Ingeniero Civil de Minas / Encontrar un modelo que se ajuste a la distribución conjunta de varios elementos de interés, dependiendo del soporte en el que se estudie (compósito o bloque), es un problema que atañe a la evaluación de yacimientos polimetálicos. Por este motivo, el presente trabajo busca generalizar un modelo de cambio de soporte (a saber, el modelo Gaussiano discreto) al contexto multivariable, aplicándolo a la estimación global de los recursos recuperables sobre determinadas leyes de corte. Se cuenta con una base de datos referente a una veta polimetálica con cinco elementos de interés: plata, oro, plomo, zinc y cobre, siendo la variable de mayor interés la plata. Los datos de leyes son transformados a datos de potencia y acumulaciones, con la finalidad de trabajar con variables aditivas, pasando entonces de un estudio tridimensional a un estudio bidimensional en el plano de la veta. Para validar los resultados obtenidos por el modelo de cambio de soporte, se construye un modelo de referencia, utilizando una cosimulación seguida de un rebloqueo, el que entrega una distribución al mismo soporte que el modelo Gaussiano discreto (bloques de cinco metros de lado). El modelo de referencia es considerado como el escenario real y con ello se tiene un punto de comparación. Los resultados del modelo de cambio de soporte se estudian por medio de análisis de medias, varianzas, histogramas, nubes de correlación y curvas de selectividad (tonelaje-ley, tonelaje-ley equivalente y fino-tonelaje), obteniendo tonelajes, leyes medias y finos a diferentes leyes de corte del elemento principal (plata) o de una combinación de los diferentes elementos (plata equivalente). Se verifica que el cambio de soporte genera una simetrización de las distribuciones y una disminución de la dispersión, generando leyes medias más bajas, mayor tonelaje y una disminución en la cantidad de finos, indicativo de una pérdida de selectividad. Al considerar una ley de corte de plata equivalente de 1000 [g/t], el modelo indica que la cantidad total de roca a extraer es del orden de las 60.000 toneladas y que las leyes medias son de 2269 [g/t] para la plata, 0,25 [g/t] para el oro, 1,53% para el plomo, 2,18% para el zinc y 1,16% para el cobre. La explotación minera selecciona bloques de mineral, de tamaño definido para cada método de explotación, por lo que obtener una buena estimación de las distribuciones al soporte de los bloques de selección es trascendente para evaluar los recursos recuperables por sobre determinadas leyes de corte y el beneficio económico asociado. Puesto que las distribuciones concuerdan globalmente con el modelo de referencia, se recomienda el modelo Gaussiano discreto para ser utilizado en etapas preliminares o de prefactibilidad del proyecto minero, debiendo ser completado por estimaciones locales en etapas posteriores.

Ingeniero Civil Eléctrico / En este documento se describe el diseño de un protocolo de pruebas de aceptación en fábrica (FAT), para validar el funcionamiento de un esquema de protección especial (SIPS) antes de ser instalado en terreno. Este esquema será implementado debido a la conexión de un parque fotovoltaico y uno eólico en una línea de transmisión de doble circuito que está próxima a su límite térmico de transmisión. El SIPS tiene como objetivo aumentar la capacidad de transmisión de estas líneas, omitiendo el criterio de seguridad N-1, y protegerlas, siendo lo suficientemente rápido para actuar frente a sobrecargas de las líneas cercanas o frente a contingencias extremas. Las pruebas serán llevadas a cabo con una plataforma de simulación en tiempo real (RTDS), utilizando un modelo del sistema eléctrico para el área involucrada, y aplicando el método de hardware in the loop. Las pruebas involucran verificar las señales de entrada del esquema, el funcionamiento, respuesta ante fallas/errores de equipos y una inspección general final. El desarrollo de la memoria contempla definir el conjunto de pruebas que serán aplicadas al esquema de protección para verificar las distintas funciones estableciendo los resultados esperados, crear escenarios de simulación en la RTDS con los cuales serán aplicadas las pruebas, interconectar los equipos que son necesarios para emular las condiciones que se tendrán en terreno, para finalmente ejecutar el protocolo FAT. Se culmina con una conclusión que involucra las ventajas de utilizar una plataforma de simulación en tiempo real para la ejecución de pruebas FAT, junto con mencionar los temas que pueden ser abordados en un trabajo futuro.

