Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Eléctrica / La automatización de la maquinaria dentro de la minería es una tendencia que ha cobrado mayor importancia con el transcurso del tiempo, principalmente por el ambiente peligroso e impredecible en el que deben ser manejadas, lo que genera una serie de riesgos para los operadores manuales de los equipos. Lo anterior sumado a los potenciales beneficios económicos por aumento del factor de utilización, reducción del desgaste de los componentes y operación eficiente de la máquina, hacen del concepto de la minería autónoma una promesa interesante. El objetivo de este trabajo es crear un detector de anomalías para el proceso de carguío autónomo de maquinaria minera, en donde la anomalía se define como la necesidad de impactar más de una vez contra la pila de recolección para llenar el balde del cargador. Para esto se utilizaron los datos de operación obtenidos de un cargador LHD utilizado en la minera 'San Gerónimo'. Debido a la complejidad física de estos sistemas, se utilizará un modelo no paramétrico para la modelación del proceso, el cual corresponde a un modelo basado en similitud (SBM de sus siglas en inglés). Se creará una metodología para obtener un modelo que contengan las variables explicativas del proceso y con el que se pueda generar una rutina de detección que avise al operario en caso de que las señales medidas mientras carga sean similares a las caracterizadas en el modelo SBM como anomalía. La metodología propuesta en este trabajo fue probada con los datos obtenidos en la minera, con los cuales se obtuvo un error de un 7,5% en la detección de carguíos anómalos. También se probó la metodología con datos de carguío manual, en donde un operador manejaba en la mina el cargador de forma remota. En este caso los resultados no fueron tan positivos como en el caso autónomo, en donde se consiguió que el detector errara en promedio un 23,3% de las veces que fue probado. Como principales conclusiones, se verifica el uso de modelos no paramétricos para la caracterización de procesos multivariables, sin embargo la metodología desarrollada sólo es aplicable a la maquinaria estudiada. También se destaca la importancia de datos variados para la creación de los modelos, es decir, que contengan diferentes puntos de operación del proceso. En particular en el caso de los carguíos autónomos, existe una mayor complejidad para caracterizar el carguío, dado que se necesita recolectar los datos de muchos operarios para tener una matriz de entrada rica en información, no así en el caso autónomo donde el hecho de utilizar una secuencia programada reduce la cantidad de datos necesarios para la modelación.

Magíster en Minería / La minería a cielo abierto se caracteriza por sus grandes volúmenes de producción, los cuales hacen posible la operación de minas con bajas leyes, altos costos de inversión, crecientes costos operativos y la reducción de la productividad debido a la profundidad de los rajos; a todo esto se suma la complejidad para administrar grandes flotas de camiones de alto tonelaje. Es por ello que en la actualidad se hace determinante el uso de tecnologías correctas en las actividades de mayor incidencia en el costo mina. El principal objetivo de este trabajo es el desarrollo de una metodología adaptable al mundo minero polimetálico usando In-Pit Crushing and Conveyors (IPCC), ya que ofrece diversas configuraciones para su aplicabilidad, convirtiéndola en una opción atractiva. Se inició con un estudio pormenorizado del transporte de materiales, sintetizando sus variables más influyentes, como es el costo del combustible. Posteriormente se avaluó la evolución del costo mina en función de la profundidad. Ésta fue desarrollada en base a simulación del sistema tradicional de carguío y transporte, considerando el consumo de combustible para la flota de camiones. Luego para el modelamiento del costo mina se partió de la premisa que el costo de combustible representa un 25% del costo mina, para proseguir con la optimización, agentamiento y evaluación de cada escenario. Dentro de los resultados obtenidos se puede apreciar variaciones en el material a remover tanto en mineral como en desmonte. El costo de capital mayor del IPCC es abatido por la vida útil del mismo y los menores costos operativos asociados a su uso. Es por ello que en el caso de los chancadores semi-móviles y especialmente en los semi-fijos es de suma importancia su ubicación óptima dentro del yacimiento y no solo a partir de una evaluación de costos, sino también en base a una evaluación de VAN. Según sea el caso hay la posibilidad de un reemplazo total de la flota de camiones por las correas transportadoras y los chancadores móviles. Todo esto conduce a una reducción significativa del costo mina según la configuración del IPCC, también queda susceptible a la coyuntura actual de precios del petróleo, la fuente y suministro energético del país. Finalizamos recomendando el uso de los gráficos como referencia para evaluaciones relacionadas al uso de esta metodología, además de realizar estudios más profundos.

