejorando la salud con recursos
marinos, comprometidos con su sostenibilidad y respeto al medio ambiente.
Visión: Ser el líder de la industria pesquera en el Perú, mediante la satisfacción de los
clientes, la realización de nuestros colaboradores y eficiencia.
Política: Pesquera Hayduk está comprometida con la mejora de la alimentación y
nutrición en el mundo, a través de la extracción responsable, transformación así como la
comercialización de recursos hidrobiológicos inocuos con el más alto estándar de
calidad, cumpliendo los requerimientos de sus clientes, los técnicos, los legales
asociados además de otros requisitos suscritos voluntariamente por la empresa, a través
de la mejora continua de sus procesos, también de la competencia de sus colaboradores.
1.9 Productos Clientes
Productos
Consumo Humano Indirecto:
Harina: Pesquera Hayduk es la empresa peruana líder en calidad Premium. Está dentro
de las principales empresas exportadoras del mundo. El 100% de la producción proviene
de la anchoveta (Engraulis ringens). La harina cuenta con aminoácidos esenciales,
contiene proteínas de gran valor, rica en ácidos grasos omega 3, EPA y DHA; por lo que
constituye una excelente fuente de alimento y energía para el rápido crecimiento del
ganado vacuno, ovino así como porcino, además de ser usada con éxito en la acuicultura
y avicultura. Pesquera Hayduk tiene la capacidad de pesca en todo el litoral, la ubicación
estratégica de las seis plantas, los modernos sistemas de refrigeración de los barcos
representan ventajas competitivas que permiten garantizar una producción continua de
harina de la más alta calidad atendiendo de manera satisfactoria los más exigentes
requerimientos de los clientes de todo el mundo, además de contar con tecnología de
punta. Los principales tipos de harina que se producen son Prime, Súper Prime y
Standard.
11
Aceite: Pesquera Hayduk produce aceite de pescado con alto contenido de omega 3 para
el consumo humano. También abastece al mercado del alimento balanceado.
Adicionalmente, según el requerimiento de los clientes, produce aceite semirrefinado y
refinado. El aceite de pescado forma parte esencial de la cadena alimenticia en la
elaboración de las exigentes dietas del salmón como otras especies criadas en diferentes
lugares de Europa, América y Asia.
No solo se preocupa por entregar un producto saludable, sino también por cuidar el
medio ambiente, así pues todas las plantas están habilitadas por el Instituto Tecnológico
de la Producción, y cuenta con las certificaciones IFFO-RS, GMP+B2, GMP+B13,
HACCP y FOS. Cuenta además con las licencias de exportación exigidas por países de
destino, como China; también pertenece a la IFFO (International Fishmeal and Fishoil
Organization) que reúne a productores y comercializadores del rubro.
Consumo Humano Directo
Conservas: Uno de los principales negocios es la producción de conservas de atún, jurel
y caballa, materia prima pescada principalmente a través de su propia flota. Los procesos
realizados en la planta de conservas, en Coishco, están debidamente respaldados por la
certificación de calidad SQF que valida los más altos estándares de calidad e inocuidad
de los productos.
Pesquera Hayduk ofrece las conservas en una gran variedad de presentaciones tales
como: sólidos, filetes, lomos, trozos, enteros y desmenuzados, todos los cortes
presentados en diferentes líquidos de gobierno.
Las marcas Campomar y Perfecta están posicionadas en el mercado peruano como
productos de alta calidad que contribuyen con la nutrición del país. Por otro lado,
Hayduk es la marca de conservas direccionada a las exportaciones.
Congelados: la línea de productos congelados es una de las más diversificadas del país,
cuenta con tres plantas ubicadas de manera estratégica a lo largo del litoral (Paita,
Coishco e Ilo), se procesa jurel, caballa, merluza, perico, pota y calamar en diferentes
presentaciones que se comercializan tanto dentro como fuera del país bajo las marcas
12
Hayduk y Campomar que son reconocidas por su alta calidad, gran sabor, así como el
aporte a la nutrición y salud.
Clientes
Pesquera Hayduk cuenta con clientes en diferentes mercados como Asia, Europa y
África.
1.10 Premios y certificaciones
Premios
2005 Distinción “Éxito exportador” del Ministerio de Comercio Exterior y Turismo por
duplicar las exportaciones del Perú.
2006 Premio “Banchero Rossi Empresarial” de la Municipalidad Provincial del Santa,
Chimbote.
2008 Distinción “Mejor gobierno corporativo de empresas familiares” de Procapitales y
la UPC.
Certificados
Pesquera Hayduk cuenta con certificación en:
IFFO-RS, GMP+B2: Calidad y seguridad alimentaria en la producción.
GMP+B3: Calidad y seguridad alimentaria en el comercio y distribución.
BASC: Seguridad en el Comercio.
