Los rubros que demandan mayor cantidad de inversión en minería superficial son los de carguío y acarreo, es por ello que muchas empresas contratan empresas especializadas para realizar estos procesos. Estas empresas trabajan bajo contratos con los titulares mineros, para los cuales realizan un presupuesto según el servicio a prestar. La precisión del contrato es de vital importancia ya que permite la asignación de recursos para determinado servicio, un mal presupuesto puede ocasionar millonarias pérdidas para la contratista. En el presente estudio se desarrolló un simulador como herramienta de apoyo para la estimación del tiempo del ciclo de acarreo, necesario para la realización de presupuestos. Esta aplicación permite realizar simulaciones de las rutas de un proyecto o una operación en marcha, permitiendo obtener ciclos de transporte. Los resultados son medibles y pueden ser comparados para elegir la mejor opción. También se presenta un módulo de control para el sistema de carguío con palas que determina el tiempo de carguío y que muestra el análisis de sacrificio de pase para ser aplicado en las situaciones donde se requiera recuperar el ritmo de producción y evitar las colas de espera en la zona de carguío. De este modo fue como se estableció el tema de la presente investigación: diseñar, validar e implementar una aplicación para la simulación del proceso de acarreo. Se espera que el usuario cuente con una estimación más precisa para realizar ofertas más confiables y competitivas. / Tesis

Ingeniera Civil de Minas / En la gran minería, uno de los mayores desafíos son las oportunidades de mejora en operación y planificación, pues presentan un gran ahorro para la compañía. El estudio realizado en esta memoria se lleva a cabo en Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi, ubicada en la comuna de Pica, región de Tarapacá. En él se planteó el desarrollo de un modelo de cálculo de equipos de carguío y transporte. El primero, para determinar si con la capacidad de carguío disponible se lograban los planes de corto plazo con una buena adherencia e inclusive, para modificar la asignación de palas a las fases, para ir en busca de lo anterior. El segundo, para determinar la cantidad de camiones que requería el movimiento de dichos tonelajes, como información retroactiva al plan mensual. Se obtuvo que para el modelo de cálculo de equipos de carguío de asignación manual el tonelaje alcanzado era de 94.7% con respecto al reportado, con una variación en el tonelaje no mayor a 10% por fase. En cuanto al modelo de carguío de asignación automática posee un tonelaje de 102.4% con respecto al planificado, con un límite de cumplimiento inferior de 95% y superior de 118% en todas las fases. Cabe mencionar que estos modelos se diferencian entre sí en el enfoque que poseen: el primero busca verificar una capacidad de carguío dada una asignación de palas, mientras que el segundo pretende generar una asignación óptima en base a la adherencia del tonelaje de las fases y total. Con respecto al modelo de cálculo de camiones, se obtuvo una variación en la cantidad de estos (considerando el tonelaje proveniente del modelo de carguío manual) al ser comparados con los asignados por despacho de -9.0%. Posteriormente, se toma esta cantidad como base para calcular los camiones asignados por el modelo automático, obteniéndose una disminución en la flota hasta lograrse un -4.8%. A pesar de que estas cantidades generan una variación no menor en la cantidad de camiones por fase, se considera que el modelo fue capaz de cumplir los objetivos establecidos utilizando las herramientas disponibles y tomando en cuenta la cantidad de variables que influyen en él. Por último, se plantea que con una precisión mayor al 90% en todos los modelos generados, estos servirán como apoyo para el usuario en su labor diaria, pero deben ser usados de manera criteriosa por parte de este.

