{"id":37702,"date":"2024-08-26T09:51:37","date_gmt":"2024-08-26T09:51:37","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ull.es\/portal\/hipotesis\/?p=37702"},"modified":"2024-12-12T10:40:08","modified_gmt":"2024-12-12T10:40:08","slug":"machine-learning-para-la-deteccion-de-fugas-de-combustible-en-estaciones-de-servicio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ull.es\/portal\/hipotesis\/machine-learning-para-la-deteccion-de-fugas-de-combustible-en-estaciones-de-servicio\/","title":{"rendered":"Machine Learning para la detecci\u00f3n de fugas de combustible en estaciones de servicio"},"content":{"rendered":"\t\t<div data-elementor-type=\"wp-post\" data-elementor-id=\"37702\" class=\"elementor elementor-37702\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-e5e108d elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"e5e108d\" data-element_type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-7aac84d\" data-id=\"7aac84d\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-8e2472f elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"8e2472f\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t<style>\/*! 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Cuando se produce una fuga, el suelo circundante se contamina, provocando un da\u00f1o medioambiental que puede llegar a ser grave. Hoy en d\u00eda, las estaciones modernas incorporan diferentes mecanismos, m\u00e1s o menos sofisticados, para tratar de detectar lo antes posible las fugas en los dep\u00f3sitos de almacenamiento. Sin embargo, no es una pr\u00e1ctica generalizada, por lo que para estaciones relativamente antiguas resulta de gran utilidad disponer de alguna forma de detectar las fugas de combustible lo antes posible.<\/span><\/p><p><span style=\"font-weight: 400\">La Inteligencia Artificial y, m\u00e1s concretamente, las t\u00e9cnicas de Aprendizaje Autom\u00e1tico (Machine Learning), pueden emplearse para tratar de detectar lo antes posible las fugas de combustible en estaciones de servicio. Para ello se hace uso de la informaci\u00f3n del libro de inventario de la estaci\u00f3n, que no es m\u00e1s que un registro en el que, con cierta periodicidad, t\u00edpicamente una vez al d\u00eda, se refleja la informaci\u00f3n relevante del funcionamiento de la estaci\u00f3n. Estos datos son: el volumen del dep\u00f3sito de almacenamiento al comienzo del d\u00eda, el volumen de ventas, el volumen de descargas procedentes de las cubas que llenan los dep\u00f3sitos, ciertos ajustes que se realizan, y el volumen al final del d\u00eda. Aparentemente, con estos datos la detecci\u00f3n de fugas deber\u00eda ser un problema trivial. Si al volumen al comienzo del d\u00eda se le suman las descargas, se le restan las ventas y se tienen en cuenta los ajustes, el volumen resultante deber\u00eda coincidir, en ausencia de fugas, con el del final del d\u00eda. Por tanto, si al hacer esta operaci\u00f3n se observa que hay un d\u00e9ficit de litros en el dep\u00f3sito, se podr\u00eda concluir que es debido a una fuga. Sin embargo, diversos factores como los cambios de volumen del combustible con la temperatura, la volatilizaci\u00f3n del mismo, los errores humanos a la hora de anotar la informaci\u00f3n en el libro de inventario, etc., lo convierten en un problema complejo.\u00a0<\/span><\/p><p><b>Figura 1<\/b><\/p><p><a href=\"https:\/\/www.ull.es\/portal\/hipotesis\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2024\/08\/Figura1-1.jpg\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-full wp-image-37709\" src=\"https:\/\/www.ull.es\/portal\/hipotesis\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2024\/08\/Figura1-1.jpg\" alt=\"\" width=\"589\" height=\"307\" srcset=\"https:\/\/www.ull.es\/portal\/hipotesis\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2024\/08\/Figura1-1.jpg 589w, https:\/\/www.ull.es\/portal\/hipotesis\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2024\/08\/Figura1-1-300x156.jpg 300w, https:\/\/www.ull.es\/portal\/hipotesis\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2024\/08\/Figura1-1-375x195.jpg 375w\" sizes=\"(max-width: 589px) 100vw, 589px\" \/><\/a><\/p><p><b>Aplicaci\u00f3n de t\u00e9cnicas de Machine Learning para la detecci\u00f3n de fugas de combustible en estaciones de servicio.<\/b><\/p><p><span style=\"font-weight: 400\">Adem\u00e1s, para que un sistema de detecci\u00f3n de fugas pueda ser aprobado para su implantaci\u00f3n en una estaci\u00f3n real debe ajustarse a la legislaci\u00f3n vigente. La normativa europea <\/span><a href=\"https:\/\/www.sciencedirect.com\/science\/article\/pii\/S092575352030271X?via%3Dihub#b0120\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"font-weight: 400\">UNE-EN 13160-5 (2017)<\/span><\/a><span style=\"font-weight: 400\"> establece que se debe detectar un caudal de fuga de 19.2 litros\/d\u00eda en un plazo m\u00e1ximo de 14 d\u00edas con un error no superior al 5%, teniendo en cuenta que los errores pueden deberse tanto a falsos positivos (no hay fuga y el sistema de detecci\u00f3n dice que s\u00ed) como a falsos negativos (hay una fuga y el sistema no la detecta).