Ingeniero Civil de Minas / En la gran minería a cielo abierto, los sistemas pala-camión son ampliamente usados para realizar la labor de carguío y transporte. Actualmente este ítem abarca cerca del 50% de los costos de operación y en donde las principales mejoras se logran a través de una gestión óptima de la disponibilidad, confiabilidad y mantenimiento del sistema. En el caso de la minera en estudio, el costo Planta asciende al 48% del costo de caja, y el 25% de este último corresponde al costo del chancado. El principal objetivo de este estudio es determinar el ritmo de producción de Minera Antucoya en plena operación, en base a las variables y supuestos determinados en la fase de proyecto y construcción, incluyendo en cada uno de los equipos del procesamiento de mineral, sus tiempos de reparación y entre fallas, aplicados en base a distribuciones de probabilidad. La metodología aplicada a este trabajo consta del desarrollo de un modelo de simulación basado en un modelo conceptual, que detalla supuestos, parámetros, variables, criterios de diseño y operación utilizados, que permiten una comprensión del sistema modelado. La codificación el modelo en la plataforma ProModel® obtiene como resultado una producción anual de 30,77 Mt. Luego de calcular la simulación terminante, se comprueba que con sólo una corrida es suficiente. El paso siguiente fue calibrar el modelo para generar un sistema que soporte capacidades de emergencia en caso de déficit de producción. Luego de esto se validaron por partes y verificaron los indicadores para equipos principales de las tres etapas de chancado. Su resultado fue una producción de 32,76 Mtpa, lo que equivale a un beneficio marginal de US$ 27,4 MM. Se recomienda continuar este estudio, de manera de poder replicar las condiciones de la operación con una base de datos actualizada, considerando al menos aumentar el límite de batería hasta las pilas de lixiviación, para de esta forma obtener estimaciones más cercanas a su real desempeño. / In large scale open pit mining, shovel-truck system are widely used for loading and haulage labors. Actually, this item represents nearly 50% of operating costs, where main improvements are achieved through optimal management of availability, reliability and maintenance of the system. In this particular study case, processing costs reach 48% of cash costs, where 25% of this given cost comes into the crushing step. Main purpose of this study is to determine the production rate of Antucoya Mining in full operation, based on variables and suppositions determined during the project and construction phases, including for each processing unit, its maintenance times between malfunctions applied on probabilistic distributions. The methodology applied for this study includes the development of a simulation model based on a conceptual model, which specifies suppositions, parameters, variables, design and operation criterion that allow a comprehensive patterned system. The code lines of the model used in ProModel® platform delivers an annual production rate of 30.77 Mt. After calculating the finishing simulation, it is proven that a single run is enough. The next step is to calibrate the model to generate a system that supports emergency capacities in case of a lacking production. After this, the indicators for the 3 main crushing stages were validated and verified individually. With this, a new production of 32.76 Mtpa is achieved which represent a marginal profit of US$ 27.4M. It is advised to further continue this study in order to replicate the operating conditions using updated data and increasing at least the battery limit to leaching piles, allowing the model to obtain more realistic estimations. / 28/7/2021

Doctor en Ciencias de la Ingeniería - Mención Fluidodinámica / En los últimos años se ha registrado un creciente interés por aplicar Dinámica de Fluidos Computacional (CFD por sus siglas en inglés) a flujos atmosféricos complejos. Esto debido a que el constante aumento de la capacidad computacional hace ahora más accesible la resolución numérica de este tipo de problemas multifísicos que consideran flujos altamente turbulentos, boyancia térmica, estratificación, y la geometría compleja con la que interactúa la circulación atmosférica cerca del suelo. En esta tesis nos enfocamos en desarrollar y aplicar un solver CFD capaz de simular flujos atmosféricos en condiciones convectivas sobre geometrías complejas, que pueda considerar la compleja topografía que caracteriza la mayoría de los entornos naturales. Como plataforma usamos el software de código abierto OpenFOAM, enfocando su aplicación a la dispersión de contaminantes que ocurre dentro de rajos mineros de grandes dimensiones, la cual está controlada por la interacción de procesos netamente mecánicos producidos por la geometría de la cavidad, y procesos convectivos determinados por el flujo de calor desde la superficie del suelo. Para permitir la incorporación de geometría compleja en las simulaciones, sin perder la capacidad de resolver en detalle la turbulencia, utilizamos un modelo del tipo DES (detached eddy simulation), el cual permite aprovechar las capacidades de la técnica LES (large eddy simulation) en las zonas con turbulencia desarrollada lejos de las paredes, y reducir la demanda computacional en las zonas complejas cerca de las paredes mediante aproximaciones del tipo RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes). Para incorporar el efecto de la estratificación usamos una formulación que incluye la densidad como una variable de cálculo en el sistema de ecuaciones, facilitando así el estudio de flujos boyantes. Definimos condiciones de borde e iniciales específicamente desarrolladas para el problema. La primera parte de este trabajo, que incluye el desarrollo del modelo y su validación mediante diferentes casos experimentales y numéricos bien documentados, permitió comprobar la validez de usar OpenFOAM para estudiar este tipo de problemas multifísicos. Además fue posible corroborar la eficiencia de la técnica DES, capaz de resolver en detalle mediante la técnica LES la turbulencia atmosférica lejos del suelo, donde los flujos convectivos tienen más relevancia, y simular con precisión la interacción del flujo con la geometría superficial de manera económica mediante la técnica RANS. La segunda parte, que considera la aplicación del modelo al caso de Chuquicamata, uno de los rajos mineros más grande del mundo, permitió estudiar el efecto de la boyancia térmica sobre la dispersión de contaminantes tanto dentro como fuera del rajo, en condiciones ideales y reales. En particular, se concluye que las corrientes convectivas producidas por el flujo de calor desde la superficie reducen el efecto de la recirculación mecánica que se genera al barrer el flujo sobre la cavidad, lo que aumenta considerablemente la salida de partículas desde el interior de la cavidad, reduciendo su tiempo de vida dentro del rajo. Este efecto, unido a la importancia que se comprobó tiene la geometría 3D del rajo sobre la circulación, puede ser útil para el eventual desarrollo de sistemas de ventilación que incorporen estos aspectos.