HACCP: garantiza la inocuidad alimentaria, de forma lógica y objetiva.
ISO 9001: Sistema gestión de calidad.
Dolphin Safe: Certificación que respalda las buenas prácticas durante las faenas de pesca
de atún al no dañar o matar delfines.
13
1.11 Relación de la empresa con la sociedad
Al ser parte de la comunidad se respeta y generan actividades que ayudan al desarrollo
de la sociedad. Se preocupa por el cuidado del entorno contribuyendo con sus productos
a la nutrición y salud de las personas.
La empresa prioriza la educación de la comunidad como eje central de su desarrollo para
lograr el bienestar propio, capacitándolos y fomentando el interés por la cultura,
logrando una mejor condición de vida de la misma.
El programa “Hayduk Emprendedor”, ofrecido por la empresa a los familiares de sus
colaboradores, ha sido positivo teniendo una repercusión muy importante en el
desarrollo del descubrimiento del potencial emprendedor de los participantes. Se
implementó en las sedes de Coishco, Ilo, Malabrigo, Paita, Tambo de Mora y Végueta,
beneficiando a 260 familias con cursos en formación técnica, principalmente en corte y
confección e industrias alimentarias, así como en gestión empresarial.
14
Capítulo 2. Planteamiento del problema que fue abordado
2.1. Caracterización del área en que se participó.
El presente proyecto ha sido realizado por el área de Información y Tecnología en
coordinación con el área de Flota que necesita contar con toda la información generada
en las embarcaciones para un mejor control y optimización de los recursos.
2.2. Antecedentes y definición del problema:
La anchoveta es una especie pelágica1 (Sociedad Nacional de Pesquería, 2018) que crece
hasta 20 cm de longitud, su habitad es de aguas frías con rangos de temperaturas entre
16°- 23° Celsius en verano y 14°- 18° Celsius en invierno. Su distribución generalmente
está asociada a la corriente de Humboldt, dependiendo de los eventos cíclicos como El
Niño o La Niña puede concentrarse o dispersarse respectivamente, alcanzando distancias
a la costa hasta 320 millas náuticas y profundidades mayores a 100 metros, esta especie
por lo general se captura con embarcaciones conocidas como “bolicheras”.
La anchoveta es utilizada para consumo humano directo como conservas, curados2,
enlatados y para consumo humano indirecto en forma de harina y aceite, de este último
luego de un proceso de refinado se obtiene el aceite con Omega.
La industria pesquera de la anchoveta empezó a mediados de los años 50 produciendo
harina y aceite de pescado, debido a la existencia de grandes bancos de este cardumen,
incentivando la sobreexplotación del recurso tratando de pescar la mayor cantidad en el
menor tiempo, lo que provocó que las empresas incrementen sus embarcaciones,
capacidad de bodega, el incremento de plantas de procesamiento de anchoveta, al no
tener un control sobre las cantidades capturadas, a esta época se conoció como, “LA
ERA DE LA CARRERA OLÍMPICA”.
1 Especie pelágica: especies que viven en aguas medias o cercanas de la superficie. 2 Curados: proceso de elaboración de anchoas
15
Esta condición generó que el Ministerio de la Producción y la industria pesquera
incorporen el sistema de Cuotas Individuales por Embarcación del Decreto Legislativo
1084 (El Peruano, 2008) y su Reglamento (Manual Legislación Ambiental), el mismo
se hizo efectivo a partir del año 2009 por un período de diez años; este nuevo escenario
ha generado que la industria asuma un concepto nuevo de optimización de procesos.
Pesquera Hayduk cuenta con diecinueve embarcaciones las cuales tienen diferentes
capacidades de bodega de 200 hasta 650 toneladas, al realizar el análisis del proceso de
producción de harina y aceite de pescado se tiene todo el control pero menos de los
eventos realizados por las embarcaciones, los riesgos en pérdidas o hurto de combustible,
eficacia en zona de pesca “calas en blanco” entre otros; por ello se hizo énfasis en
ahondar en el proceso de registro de la información generada por los sensores de
temperatura en las bodegas, el flujo de combustible así como de las calas realizadas,
dicho proceso era elaborado manualmente en hojas de papel o archivos Excel, luego
cuando el barco llegaba al puerto se realizaba el llenado de información en el
sistema pero para ese momento ya era información desactualizada, al ser un
proceso manual se encontraron varios errores en el registro de los datos lo cual no
era muy confiable y no era válido para una oportuna toma de decisiones.
Por ejemplo, se muestra dos casos en que se aprecia los datos de la faena, donde no
coincide lo mostrado en el programa de rastreo satelital con este último. El programa de
rastreo satelital actualiza la posición de las embarcaciones cada hora.
En la captura de pantalla (ver Figura 3) obtenida del sistema SAP se muestra que la
embarcación realizó cuatro calas.