<\/span><\/p><p><span style=\"font-weight: 400\">Dentro de las t\u00e9cnicas de Machine Learning se distingue entre el aprendizaje supervisado y el no supervisado. En el aprendizaje supervisado se dispone de un conjunto de muestras etiquetadas, es decir, se sabe a priori a cu\u00e1l de las clases pertenece cada una. En cambio, en el aprendizaje no supervisado se procesan datos sin etiquetar. A su vez, dentro de los algoritmos supervisados encontramos dos grandes categor\u00edas: los algoritmos de regresi\u00f3n, cuyo objetivo es predecir valores num\u00e9ricos, y los algoritmos de clasificaci\u00f3n, que tienen como misi\u00f3n predecir a qu\u00e9 clase pertenece un cierto conjunto de datos, es decir, asignar una clase a cada muestra. Teniendo todo esto en cuenta, para la detecci\u00f3n de fugas de combustible en estaciones de servicio se propone el uso de clasificadores supervisados de dos clases, ya que se dispone de datos etiquetados que \u00fanicamente pueden pertenecer a la clase \u2018fuga\u2019 o a la clase \u2018no fuga\u2019. En el problema que nos ocupa, los datos o muestras son d\u00edas de operaci\u00f3n de la estaci\u00f3n de servicio.<\/span><\/p><p><span style=\"font-weight: 400\">Para que los clasificadores sean capaces de determinar a qu\u00e9 categor\u00eda pertenecen las muestras deben ser debidamente entrenados con un conjunto de datos que sea lo suficientemente representativo de todas las clases, que en este caso son s\u00f3lo dos: d\u00eda con fuga y d\u00eda sin fuga. Se debe tener en cuenta que normalmente los libros de inventario s\u00f3lo reflejan situaciones de no fuga, por lo que\u00a0 los datos correspondientes a situaciones de fuga deben simularse siguiendo las indicaciones que para ello se establecen en la norma <\/span><a href=\"https:\/\/www.sciencedirect.com\/science\/article\/pii\/S092575352030271X?via%3Dihub#b0120\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"font-weight: 400\">UNE-EN 13160-5 (2017)<\/span><\/a><span style=\"font-weight: 400\">, distinguiendo dos casos: fugas constantes y fugas variables. En el primero de ellos el caudal de combustible que se fuga es el mismo todos los d\u00edas, mientras que en el segundo dicho caudal es proporcional al volumen de combustible en el dep\u00f3sito.<\/span><\/p><h2>\u00ab<span style=\"font-weight: 400\">En el problema de la detecci\u00f3n de fugas de combustible la caracter\u00edstica que mejor permite discriminar entre clases es la <\/span><i><span style=\"font-weight: 400\">variaci\u00f3n<\/span><\/i><span style=\"font-weight: 400\">, que se calcula como la diferencia entre el volumen te\u00f3rico y el volumen real del dep\u00f3sito de almacenamiento.\u00bb<\/span><\/h2><p><span style=\"font-weight: 400\">Una vez que los clasificadores han sido entrenados, se les somete a un proceso de validaci\u00f3n en el que se les presentan muestras distintas de las del conjunto de entrenamiento y deben decidir a qu\u00e9 clase pertenece cada una. Adem\u00e1s de la estructura interna del clasificador, que debe adecuarse bien a la naturaleza del problema concreto que se est\u00e1 considerando, uno de los factores que m\u00e1s influyen en la calidad de la clasificaci\u00f3n es la elecci\u00f3n de las caracter\u00edsticas con las que trabajan los algoritmos. Dichas caracter\u00edsticas deben aportar informaci\u00f3n \u00fatil para poder asignar a cada muestra la clase a la que pertenecen. En el problema de la detecci\u00f3n de fugas de combustible la caracter\u00edstica que mejor permite discriminar entre clases es la <\/span><i><span style=\"font-weight: 400\">variaci\u00f3n<\/span><\/i><span style=\"font-weight: 400\">, que se calcula como la diferencia entre el volumen te\u00f3rico y el volumen real del dep\u00f3sito de almacenamiento. Por tanto, a partir de la informaci\u00f3n del libro de inventario es inmediato obtener la caracter\u00edstica <\/span><i><span style=\"font-weight: 400\">variaci\u00f3n <\/span><\/i><span style=\"font-weight: 400\">para cada d\u00eda de operaci\u00f3n de la estaci\u00f3n.<\/span><\/p><p><span style=\"font-weight: 400\">Tras haber realizado los experimentos oportunos, se concluye que las t\u00e9cnicas de Machine Learning y, en concreto, ciertos clasificadores supervisados de dos clases, permiten detectar fugas de combustible en estaciones de servicio, incluso en menos tiempo del establecido por la normativa, minimizando as\u00ed el impacto medioambiental de dichas fugas.