La Tesis se resume en la implementación de métodos de control, alternativas de solución para la mejora de la productividad, en base al análisis de las operaciones en función del tiempo, ya que como sabemos el acarreo y transporte son variables que influyen en forma prioritaria en la reducción de costos. Inicialmente se analizaran los factores que afectan positiva y negativamente la productividad de la operación de acarreo y transporte (línea base), los métodos de trabajo, y los sistemas de control (en caso se cuente con los mismos o si sería necesario una implementación), a este análisis acompañaremos una propuesta de solución a la actividad que genera un mayor tiempo improductivo en el proceso, finalmente se propondrá una Guía para la optimización de flota en minas subterráneas con similares características que la mina analizada (Cía. Minera Condestable S.A.). Finalmente los logros alcanzados han sido producto de: - Apoyo y confianza de la alta gerencia. - Responsabilidad, apoyo, motivación y trabajo en equipo de todo el personal. / Tesis

No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El objetivo principal del presente Trabajo de Título es proponer y evaluar un procedimiento de cálculo para el análisis dinámico en sistemas de cañerías de transporte de pulpa de cobre, que permita establecer criterios de diseños alternativos al análisis estático equivalente y que sea aceptado por las normas existentes referidas al tema. Debido a la naturaleza dinámica del diseño sísmico y considerando que un sismo es una excitación aleatoria de frecuencias y diferentes niveles de aceleración, sus efectos pueden ser expresados adecuadamente por un espectro de respuesta. Este, muestra que las fuerzas experimentadas por la cañería durante un sismo no sólo son función de su magnitud, sino además de las formas de vibración natural del sistema en análisis. Se realizó una caracterización del movimiento de un sismo de un lugar geográfico de interés y se representó en forma de espectro de respuesta para el análisis, como dicta la norma. Se establecieron las ecuaciones fundamentales que caracteriza el fenómeno, se procedió con el análisis modal clásico, obteniendo la máxima respuesta de cada modo de vibración. Estas respuestas modales fueron combinadas para obtener la respuesta sísmica total sobre el sistema. Finalmente se comparó los resultados obtenidos mediante este procedimiento con los valores que resultan del modelo simplificado de cargas estáticas que representan al sismo, obteniendo una disminución significativa en algunos valores sobre las restricciones y en los niveles de esfuerzo interno del sistema, según la norma B31.11. El resultado final es la obtención de un criterio de diseño alternativo y mejorado del análisis estático equivalente, que incrementa la comprensión del fenómeno, permitiendo la reducción del nivel de cargas de diseño sobre la estructura de soporte y reducción del factor de seguridad aplicable al diseño del sistema.

En la minería subterránea el manejo de minerales es una de las actividades más incidentes en la productividad y el costo de operación de la mina, principalmente por la gran cantidad y variabilidad de recursos involucrados. Es por esto que, en los últimos años, gran parte de las innovaciones tecnológicas apuntan a esta actividad. A medida que las operaciones mineras mediante block caving se han ido profundizando, se ha encontrado con la presencia de rocas más competentes, conocidas localmente como roca primaria, caracterizada por resultar en una granulometría mayor con respecto a la roca secundaria. Esto ha generado un impacto negativo en la productividad de los sectores productivos. Por estas razones, la motivación de este trabajo de título fue buscar una mejora de los parámetros productivos mediante el uso de un transportador de cadenas o Panzer. Se plantearon diseños que consideran su uso en un nivel de acarreo, alimentado por equipos discretos LHD´s mediante un pique de traspaso de corta longitud. Para ello, fue necesario desarrollar una metodología para determinar el diseño óptimo para una capacidad productiva determinada. Así, se obtuvieron diferentes diseños geométricos para distintas capacidades de LHD, determinados por el número y longitud de calles relacionadas a un Panzer, y el largo necesario del equipo Panzer. Ya una vez con los diseños, se pudo evaluar teóricamente la capacidad productiva, obteniéndose valores de rendimiento de palas sobre 300 tph y velocidades de extracción por sobre los 2,0 (t/m2d), dependiendo de algunos factores como la disponibilidad, utilización, el diseño de malla de extracción y de la capacidad del equipo LHD. Para poder aumentar la productividad de las palas LHD fue necesario optar por diseños con longitudes de calles de producción cortas, en torno a los 50 (m), minimizando así la distancia media de acarreo. En otras palabras, se transfiere gran parte de la labor de acarreo de minerales de las palas al Panzer. La distancia media de acarreo de las palas se puede considerar como una condición para obtener los diseños LHD-Panzer. La confiabilidad de los diseños, desarrollado en un capítulo anexo, muestra que es improbable llegar a la meta productiva bajo índices productivos altos de rendimiento de palas y velocidad de extracción. Luego, para mejorar la productividad no solo basta con mejorar los diseños, sino también todas aquellas actividades, como el cachorreo y la fortificación por mencionar algunos, que son complementarias en la actividad minera.