16
Figura 3. Captura de pantalla del informe de flota 7295.
Fuente: Pesquera Hayduk
17
En el programa de rastreo satelital se determina que fueron seis calas las realizadas por
la embarcación, ver figura 4 enmarcado en el círculo.
Figura 4. Captura de pantalla aplicación CLS, embarcación Kiara B.
Fuente: Pesquera Hayduk
18
En el segundo ejemplo, se visualiza que la embarcación registra cinco calas realizadas
durante la faena.
Figura 5. Captura de pantalla del informe de flota 6470.
Fuente: Pesquera Hayduk
19
En el sistema de seguimiento satelital se visualiza que la embarcación realizó seis calas,
como se muestra en la figura 6 los puntos que se encuentran dentro del círculo.
Figura 6. Captura de pantalla sistema CLS. Embarcación Kiara B.
Fuente: Pesquera Hayduk
Como se visualiza en las muestras que se tomó de ejemplo, se evidencia que no hay una
consistencia entre los reportes ingresados al SAP y el seguimiento satelital.
20
2.3. Objetivos: general y específico
Objetivo General
Implementar un sistema de transmisión de datos satelital para embarcaciones
anchoveteras, el cual permita una comunicación fluida entre la embarcación y las
aplicaciones Core de la empresa, todo el registro de la faena será en línea con el fin de
poder tomar decisiones que se pueda ver reflejado en la reducción de los gastos
operativos con resultados óptimos.
Objetivo Específico
Diseñar el sistema de transmisión de datos para las embarcaciones anchoveteras.
Analizar la información de los diferentes sensores de las embarcaciones
anchoveteras.
Mostrar en un dashboard (tablero) la información recopilada de los diferentes
sensores.
Registrar la información de toda la faena en línea para una mejor gestión de los
recursos.
2.4. Justificación
En el presente proyecto se plantea la instalación de un sistema de transmisión satelital
permitiendo una comunicación entre las embarcaciones y toda la organización, toda la
información recolectada será presentada en un dashboard (tablero) teniendo la
información en línea, actualizada, siendo utilizada para la toma de decisiones. Se van a
tomar los datos de los sensores de temperatura de las bodegas de pescado, en el winche
para que permita saber cuántas calas realizó la embarcación, esta debe de coincidir con
las declaradas en el sistema y finalmente la adecuación de un sensor en el flujómetro del
combustible el cual permitirá conocer el consumo real de toda la faena. Con toda la
información histórica a futuro se busca reducir los costos de mantenimiento ya que se
puede estimar cuándo se puede realizar los trabajos en los equipos como son la red, los
sistemas hidráulicos y consumibles en la red ya que el mantenimiento debe ser por la
cantidad de veces utilizada y no por la cantidad de pesca capturada, a la misma vez se
21
busca un ahorro en el consumo de combustible. En el siguiente cuadro se muestra el
consumo de combustible de las diferentes embarcaciones entre los años 2012 al 2017.
Figura 7. Consumo de combustible en galones por embarcación año 2012-2017.
Fuente: Pesquera Hayduk
2.5. Alcance y limitaciones
El presente proyecto se desarrolló en la sede de Flota la cual cuenta con diecinueve
embarcaciones con capacidades de bodega entre 200 a 650 TM, como una primera etapa
se determinó obtener la información del flujómetro de combustible, el winche de pesca
y la temperatura de las bodegas de pescado.
La primera limitante es la alineación tecnológica como equipamiento previo, es decir el
que se pueda obtener información de todos los equipos, otra limitante es la condición
climática, que afecta la transmisión de los datos lo que obliga a elegir tecnologías
robustas ante el efecto climático.
Finalmente existe la limitante presupuestal, puesto que la empresa tiene un monto
asignado para implementar la solución.
0
200,000
400,000
600,000
800,000
1,000,000
1,200,000
1,400,000
1,600,000
BA
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R I
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R II
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Embarcaciones
Consumo de Combustible 2012 - 2017
Consumo Descarga
Consumo Faena
22
Capítulo 3 Marco Teórico
En el presente capítulo, se desarrollan los conceptos sobre los cuales se basa el presente
trabajo que están relacionados a los diferentes medios de comunicación utilizados para
la transmisión de datos en el mar y los aspectos legales que regulan la pesca de anchoveta
en el Perú.
3.1 Telefonía móvil
Es la comunicación a través de teléfonos móviles que no están conectados físicamente
por cables, no existen pares de cobre ni fibra óptica, la comunicación se realiza mediante
antenas, para ello el usuario debe estar dentro del rango de alcance de la antena, estas
tienen una cobertura limitada y cubre un área pequeña de allí su nombre de celdas
(Orange, 2016). Para que la comunicación tenga éxito el usuario móvil debe estar dentro
de esta, es así que para cubrir el máximo territorio y garantizar la realización de todas
las llamadas los operadores despliegan miles de celdas cada una equipadas con
estaciones base asegurándose no dejar espacios sin cobertura para no perder la
localización de los usuarios.
