Centro logístico de cadena de frío Modelo en vivo

Diriges el muelle y el almacén refrigerado de un centro de distribución de productos sensibles a la temperatura, como las vacunas. Cada puerta abierta deja entrar aire caliente, cada camión de la cola es carga que espera y el producto debe mantenerse entre 2 °C y 8 °C.

Qué aprenderás

Simulador

Tiempo 0 min
Temperatura del producto 5.0 °C · Camiones en espera 0 · Tiempo de espera de camiones 0 min❄ 5.0 °C · 📦 5.0 °C · ⚡ 0.0 kW···✕✕✕🚚 0 · ⏱ 0 min
  • Muelle libre
  • Descargando (puerta abierta)
  • Camión en espera
  • Camión refrigerado averiado

Controles

Cada muelle con personal descarga un camión a la vez, y deja entrar aire caliente mientras está abierto.

Dentro del rango de 2–8 °C. Más baja da más margen, pero consume más energía.

Dos compresores, de 40 kW de refrigeración cada uno.

Reduce la entrada de aire caliente por las puertas abiertas; los ventiladores consumen algo de energía.

Pasa el camión con el equipo de refrigeración averiado al principio de la cola.

Indicadores

Temperatura del producto
5.0°C
normal
Tiempo de espera de camiones
0min
normal
Desviación de temperatura
0.00°C·h
normal
Carga del camión refrigerado averiado
4.0°C
normal
Aire de la cámara5.0 °C
Tiempo de personal (horas-muelle con personal)0.5 h
Camiones en espera0
Utilización de muelles0 %
Potencia de refrigeración0.0 kW

Tendencia

Temperatura del producto: — °C14.00.0

Escenarios de crisis

Nivel 1 · Fallo de un compresor en un día caluroso

33 °C en el exterior, camiones llegando sin parar, cuatro puertas abiertas para descargar. Uno de los dos compresores está a punto de fallar. Mantén las vacunas dentro de 2–8 °C.

  • Producto nunca por encima de 8 °C
  • El aire de la cámara nunca supera la prealarma de 7 °C (ajuste del centro — supuesto)
  • Espera media de camiones ≤ 60 min

Nivel 2 · Pico de vacaciones

Cuatro horas después de empezar una jornada operativa de 14 horas, comienza el pico de las fiestas: durante siete horas llegan 7 camiones por hora con cita, más del doble de los 3 habituales, y solo hay tres muelles con personal. Los conductores con cita tienen franjas horarias, así que la espera media debe mantenerse en 20 minutos o menos. Hay equipos de muelle adicionales de guardia, pero el presupuesto de horas extra cubre 68 horas-muelle con personal para el día. Abre a tiempo las puertas necesarias, sin cocer la cámara en una tarde de 33 °C.

  • Espera media de camiones ≤ 20 min desde el inicio del pico (franjas horarias — límite estricto)
  • Producto nunca por encima de 8 °C
  • Potencia media de refrigeración ≤ 55 kW
  • Tiempo de personal ≤ 68 horas-muelle (presupuesto de horas extra — supuesto)

Nivel 3 · Fallo de un camión refrigerado en la explanada

Ya hay doce camiones esperando y solo dos muelles con personal. Entonces se estropea el equipo de refrigeración de un camión del final de la cola, con 35 °C de calor.

  • Carga del camión refrigerado averiado nunca por encima de 8 °C
  • Producto del almacén nunca por encima de 8 °C
  • Espera media de camiones ≤ 90 min

Base: el modelo detrás de las cifras

Todas las relaciones que usa el simulador, con su fuente. Las constantes marcadas como supuestos son calibraciones ilustrativas.

Balance térmico de la cámara: las paredes y las puertas abiertas aportan calor y la refrigeración lo extrae.
C · dT/dt = UA·(T_out − T) + Q_door − Q_refrig[3][2]Supuesto: la masa térmica, la conductancia de paredes y puertas, el tamaño de los compresores y el tiempo de servicio son valores ilustrativos.
La infiltración por las puertas crece con el número de puertas abiertas y la diferencia de temperatura; las cortinas de aire la reducen.
Q_door = n_open · 0.6 · 1.2 kW/K · (T_out − T) · (1 − 0.7·curtain)[2]Supuesto: la masa térmica, la conductancia de paredes y puertas, el tamaño de los compresores y el tiempo de servicio son valores ilustrativos.
Eficiencia de la refrigeración como fracción del límite de Carnot.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap) [K][4]
La temperatura del núcleo del producto sigue al aire con un retraso de dos horas.
T_product(t+Δt) = T_room + (T_product − T_room)·e^(−Δt/2h)[3]
Desviación: grados-hora fuera del rango de almacenamiento de 2–8 °C (demasiado caliente o congelación).
excursion = Σ max(0, T − 8, 2 − T) · Δt [°C·h][1]
Otras constantes de funcionamiento que usa el modelo.
cold room 60 MJ/K, walls 0.6 kW/K · door open 60 % of unloading · air curtain −70 % infiltration, +3 kW fan per busy door · 2 × 40 kW compressors, −1 %/K above 32 °C · 4 kW per busy door (levellers, lights) · failed reefer τ = 3 h · scenario site settings: cold-room pre-alarm 7 °C, overtime budget 68 door-hours per 14 h day · booked trucks miss 5 % of slots · unloading Erlang-2Supuesto: la masa térmica, la conductancia de paredes y puertas, el tamaño de los compresores y el tiempo de servicio son valores ilustrativos.
Los camiones sin cita llegan al azar, los camiones con cita en sus franjas horarias (unos pocos no llegan a tiempo), y los muelles los atienden en paralelo. El tiempo de espera sigue la ley de Little: la cola dividida entre los camiones realmente descargados por hora durante la última hora, así que una cola sin cambios no salta cuando cambia la tasa de llegada.
arrivals ~ Poisson(λΔt) + booked slots (5 % no-show), service ~ Erlang-2 (mean 45 min), c staffed doors; X = n_busy / 45 min (smoothed, τ = 1 h); W_q = L_q / X[6][5]
Tiempo de personal: cada muelle con personal se paga, haya o no un camión en él.
crew time = Σ c_staffed · Δt [door-hours]

Aleatoriedad: un generador mulberry32 con semilla; distribuciones usadas: uniforme, exponencial (CDF inversa), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). La semilla se muestra y se puede compartir.

Fuentes

  1. PAHO — Cold chain: vaccines are stored and transported between +2 °C and +8 °C — Pan American Health Organization
  2. ASHRAE Handbook — Refrigeration, ch. 24 Refrigerated-Facility Loads (door infiltration, Gosney–Olama model; air curtains) — ASHRAE, 2022
  3. F. P. Incropera et al. — Fundamentals of Heat and Mass Transfer: lumped capacitance — Wiley, 2011
  4. Y. A. Çengel, M. A. Boles — Thermodynamics: Carnot COP of refrigerators — McGraw-Hill, 2019
  5. J. D. C. Little — A Proof for the Queuing Formula L = λW — Operations Research 9(3), 1961
  6. D. Gross, C. M. Harris — Fundamentals of Queueing Theory (M/M/c) — Wiley, 2008

Quién se dedica a esto

Modelo educativo: no sirve para decisiones operativas. Las instalaciones reales calibran cada constante con sus propios equipos y datos.