Ingeniero Civil de Minas / En la gran minería del cobre a cielo abierto son los sistemas pala-camión los ampliamente usados para realizar la labor de carguío y transporte. Actualmente este ítem abarca cerca del 50% de los costos de operación, donde las principales mejoras se logran a través de una gestión óptima de la disponibilidad, confiabilidad y mantenimiento del sistema. El principal objetivo de este estudio es encontrar los cambios operacionales que tengan mejores resultados sobre las detenciones programadas de cambio de turno y colación, y cómo estas afectan en la productividad diaria del sistema de carguío y transporte. La metodología del estudio corresponde a una limpieza de los datos disponibles siguiendo restricciones físicas, luego un análisis exploratorio descriptivo y analítico modelando la relación entre las detenciones en estudio y la productividad diaria. Luego se realiza un modelo de simulación dinámica de eventos discretos que emula la realidad del sistema en estudio, el cual es validado y calibrado con la información que se tiene del sistema real. Los resultados indican que se observa que los días de mayor productividad son aquellos que poseen la menor duración de las detenciones en estudio, entre otros factores. El modelo permite construir nuevos escenarios a partir del caso base, donde se agregan cambios operacionales ligados a agregar la posibilidad de que los camiones puedan realizar cambios de turno cargado, que se varíe la posición del estacionamiento respecto al chancador y el cambio del tipo de camiones. Los escenarios con cambio de turno con los camiones cargados y donde estacionamiento está más cercano al chancador, aumentan la productividad diaria y disminuyen el total de las detenciones en estudio. Por otra parte, al cambiar el tipo de equipos de transporte hacia uno de mayor velocidad se logra que las detenciones disminuyan, mientras que un análisis en la productividad diaria no es posible de realizar debido a que es necesario cambiar la flota de transporte. Finalmente se recomienda realizar la implementación de que el camión pueda realizar el cambio de turno cargado y además acercar el estacionamiento al chancador. El resultado de un escenario combinando ambas estrategias logra un aumento de un 4.2% en la productividad diaria y disminuye en un 10.6% la duración de las detenciones. Esto se traduce en un aumento del beneficio económico de 4.07 MUS$ mensualmente. Con los resultados obtenidos se logró encontrar un escenario que aumenta la productividad, y en consecuencia, agregar valor a un sistema ya en funcionamiento, cumpliendo así el principal objetivo del estudio. Es posible completar un estudio de este tipo agregando más información detallada ligada a las detenciones estudiadas, pudiendo realizar análisis estadísticos específicos y el modelo de simulación pueda ser calibrado en base a estos datos.