El tamaño de las celdas varía ya que depende de muchos factores como el clima, terreno,
densidad de la población, ubicación de la instalación, capacidad de celda, etc. Cada
estación base tiene una cantidad finita de llamadas, en zonas de alta densidad de
población, se requieren más estaciones base para manejar el alto nivel de tráfico de
llamadas, los terminales son emisores y receptores de ondas electromagnéticas con
frecuencias entre 900 y 2000 MHz.
Los operadores reparten el área en varios espacios, llamados células, de forma hexagonal
creando una inmensa red permitiendo ocupar todo el espacio, lo que no ocurriría si fuera
de forma circular
En sus inicios solo servían para hacer llamadas y enviar mensajes de texto, eran
celulares analógicos de la primera generación, fue por la década de 1980.
23
Diez años más tarde salió la telefonía digital por medio del 2G, con el cual ya se podía
ingresar a internet. Esta red podía llegar a velocidades de transferencia entre 56 y 114
kbps.
Implementada por el año 2001, continuó la red 3G la cual permitía la transferencia de
archivos multimedia, tenía una velocidad siete veces más rápida que la conexión
telefónica estándar. La velocidad de conexión podía llegar hasta los 2Mbps. Con la
entrada de esta red abrió paso a la navegación más eficiente en internet, uso de redes
sociales y las primeras experiencias de voz IP.
Por el año 2009, apareció la tecnología 4G o LTE, una velocidad entre cinco a diez veces
más rápida que la 3G, tiene una tasa de transmisión que puede alcanzar unos 300 Mbps
en movimiento y hasta un Gigabit por segundo en reposo, la gran ventaja es el poder
hacer envío de fotografías y videos a velocidades mayores además de un acceso más
rápido a la nube (Blasco, 2016).
En lo referente a la señal móvil en el mar no es muy estable y tiene una pobre cobertura,
en pruebas realizadas con diferentes operadores no se obtuvo los resultados esperados,
el máximo alcance es de ocho kilómetros lo cual no permite mantener una comunicación
constante con los servidores.
3.2 VSAT
La red VSAT son redes de comunicación que se pueden instalar en sitios dispersos como
remotos de poco acceso los cuales se conectan a un HUB central por medio del satélite
(Rodriguez, 2010). Utiliza platos de antena desde 0.75 hasta 3.4 metros con capacidad
de recibir y transmitir. Son satélites geoestacionarios que tienen una posición fija
respecto a la tierra aproximadamente a 36 000 km de la tierra.
La solución VSAT es utilizado para acceso a internet, enviar, recibir audio y video sobre
IP, video conferencias, con este tipo de sistema el satélite es capaz en todo momento de
recibir como transmitir mensajes a cualquier equipo transmisor o receptor.
La velocidad de recepción y transmisión va desde 256 Kbps hasta 4 Mbps, el volumen
de transferencia mensual es ilimitado, son antenas que utilizan la banda Ku que ofrece
24
mayor velocidad de transmisión. Las antenas que se utilizan son autotracking es decir
conforme se mueve la embarcación la antena sigue al satélite al contar con línea de vista
no hay perdida de señal siendo más confiable la transmisión de los datos.
3.3 UHF
Ultra High Frecuency, es una banda del espectro electromagnético que ocupa el rango
de frecuencias de 300Mhz hasta 3Ghz, la señal es transmitida mediante una antena
direccional, vía la ionósfera, región ubicada entre 300 y 400 km sobre la superficie de la
tierra (Black, 1987) . La ionósfera al tener varias capas hace que la señal de radio se
refleje hacia la tierra.
La transmisión de datos va desde 19200 hasta 38400 bps, permite la transmisión de
tramas pequeñas, si la trama es grande hay probabilidad que contenga algún error.
La desventaja principal de esta onda de radio es la sensibilidad a las condiciones del
tiempo de la ionósfera, para el envío de datos es muy lento ya que tiene que retransmitir
varias veces la trama hasta dejar el dato en el destino.
3.4 Aspectos legales
Antes del año 2008, existía el modelo de captura del recurso anchoveta por cuota global
que consistía en cuál era el volumen máximo de anchoveta podía ser extraído, dependía
del límite de la embarcación, por temporada de pesca.
El resultado fue cada vez que se abría una temporada de pesca, cada embarcación
buscaba extraer la mayor cantidad de anchoveta en el menor tiempo posible, es por ello
que recibió el nombre de “carrera olímpica”, provocando una depredación del recurso.