<\/span><\/p><\/div><div style=\"margin-top: 20px;color: #3d3d3d;font-family: ArgentumSans, sans-serif\"><p>AUTORA: <b><i>Marta Sigut Saavedra<\/i><\/b><\/p><p>ILUSTRACI\u00d3N <strong>CARLA GARRIDO<\/strong><\/p><\/div><hr style=\"margin-top: 27px;margin-bottom: 27px;color: #3d3d3d;font-family: ArgentumSans, sans-serif;background-color: #ffffff\" \/><p style=\"font-family: ArgentumSans, sans-serif\"><strong><span style=\"color: #2c284d\">Archivado en<\/span>: <\/strong><a href=\"https:\/\/www.ull.es\/portal\/hipotesis\/revista-hipotesis\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Revista Hip\u00f3tesis<\/a><br \/><strong><span style=\"color: #2c284d\">Etiquetas:<\/span><\/strong><span style=\"color: #2c284d\">,<a href=\"https:\/\/www.ull.es\/portal\/hipotesis\/numero-15\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">N\u00famero 15<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.ull.es\/portal\/hipotesis\/articulo\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Art\u00edculo<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.ull.es\/portal\/hipotesis\/ciencia-y-sociedad\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Ciencia y Sociedad<\/a>,\u00a0<a href=\"https:\/\/www.ull.es\/portal\/hipotesis\/universidad-de-la-laguna\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Universidad de La Laguna,<\/a><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-33 elementor-top-column elementor-element elementor-element-129ffdf\" data-id=\"129ffdf\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-66f20f1 elementor-widget elementor-widget-testimonial\" data-id=\"66f20f1\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"testimonial.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t<style>\/*! elementor - v3.9.2 - 21-12-2022 *\/\n.elementor-testimonial-wrapper{overflow:hidden;text-align:center}.elementor-testimonial-wrapper .elementor-testimonial-content{font-size:1.3em;margin-bottom:20px}.elementor-testimonial-wrapper .elementor-testimonial-name{line-height:1.5;display:block}.elementor-testimonial-wrapper 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class=\"elementor-testimonial-details\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<a class=\"elementor-testimonial-name\" href=\"https:\/\/portalciencia.ull.es\/investigadores\/82208\/detalle\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Marta Sigut Saavedra<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<a class=\"elementor-testimonial-job\" href=\"https:\/\/portalciencia.ull.es\/investigadores\/82208\/detalle\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Profesora titular<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-6d13799 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"6d13799\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-9851066 elementor-widget 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Sistemas<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-toggle-item\">\n\t\t\t\t\t<div id=\"elementor-tab-title-1592\" class=\"elementor-tab-title\" data-tab=\"2\" role=\"tab\" aria-controls=\"elementor-tab-content-1592\" aria-expanded=\"false\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<span class=\"elementor-toggle-icon elementor-toggle-icon-left\" aria-hidden=\"true\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<span class=\"elementor-toggle-icon-closed\"><i class=\"fas fa-caret-down\"><\/i><\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<span class=\"elementor-toggle-icon-opened\"><i class=\"elementor-toggle-icon-opened fas fa-angle-up\"><\/i><\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<a href=\"\" class=\"elementor-toggle-title\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Contacto<\/a>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<div id=\"elementor-tab-content-1592\" class=\"elementor-tab-content elementor-clearfix\" data-tab=\"2\" role=\"tabpanel\" aria-labelledby=\"elementor-tab-title-1592\"><p><a href=\"mailto:marsigut@ull.es\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">marsigut@ull.es<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-afe9c30 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"afe9c30\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t<h2 class=\"widgettitle\" style=\"color: #5c068c;margin-top: 0px;margin-bottom: 13.5px;font-size: 22px;clear: left;text-transform: uppercase;position: relative;padding-bottom: 20px;text-align: left\"><span style=\"color: #1b2f54\">REPORTAJES RECIENTES<\/span><\/h2><ul><li><a href=\"https:\/\/www.ull.es\/portal\/cienciaull\/africa-y-canarias-una-alianza-para-la-investigacion-y-el-desarrollo\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">\u00c1frica y Canarias: una alianza para la investigaci\u00f3n y el desarrollo<\/a><\/li><li><a href=\"https:\/\/www.ull.es\/portal\/cienciaull\/la-abeja-una-aliada-en-peligro\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">La abeja, una aliada en peligro<\/a><\/li><li><a href=\"https:\/\/www.ull.es\/portal\/cienciaull\/el-diseno-cambia-nuestras-vidas\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">El dise\u00f1o cambia nuestras vidas<\/a><\/li><li><a href=\"https:\/\/www.ull.es\/portal\/cienciaull\/parkinson-mas-alla-de-los-sintomas-motores\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">P\u00e1rkinson: m\u00e1s all\u00e1 de los s\u00edntomas motores<\/a><\/li><li><a href=\"https:\/\/www.ull.es\/portal\/cienciaull\/ciencia-para-combatir-la-sequia\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Ciencia para combatir la sequ\u00eda<\/a><\/li><\/ul>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-82498e7 e-grid-align-left elementor-shape-rounded elementor-grid-0 elementor-widget elementor-widget-social-icons\" data-id=\"82498e7\" data-element_type=\"widget\" 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