Ingeniero Civil Mecánico / El presente trabajo consiste en el rediseño de un punto de transferencia que presenta problemas de atollo. Dicho elemento forma parte de un sistema de correas transportadoras en una operación minera de cobre, específicamente, la línea que conduce el mineral chancado a la pila de lixiviación, en que el material manejado es altamente cohesivo. Se utilizó el Método de Elementos Discretos (DEM por sus siglas en inglés) como herramienta de diagnóstico de problemas en el punto de transferencia de estudio, y en la validación de su rediseño. Todo esto mediante simulaciones en el software libre LIGGGHTS. Desarrollar una simulación DEM es un proceso complejo, ya que para reproducir el comportamiento del material de estudio, se dispone de modelos considerablemente simplificados, lo que se debe principalmente a limitaciones computacionales, en que modelos más sofisticados no podrían ser calculados o incrementarían en exceso los costos de la simulación. Para manejar esto, se lleva a cabo una metodología de estudio del material y de la aplicación con la que se está trabajando, lo que finalmente entrega como resultado información para escoger parámetros de entrada en el software (propiedades del material, modelo de contacto, forma de partículas, etc.) que reproduzcan de manera adecuada el comportamiento real del material. Dicha metodología, consiste en una serie de ensayos de laboratorio, simulaciones computacionales y análisis de los sistemas involucrados con el material. Particularmente, para el caso de estudio de este trabajo, se aplicó la metodología de estudio del material (a mineral de cobre chancado) y de la aplicación en cuestión (punto de transferencia con problemas de atollo), con lo que se logró determinar y validar los parámetros que reproducen el comportamiento del material en LIGGGHTS. Posteriormente se procedió a diagnosticar los problemas del punto de transferencia, en que la información obtenida fue utilizada para llevar a cabo el rediseño, considerando además, los criterios de diseño en puntos de transferencia hallados en bibliografía. Por último se evaluó el rediseño mediante simulaciones llevadas a cabo en LIGGGHTS, en las que se reprodujo condiciones nominales y críticas, para la operación y propiedades del material. Se obtuvo que el caso nominal presentó un funcionamiento adecuado en todos los parámetros evaluados, entre los más importantes se tienen los ángulos y velocidades de impacto del material con el chute y con la correa, espacio suficiente para el flujo de material en sección transversal del chute, y carga centrada del material en correa de recepción. Para el caso crítico, este no presentó atollo, ni dificultades para continuar en funcionamiento.

Ingeniero Civil / En el proceso de diseño de sistemas de transporte de concentrado de mineral, es primordial contar con una metodología base para el cálculo hidráulico que se ajuste al comportamiento que tendrá el sistema cuando entre en operación. En particular, el cálculo de la pérdida de carga en concentraductos impacta en la selección de equipos de bombeo, como también en la selección de espesores de la tubería y en el diseño de estaciones de disipación. Esto afecta el costo de inversión del proyecto, como también los costos operacionales que tendrá durante su vida útil. Este trabajo comienza con una revisión bibliográfica sobre los métodos de pérdida de carga friccional en mezclas sólido-líquido transportados por tuberías. Enfocándose en los supuestos que cada método utiliza en su construcción, se elige el método de Wasp como un buen punto de inicio de comparación y análisis de la dependencia que tiene sobre ciertos parámetros. La definición de estos parámetros es usualmente el principal desafío de un proyecto de ingeniería del diseño de un mineroducto y sus elementos importantes. En base a evidencia empírica correspondiente a datos operacionales de pruebas en un sistema de recirculación de concentrado de bauxita o circuito de prueba, se calcula la pérdida de carga friccional y se compara con la predicción entregada por diferentes formas del método de Wasp, entregándose finalmente una recomendación respecto del método que presente el mejor ajuste. El análisis metodológico se basa en la bibliografía disponible aplicable al cálculo de la pérdida de carga de mezclas sólido-líquido, donde es posible notar la baja cantidad de información de laboratorio o de instalaciones en faenas mineras de cobre, hierro o bauxita (presentes en la industria minera sudamericana), en claro contraste con otras actividades como dragado o extracción de crudo de cobre en diferentes lugares del mundo. Los datos de laboratorio de autores cuyos trabajos integran las bases teóricas del diseño de concentraductos están construidas sobre experiencias con materiales como mezclas de agua con arenas, grava y carbón, relave de zinc actual en compañías de ingeniería en Chile y el mundo. Esto genera la necesidad de crear factores de ajuste usualmente aplicados a través de función lineal. A la luz de lo anteriormente expuesto, nace la necesidad de, en primer lugar, evaluar el desempeño de las pruebas de datos operacionales disponibles . Luego, de acuerdo a las bandas de error obtenidas y la variabilidad de los parámetros de cada método, se ha optado por presentar un modelo semi-ajustado basado en el método de Wasp, y otro ajustado, de acuerdo a la bibliografía consultada, para posteriormente evaluar y proyectar la continuidad en futuros trabajo dirigido a modelos que representen cada vez de mejor manera este fenómeno.