Esta medida, provocó la reducción de la temporada de pesca, de 270 días a solo 50, así
mismo hubo crecimiento desmesurado de la flota industrial siendo 4.6 veces más grande
de su tamaño óptimo, llegando a ser más de 1200 embarcaciones, provocando un
congestionamiento en las plantas procesadoras de harina de pescado.
En el año 2008, el gobierno promulgó el Decreto Legislativo 1084, se dispuso las cuotas
individuales por embarcación por diez años, el cual tuvo efectos positivos en la industria
pesquera, mejorando la eficiencia en el uso de activos, se optimizaron los costos
25
operativos y se re-valorizaron los permisos de pesca; las empresas pesqueras tuvieron
que afrontar compromisos laborales adquiridos al tener que despedir personal porque se
redujo las embarcaciones y plantas de procesamiento.
Las cuotas fueron asignadas a embarcaciones que contaban con un permiso de pesca,
según el índice de captura y su capacidad de bodega. La finalidad de los límites de
captura por embarcación busca modernizar el sector, asegurando el aprovechamiento
responsable de los recursos hidrobiológicos preservando el medio ambiente y
conservando la diversidad de la especie.
26
Capítulo 4 Desarrollo del Proyecto
Para el problema planteado se realizó el diseño y la ejecución de una prueba piloto que
consiste en tomar los datos de los sensores ubicados en la bodega de pescado el cual
permite obtener la temperatura de la materia prima ya que si tiene un menor TBVN
(Total Bases Volátiles de Nitrógeno) el pescado está más fresco y con ello se obtiene
una mejor calidad de harina y aceite de pescado.
Por lo general las embarcaciones cuentan con cinco bodegas como se muestra en la
figura 8, es allí donde se han instalado los sensores de temperatura y por medio de un
cableado de red STP llega hasta el gabinete de comunicaciones que se encuentra en el
puente de mando.
27
Bodega 1
Bodega 2 Bodega 3
Bodega 4 Bodega 5
PLC
Sensor
IoT Hub
Figura 8. Distribución de las bodegas en una embarcación.
Fuente: Elaboración propia.
4.1. Factor de temperatura
Cada bodega tiene un sensor instalado que se comunica a un PLC (Daneri, 2008) y
por medio de un cableado Ethernet con cable UTP y STP (Vasquez, 2010) llega hasta
28
el puente de mando donde hay un gabinete de comunicaciones para conectar cada
sensor al switch, luego va a un concentrador llamado IoT Hub, es este equipo el que
permite enviar la información a la nube de Azure (Microsoft, 2018).
El umbral de temperatura en el que se debe mantener la materia prima va desde -3°
hasta 5° Celsius, conforme las bodegas se van llenando con pescado, la temperatura
va aumentando por lo que se debe mantener el control de la temperatura antes
mencionada.
4.2. Factor de combustible
Se consideró tomar los datos del sensor de flujo de combustible, permitiendo obtener
la cantidad de combustible consumido por la embarcación durante las faenas de pesca,
ya que actualmente representa el gasto de 4 millones de dólares al año. Las
embarcaciones cuentan con dos marcas de motores CAT y General Electric (ver
figura 9), cada una tiene diferente consumo de combustible como se muestra en el
cuadro adjunto.
Figura 9. Consumo de combustible Marca-Modelo.
Fuente: Pesquera Hayduk.
Para obtener la información se realizó un cableado de red Ethernet con cable UTP y
STP desde el flujómetro hasta el gabinete ubicado en el puente de mando, este sensor
0
20
40
60
80
100
120
140
160
289 500 579 768 794 976 1185 1421 1535 1744 2315 3070
Co
nsu
mo
de
com
bu
stib
le (
gl/h
)
Potencia (HP)
CATERPILLAR C280-6 GENERAL ELECTRIC GE 12V228
29
también está conectado al switch y por medio del IoT Hub para que la información se
envíe a Azure.
4.3. Factor número de calas
Para identificar la cantidad de veces que una embarcación realiza una faena de pesca
se vio la necesidad de instalar un contador de calas ya que no coincidía la información
brindada por el patrón del barco y por el Técnico de Aseguramiento de la Calidad
(TAC), es muy crítico tener esta información para saber la cantidad de veces que la
red fue lanzada al mar, así mismo el esfuerzo sometido el cable de gareta ya que ello
desgasta la red y al mismo cable, la fibra de la red se estira, por ende pierde resistencia.
Hoy en día al no tener esa información el mantenimiento del sistema hidráulico de la
embarcación, la red y todos los consumibles se realiza en base a la cantidad de pesca
realizada por la embarcación, no siendo un dato muy exacto.
Cuando hay un evento climático como fenómeno de El Niño en el cual se reduce la
cantidad de pesca, es aquí donde más se desgasta la red, es por ello que con dicho
contador de calas se puede llegar a estimar en qué momento se requiere hacer el
mantenimiento de la red y del sistema hidráulico como el winche, el cable gareta y
los paños de red.