Magíster en Minería / Ingeniera Civil de Minas / En la mayoría de las operaciones mineras modernas que utilizan métodos por hundimiento predomina la roca primaria. En el caso de la mina El Teniente, la roca de mena primaria es muy competente y masiva con pocas discontinuidades abiertas, pero con una alta frecuencia de vetillas a pequeña escala junto con fallas muy espaciadas. En un estudio previo se concluye que existen discontinuidades relevantes en el macizo rocoso que afectan al hundimiento, destacando la importancia de considerar no sólo el efecto que tiene la roca intacta en el hundimiento, sino que también la interacción del sistema roca intacta discontinuidades. Actualmente existen métodos empíricos que permiten determinar las propiedades de hundibilidad de un material. Una alternativa es crear modelos numéricos que permitan reproducir el comportamiento constitutivo del material. La técnica de modelamiento numérico Synthetic Rock Mass (SRM) se desarrolla con el objetivo de mejorar el entendimiento que se tiene sobre el comportamiento del macizo rocoso durante la propagación del caving, incluyendo en el análisis la influencia de las discontinuidades. El objetivo principal de este trabajo de tesis es contribuir a la validación de la técnica SRM, mediante su aplicación en ensayos de compresión uniaxial a escala de laboratorio en muestras de la unidad litológica CMET (Complejo Máfico El Teniente) del yacimiento El Teniente. Esta técnica se basa en el modelamiento mediante elementos distintos que se encuentra implementado en PFC3D (Particle Flow Code), y utiliza el modelo de partículas Enhanced Bonded Particle Model (BPM) para representar roca intacta, y el modelo Smooth Joint Contact Model (SJCM) para representar las propiedades de las vetillas. Las discontinuidades se modelan como discos de espesor despreciable mediante el Discrete Fracture Network (DFN). Los datos de entrada del modelo se estiman a partir una recopilación de ensayos de laboratorio, determinándose así los macro parámetros que representan a la roca CMET y a las vetillas observadas en la mina El Teniente. Luego, las propiedades de la roca intacta se escalan al tamaño del bloque promedio de roca intacta dentro de las probetas y las vetillas a la escala del largo promedio en que se encuentran en las muestras. Se ajustan leyes de escalamiento que representan al tipo de roca y mineralogías utilizadas. Los micro parámetros obtenidos de la etapa de calibración representan adecuadamente el escalamiento realizado a la roca intacta y a las vetillas. Al reproducir estas propiedades en una muestra con DFN, no se obtienen los resultados esperados. Por esta razón, se recalibran los micro parámetros de las vetillas manteniendo fijos los obtenidos para la roca intacta, obteniéndose como resultado micro parámetros dos órdenes de magnitud mayores a los estimados inicialmente. Finalmente, las discrepancias entre las simulaciones del SRM y los ensayos de laboratorio, obtenidas al comparar las curvas de esfuerzo deformación y modos de falla, se deben principalmente al arreglo estructural (DFN). Como esta técnica aún se encuentra en etapa de validación, existen puntos en los que se necesita seguir investigando basándose especialmente en resultados de casos de estudio, y en ensayos de laboratorio bien documentados.