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / En la gran minería del cobre de cielo abierto, el desempeño de la flota de camiones es determinante en la rentabilidad de la operación. El transporte de mineral desde la mina hasta la planta es un proceso comandado mayormente por personas. Estas personas, arriba de grandes camiones mineros, deben enfrentar todo tipo de distracciones, peligros, y además, deben desarrollar su actividad en condiciones ambientales adversas. Es el desempeño de estos operadores la que condiciona la productividad de la mina, y son por supuesto sus conductas las que afectan la seguridad de personas y la integridad de los equipos. Esta tesis se hace cargo de diseñar una metodología analítica para identificar a los operadores de camión que tienen brechas en su desempeño, ofreciendo con esto un instrumento de gestión que permite enfrentar de manera focalizada los recursos de entrenamiento, y disminuyendo las mermas de productividad. Gracias al uso y procesamiento de grandes cantidad de datos, provenientes de tanto del sistema de signos vitales de los camiones mineros, como del sistema de despacho de la flota, es posible reconocer las pérdidas de eficiencia de la flota, y la contribución que tienen los operadores de camión a estas pérdidas. Se presenta además un diagrama de visualización de velocidades georreferenciadas que permite reconocer condiciones en las rutas con brechas de velocidad, producto de interferencias, o deficiente gestión de caminos. En este trabajo se presentan propuestas de reportes analíticos que demandan un esfuerzo no menor de integración datos, y de crear estructuras de gestión que utilicen esta nueva información. Estos nuevos reportes, que permitirán cuantificar algunas de las más grandes pérdidas de eficiencia de la flota - imputables a la conducta de los operadores - son el producto de una iniciativa de la superintendencia de mina, la cual se espera se implemente durante el año 2016. / 19/11/2019

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 31/8/2020. / Ingeniera Civil en Minas / La faena Los Bronces se encuentra en plena cordillera de Los Andes a aproximadamente 3.600 m.s.n.m. La operación de la mina se ve afectada por las difíciles condiciones climáticas y geográficas que disminuyen la productividad de ésta. El objetivo principal de esta memoria consiste en plantear sistemas de transporte alternativos al actual (pala/camión) que permitan una continuidad operacional en la faena para un circuito Stock (ROM)/Chancado y su evaluación técnica y económica. La metodología para cumplir con lo anterior consistió en el análisis de 3 escenarios: simulación del caso base, factibilidad técnica y simulación de camiones autónomos y diseño de un sistema de transporte por correas. Los resultados de la simulación del caso base indican que se necesitan 2 camiones operando en este circuito para cumplir con el movimiento diario requerido por plan. Para los camiones autónomos en cambio se obtuvo que el cumplimiento del movimiento diario depende del número de veces que se detiene el camión en el circuito y se presentan otros problemas técnicos para su implementación al requerir un área cerrada para la operación de estos. Sin embargo, pese a lo anterior operar el circuito con 2 camiones autónomos en condiciones de mal tiempo (28 días al año) y el resto del año con operación manual sí genera un beneficio adicional, pero este sólo es un 8% mayor al del caso base en el mejor caso que es no detenerse nunca en el circuito. Por último, para el sistema de correas se tiene que se genera un VAN mayor en un 22% que el del caso base. Esto se debe a que los costos de operación son casi 5 veces menores en relación con los costos de operación del sistema pala/camión. Dado lo anterior, se concluye que un sistema de correas es una alternativa de transporte mejor que el sistema actual, sobre todo si se piensa en tener un sistema confiable que asegure la continuidad operacional. La elección y configuración del sistema de correas definitivo debe ser determinado en un estudio de factibilidad realizado por la empresa en cuestión, ya que este estudio sólo es a nivel conceptual.