Se evaluó el lugar donde se debe instalar el sensor inductivo (ver figura 10) y fue en
el winche que es por donde pasa el cable de gareta, es allí donde se puede detectar la
cantidad de vueltas que da el equipo, desde ese punto por medio de cable STP llega
hasta el puente de mando donde se conecta al switch y por medio del IoT Hub para
enviar la información a la nube de Azure.
30
Figura 10. Sensor inductivo a instalar en el winche.
Fuente: Elaboración propia.
El protocolo de comunicación que se utilizará para la transmisión de la información es
Modbus Tcp, el cual está basado en la arquitectura maestro/esclavo o cliente/servidor,
es un protocolo de fácil uso y requiere de poco desarrollo, se comunica sobre una red
Ethernet.
Este protocolo fue seleccionado porque es un estándar en todos los sensores que están
instalados en la embarcación, además de ser un protocolo abierto y de amplio uso en el
entorno de fabricación industrial así como tener un mayor soporte local.
La trama de transmisión tiene la siguiente estructura:
Nombre de la embarcación.
Temperatura Bodega1, temperatura Bodega2, temperatura Bodega3, temperatura
Bodega4, temperatura Bodega5
Flujo combustible.
Fecha, hora Cala inicial.
Fecha, hora Cala Final.
Posición GPS.
La data de los sensores es enviado al equipo HGMD, dispositivo especial que recibe y
transmite los datos, son guardados temporalmente como texto plano secuencial por lo
que no se requiere de una base de datos ni de sistema operativo específico, luego la data
es enviada a un repositorio que se encuentra en la nube de Azure, para ello se hace uso
31
del servicio Streaming el cual envía la información a un Data lake permitiendo
almacenarla como data histórica y a la misma es utilizada por Power BI para mostrar los
indicadores en los diferentes reportes generados con dicha información.
Para ser posible el envío de toda esta información a los servidores localizados en la nube
se seleccionó el medio satelital, por ser más estable en las condiciones donde se
encuentra la embarcación, para ello en el puente de mando se encuentra el rack de
comunicaciones (ver figura 12), conformado por una antena satelital VSAT de la marca
Intellian, modelo V100 autotracking (ver figura 11) de un metro de diámetro, que va
conectado a la Unidad de Control de Antena (ACU), este equipo se encarga de controlar
los movimientos de la antena con el objetivo de mantener el apuntamiento constante
hacia el satélite, el equipo que envía la información sobre la posición de la embarcación
es el girocompás. La Unidad de Control de Antena (ACU) está conectado al Modem
Idirect X7, equipo encargado de modular el tráfico IP generado por la red en señales
electromagnéticas, este equipo se conecta a un router, encargado de concentrar todo el
tráfico IP generado desde la LAN y lo transmite al modem satelital, como se muestra en
el anexo A “Diagrama de conexión del equipo satelital”, finalmente se tiene el switch
donde se conectan todos los sensores de la embarcación, se debe considerar que el switch
debe tener la tecnología PoE (Power on Ethernet) ya que adicional a los sensores también
se instalará un teléfono IP y una antena inalámbrica la cual está ubicada en el comedor
de la embarcación, finalmente se tiene instalado una computadora donde se registrará
los informes de flota.
La velocidad de transmisión es de 512 kbps tanto de subida como de bajada con un
overbooking de 1:1, es decir, la misma velocidad de transmisión como de recepción.
32
Figura 11. Antena Vsat, marca Intellian modelo V100.
Fuente: Elaboración propia.
33
Figura 12. Rack de comunicaciones en la embarcación.
Fuente: Elaboración propia.
Modem Satelital
IoT Hub
UPS
Switch
Router
ACU
34
Luego que la información viaja al satélite de allí va al nodo del proveedor del servicio
satelital, esta estación llamada Hub satelital que es la estación terrena donde se centraliza
el envío y recepción de información generada por las embarcaciones, es en esta estación
donde está ubicado el Network Operation Center (NOC) quienes se encargan de
monitorear que todos los enlaces de los barcos estén operando con normalidad y ante
cualquier evento verificar la ocurrencia y tratar de dar pronta solución. Luego se tiene
una conexión con el nodo de Lima que por contingencia se cuenta con dos routers ya
que de fallar uno de ellos el otro router puede seguir operando con normalidad, a
continuación por medio de un enlace de última milla de fibra óptica, el cual permite la
conexión entre el nodo de Lima con el datacenter de Pesquera Hayduk donde se
encuentran los servidores de producción de la empresa, es aquí donde se almacena la
información de las embarcaciones como es el informe de flota y la información de los
sensores es enviado al servidor de Azure. Por contingencia aquí también se instaló dos
routers y se habilitó el protocolo Hot Standby Router Protocolo (Cisco), el cual permite
configurar una dirección IP virtual la cual ambos routers comparten, cada uno tiene una
dirección IP asignada, el tráfico es enviado por el router que se encuentra activo si este
falla o dejara de funcionar todo el tráfico se envía por el router que está en standby como
se observa en anexo B “ Diagrama de funcionamiento de HSRP”, esta operación es
transparente para las embarcaciones. Teniendo en cuenta que se debe contar con la
información en línea se consideró en la solución un enlace de datos adicional para el cual
se configuró una VPN por Internet, entre Hayduk y el proveedor del servicio satelital,
en caso de tener algún problema con el enlace principal entraría en operación esta red
alterna configurada con la misma capacidad que el enlace principal, todo lo descrito
anteriormente se puede apreciar en la figura 13.