Ingeniero Civil de Minas / La fragmentación primaria en los métodos de hundimiento es uno de los parámetros más relevantes en el diseño y operación. Su importancia reside principalmente en que todas las operaciones posteriores, ya sea extracción, conminución, reducción secundaria y transporte son afectados directamente por el tamaño de los bloques extraídos. Esto motiva a investigar su estimación, además de registrar empíricamente su comportamiento. El objetivo general de esta memoria es aplicar la técnica de modelamiento numérico de macizos rocosos sintéticos (SRM) para estimar el comportamiento y la fragmentación primaria producto de la propagación del caving, para el dominio geotécnico Complejo Máfico El Teniente (CMET). Para calibrar la técnica SRM es necesario disponer de resultados de ensayos de laboratorio y observaciones de terreno. Se presentan y discuten las metodologías utilizadas para estimar los parámetros input que permiten calibrar la técnica SRM. De manera de obtener tiempos de simulación razonables y acercarse lo más posible a escala de macizo rocoso, se selecciona una probeta con un diámetro igual a 10 veces el bloque promedio de roca presente en el arreglo estructural de vetillas entregado por la Mina El Teniente. A esta escala se realizan ensayos virtuales para estudiar el comportamiento mecánico de la muestra y la fragmentación primaria resultante con la propagación del caving. Es posible concluir que la técnica SRM es consistente con los fundamentos de la mecánica de rocas. La principal ventaja del método es que permite estimar el comportamiento y parámetros del macizo rocoso como resultado de los datos de entrada de una caracterización geotécnica estándar. El comportamiento de vetillas y los parámetros mecánicos que las describen ha sido identificado como uno de los inputs con mayor incerteza. A partir de ensayos virtuales se estimaron envolventes de falla y parámetros del macizo rocoso los cuales fueron consistentes con metodologías convencionales basadas en sistemas de clasificación y con otras técnicas de modelamiento numérico (Modelo Numérico Continuo a Escala Mina). Los ensayos de fragmentación presentaron resultados poco realistas, ya que, estos privilegiaron la producción of finos y un cambio muy brusco en la distribución granulométrica, con la formación de dos bloques principales de gran tamaño. Los factores y variables que hicieron que estos resultados fueran desfavorables se atribuyen al tamaño de las muestras empleadas en las simulaciones y al uso de un ensayo muy simplificado para reproducir el fenómeno de propagación del caving. Este estudio, ha permitido dar los primeros pasos en la aplicación de la técnica de macizos rocosos sintéticos a un ambiente stockwork tipo de la Mina El Teniente, y tratar de comprender de una mejor manera los procesos de ruptura y fragmentación durante la propagación del caving. Considerando todas las complejidades que esto involucra, los resultados son prometedores. Es importante realizar estudios adicionales a través de ensayos a escala de laboratorio, evidencia en terreno y un mayor número de simulaciones.

La simulación es una herramienta muy importante para la evaluación y el análisis del sistema de producción de una empresa. Por tanto, la siguiente investigación tiene por finalidad diseñar un modelo de simulación en el software ProModel del sistema de producción de ladrillos pandereta rayada para reducir las mermas en una empresa ladrillera de la región Lambayeque. Para ello, se determinó que la etapa de mezclado es una etapa crítica del proceso, puesto que, es la etapa que condiciona la generación de mermas. Por tanto, se propuso estandarizar esta etapa bajo la Norma Técnica Peruana 399.613:2017, con lo cual se obtuvo una reducción del 10,3% de las mermas, un incremento de la productividad de la materia prima de 86 ladrillos/t de mezcla y un mayor ingreso de S/ 70 006 con respecto a su producción actual.