El modelo de servicio utilizado en nube es SAAS (Software As A Services) de Azure,
en el cual el proveedor brinda la aplicación, es responsable del almacenamiento y
custodia de la información, como Pesquera Hayduk cuenta con un tenant de Microsoft,
solo se habilitó el servicio Azure SQL Database versión 12, además de hacer uso del
espacio que ya adquirido.
35
Figura 13. Diagrama de Red de la solución.
Fuente: Elaboración propia.
36
Una vez que la información se encuentra en Azure, se puede visualizar los reportes en
línea haciendo uso de la aplicación Power BI en el cual, por ejemplo, se visualiza la
trayectoria de la embarcación, las calas realizadas, la temperatura de las bodegas y el
consumo de combustible, como se muestra a continuación en el siguiente ejemplo:
En la figura 14 se muestra en un mapa el reporte de calas realizadas por la embarcación,
en dicho reporte se tiene el nombre del barco, el número del informe de flota el cual está
registrado en el sistema, así mismo se puede ver las calas realizadas por la embarcación
durante la faena de pesca y la cantidad de materia prima que se encuentran en las
bodegas. Es importante contar con este reporte ya que se puede visualizar la trayectoria
de la embarcación y la cantidad de calas realizadas la cual es contrastada con la registrada
en el sistema, la misma que debe coincidir.
Figura 14. Calas realizadas por embarcación.
Fuente: Elaboración propia.
37
En la figura 15 se visualiza el reporte de los resultados de los sensores de temperatura
que se encuentran en las bodegas de la embarcación, el cual se muestra por fecha y con
una frecuencia de actualización de 15 minutos. Esta información es muy importante
porque conforme la materia prima se va descomponiendo la temperatura de la bodega va
subiendo y con ello disminuye la calidad de harina de pescado que se va producir. El
tener esta información va permitir determinar la planta donde se puede enviar la
embarcación para realizar la descarga de pescado.
Figura 15. Temperatura de bodegas de pescado.
Fuente: Elaboración propia.
38
En la figura 16 se muestra el reporte del consumo de combustible por informe de flota,
como se puede apreciar en la imagen se tiene la cantidad de combustible inicial y final,
así mismo se tiene el promedio de consumo de combustible, este reporte se actualiza
cada 15 minutos.
Figura 16. Flujo de combustible de la embarcación.
Fuente: Elaboración propia.
39
Finalmente, en la tabla 2 se muestra un cuadro comparativo del registro de la información
sin sistema y luego de implementar el sistema satelital, como se puede visualizar se
optimiza el tiempo de registro de información en el sistema reduciendo el tiempo de
ocho horas sin sistema a veinte minutos, se optimizó el tiempo de control de temperatura
de las bodegas de ocho horas a quince minutos, se registró una mejor fidelidad en la
información de calas con una efectividad del 95%, en lo que respecta a la toma de
decisiones mejoró debido a que hoy en día se puede indicar a la embarcación a que planta
se debe dirigir para realizar la descarga y la velocidad óptima para reducir el consumo
de combustible, igualmente predecir la zonas de pesca y el mantenimiento de la flota.
Tabla 2
Cuadro comparativo de tiempos al registrar la información.
Sin Sistema Con Sistema
Registro de información en el sistema
8 horas 20 minutos
Control de temperatura de bodegas
8 horas 15 minutos
Fidelidad del registro de calas
40% 95%
Registro consumo de combustible
8 horas 15 minutos
Toma de decisiones 0% 98%
Cantidad de calas realizadas
8 horas 15 minutos
Nota: Elaboración propia.
40
Capítulo 5
5.1. Análisis y Resultados
Para evaluar la vialidad del proyecto se consideró tomar como referencia el consumo de
combustible, para ello se calculó el consumo promedio desde el año 2012 hasta el año
2017, el total de galones de petróleo consumido fue de 12 216 290, se desea un ahorro
del 3% lo que representa 366 489 galones de petróleo, si cada galón tiene un costo de
$2.4 se tiene $879 574 entre los seis años que se está evaluando se obtiene un ahorro de
$146 596 por año. Los valores mostrados en este trabajo son referenciales debido a que
por confidencialidad la empresa no permitió trabajar con datos reales.
Pesquera Hayduk cuenta con un tenant y hace uso del servicio SAAS (Software As a
Services) en Azure, por ello los costos de ese servicio no son considerados en este
proyecto.
En la tabla 3 se muestra la inversión inicial del proyecto por la implementación en todas
las embarcaciones.
Tabla 3
Costo de inversión inicial del proyecto.
N° de Embarcaciones
Precio Unitario
Total
Inversión de antena (US$) 19 2,340 44,460
Cableado sensores (US$) 19 1,200 22,800
Servicio Instalación (US$) 19 1,100 20,900
Gabinete (US$) 19 210 3,990
Total Inversión Inicial (US$) 92,150
Nota: Elaboración propia.
En la tabla 4 se muestra el costo del servicio para todas las embarcaciones por los seis
meses que dura la temporada de pesca al año.
41
Tabla 4
Costo del servicio satelital.
N° de Embarcaciones
Precio Unitario
Duración del servicio
(meses) Total
Costo del servicio (US$) 19 936 6 106,704
Nota: Elaboración propia.
En la tabla 5 se muestra la viabilidad del proyecto, se hace una proyección a cinco años
para lo cual se tiene una TIR de 6.75% y como se puede apreciar en el tercer año se está
recuperando la inversión.
Tabla 5
Cálculo viabilidad del proyecto.
Inversión Año-1 Año-2 Año-3 Año-4 Año-5
Ahorro combustible (US$) 146,596 146,596 146,596 146,596 146,596
Costo del servicio (US$) -106,704 -106,704 -106,704 -106,704 -106,704
-92,150 -52,258 -12,366 27,526 67,418
Ahorro por año (US$) -92,150 -52,258 -12,366 27,526 67,418 107,310
Cálculo TIR 6.75%
Nota: Elaboración propia.
42
5.2. Conclusiones
- Se optimizó el registro de la información desde la embarcación automatizando dicho
proceso que se realizaba manualmente.
- Al tener la información en tiempo real los gerentes, el personal de planta y el personal
de la embarcación puede estar informado sobre el avance de la cuota en el momento
que se desee.
- La empresa ha logrado el control total de las diferentes variables críticas como son:
el consumo de combustible, la cantidad de calas realizadas así como las temperaturas
de las bodegas.
- Con la solución implementada ha permitido un mejor control en la toma de
decisiones y una mejor coordinación con las áreas de soporte a fin de lograr la
eficiencia de todo el proceso extractivo.
- Hayduk ha logrado la eficiencia operacional de la flota ya que ha permitido predecir
zonas de pesca, mantenimiento oportuno de las embarcaciones y ahorro de
combustible.
5.3. Recomendaciones
- Se recomienda tener un cronograma de mantenimiento de los equipos de
comunicaciones con la finalidad de no tener indisponibilidad del servicio de datos.
- Se encontró algunos registros del informe de flota que no están correctos por lo que
se recomienda realizar capacitaciones de reforzamiento al personal de la
embarcación.
- Evaluar la posibilidad de un aumento del ancho de banda en los enlaces de la
embarcación ya que con el tiempo se adicionarán más sensores, así como la
instalación de nuevas aplicaciones marinas.
43
Capítulo 6
Bibliografía
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desventajas/
44
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datos (pág. 83). España: Universidad de Alicante.
45
Capítulo 7
Anexos
Anexo A: Diagrama de conexión del equipo de comunicaciones.
Modem Rx Modem Tx
Router
iDirect
Unidad Control de Antena
Figura 17. Diagrama de conexión del equipo de comunicaciones. Elaboración propia.
46
Anexo B: Diagrama de funcionamiento de HSRP.
192.168.0.2
192.168.0.3
Router 1
(Activo)
Router 2
(Standby)
Switch192.168.0.10/24
Gateway: 192.168.0.1
Ip virtual HSRP192.168.0.1
Internet
Figura 18. Diagrama de funcionamiento de HSRP. Elaboración propia.
47
Anexo C: Captura de pantalla del informe de flota 7295.
48
Anexo D: Captura de pantalla aplicación CLS, embarcación Kiara B
49
Anexo E: Captura de pantalla del informe de flota 6470.
50
Anexo F: Captura de pantalla sistema CLS. Embarcación Kiara B
51
Anexo G: Calas realizadas por embarcación.
52
Anexo H: Temperatura de bodegas de pescado.
53
Anexo I: Flujo de combustible de la embarcación.
54
Anexo J: Diagrama de red de la solución