La presente investigación trata sobre mejorar la eficacia de la gestión de pedidos de una empresa exportadora de arándanos en el periodo 2021 mediante el modelado de procesos con enfoque BPM. En este sentido la presente investigación de tipo aplicada con un enfoque cuantitativo y con un alcance descriptivo, de diseño no experimental- transaccional. Teniendo como resultados que, el proceso actual de la gestión de pedidos de la empresa exportadora es deficiente , debido a que la eficacia de cumplimiento global de la entrega de pedidos en el periodo 2019-2020 es del 93.16% , esto se ha ocasionado por las pérdidas en la diferencia de stock de materiales de empaque (SAP /R3), pues se han identificado 2,503,636 unidades de diferencia de materiales, además se ha tenido un incumplimiento de producción de 6.8%, es decir 4, 535.90 kg de arándanos, esto se refleja en una pérdida de utilidad de S/ 37,421.20. Así mismo, en el modelado de procesos de BPM se han utilizado las herramientas como el mapa mental, el diagrama BPMN, el diagrama de bloques y el diagrama de operaciones, lo cual ayudará en reducir 751,090.80 unidades de diferencia de materiales, también se logrará reducir el incumplimiento de producción a 77,935.07 kg de arándanos. Obteniendo de esta manera unVAN de S/ 44,668, que para su cálculo se ha tomado en cuenta el COK del 17.91%, además el TIR obtenido fue de 53%, y un costo beneficio de S/. 1.58.

Dentro de la industria nacional alimentaria, la rama de las bebidas gaseosas ha experimentado un crecimiento cuantitativo de marcas y productos de manera considerable, lo cual sin duda ha generado un ambiente de competencia teniendo como principal comparación las ventas; sin embargo existen empresas que no cuentan con un adecuado sistema de calidad que permita garantizar que el producto cumpla con las especificaciones estándares establecidas de tal modo que satisfaga al mercado consumidor. Asimismo debido al ambiente de competencia las empresas dependen de su constante incursión, ventas y posicionamiento en el mercado; y algunas, por esta causa no generan ratios de productividad ni utilización de recursos aceptables; teniendo que asumir los costos de mermas altísimas en insumos durante la producción, que no son controladas en el momento adecuado. En este sentido las empresas que pertenecen a la rama de bebidas gaseosas están en la obligación de contar con un sistema de control tanto de producto como de proceso de fabricación de tal modo que se reduzcan las pérdidas y las fallas al mínimo posible a bajos costos de producción y que permita obtener un producto final de calidad que asegure su aceptación en el mercado. Para cumplir los objetivos del presente trabajo; los capítulos han sido organizados con la finalidad de conocer el entorno donde se desenvuelve el proceso productivo; y además el planeamiento de las operaciones diarias de embotellado; las que se resumen líneas adelante. Primero se describirá a la empresa, su organización, su proceso de fabricación así como los productos, sabores y tamaños con los cuales es conocido en el mercado. Tomando en cuenta esto, se hará una evaluación de la calidad del proceso; esto indicará si se trabaja bajo los rangos normales u objetivos. En la actualidad el uso de software de simulación, contribuye al conocimiento de realización de un buen plan de producción. Anticipadamente el ingeniero de producción puede visualizar una serie de eventos que sólo podrían ser conocidos, después de un proceso productivo. Este es el objetivo que se cumple con la introducción del capítulo IV, que trata sobre modelación y simulación. El plan de producción, está relacionado con el requerimiento de la fuerza laboral; estando en función del cambio de capacidad de la planta actual; siendo probable incrementarla a una capacidad instalada de 940,000 “cajas unitarias” con una capacidad operativa de 740,000 “cajas unitarias “; que se llevaría a cabo en tres turnos; toda vez que actualmente se trabaja en dos turnos con una capacidad total de 530,000 “cajas unitarias” y una capacidad operativa promedio de 380,000 “cajas unitarias ” por mes. El estudio termina comparando los costos de transporte de 500,000 “cajas unitarias” promedio de las bebidas gaseosas envasadas en botellas de plásticos que son proveídos desde la ciudad de Lima, versus el costo de incrementar un tercer turno en nuestra planta con el fin de producir parte de este requerimiento mensual. / Tesis

El presente trabajo de investigación ha sido desarrollado en una empresa de servicio dedicada a la venta de repuestos, equipos y servicio de mantenimiento de aire comprimido; en donde cuenta con un (01) técnico para realizar el trabajo de mantenimiento de los compresores. El objetivo del estudio ha sido realizar una simulación donde se incorpore el ingreso de un (01) técnico adicional; siendo ahora dos (02) técnicos trabajando para cumplir con la meta trazada mensualmente por la empresa; para lo cual se efectuó un diagnóstico del área de servicio de mantenimiento de los compresores; además se calcularon los indicadores de eficiencia, producción y productividad de MO y acto seguido la simulación y el análisis costo beneficio en el software ProModel para dicha área y validar los resultados respectivos comparando indicadores. Lo cual permite un impacto positivo para la empresa Sullair del Pacífico SAC; puesto que permitirá incrementar su productividad en un 45%.