En la industria minera la planificación sustenta la renta posible de capturar a través de la explotación de un recurso natural, según los lineamientos de cada empresa. Las directrices de una operación de extracción, deben ser eficaces y eficientes en la utilización de los recursos con los que se cuenta, de modo de cumplir con los requerimientos de producción y así capturar la renta objetivo. En este esquema, la misión de los sistemas de despacho es servir de herramienta para acercar los procesos de carguío y transporte al nivel óptimo de utilización de recursos, el cual se denomina como la frontera de producción. Este trabajo detecta el potencial de mejora que existe en la utilización de los sistemas de despacho de minería a cielo abierto, donde se pone en evidencia la brecha entre la realidad y la frontera de producción, lo que permite evaluar la forma en que se está operando y reformular la gestión si es necesario. El análisis diagnostica las deficiencias en la utilización de los sistemas de despacho. Además, se desarrolla una metodología que permite cuantificar el costo de oportunidad asociado a las consecuencias de una utilización ineficiente del sistema. La metodología se aplica en un caso de estudio, en el cual se observa el nivel de costos asociados a la brecha entre las configuraciones reales y el nivel óptimo para algunos turnos. Luego, mediante una simulación se evalúa el costo sobre periodos más extensos con correspondiente impacto en el flujo de caja. Este trabajo permite concluir que existen oportunidades en la utilización de los sistemas de despacho, junto con la importancia de considerar este costo y de reducirlo reevaluando la forma en que se configura la flota de transporte.

No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / Este trabajo busca identificar los factores y prácticas operacionales de mayor incidencia en el rendimiento de camiones y palas (equipos productivos), y realiza un análisis de las prácticas operacionales del sistema pala-camión buscando cuantificar las correlaciones entre estas prácticas y como afectan la productividad del carguío y transporte. A través del análisis anterior se pretende mejorar el área de capacitación de Minera Escondida por medio de un modelo de gestión. El modelo tiene como objetivo la reinstrucción planificada de operadores de carguío y transporte dando como resultado un aumento de la producción mina. La planificación de la reinstrucción se basa en un principio fundamental: encontrar al operador con mayor oportunidad de mejorar y reinstruirlo. Se consideró la información del sistema de despacho (Dispatch de Modullar) como herramienta comparativa del potencial de mejoramiento de los operadores. Se utilizó un periodo de 613 días de medición de modo tal de que los datos sean representativos. Se segregaron aquellas variables que mejor representaran las buenas o malas prácticas de los operadores. Para la operación de carguío se analizaron 4 variables: El rendimiento de la pala (en toneladas por hora efectiva), a través de un límite operacional que caracteriza a los valores demasiado bajos como fallas operacionales. Los tiempos de espera de arreglo de piso, arreglo de frente y traslado corto de la pala, a través de un límite operacional que caracteriza a los valores demasiado altos de tiempos de espera como fallas operacionales. Para la operación de transporte se analizó como variable comparativa el tiempo que demora el camión en posicionarse en la frente de carguío. Se pudo probar que, en la medida en que el operador completa más circuitos por turno, el tiempo de posicionamiento tiende a ser menor. Por lo tanto se utilizó un límite operacional, en función del número de circuitos por turno, que caracteriza a los tiempos de posicionamiento demasiado altos como fallas operacionales. La dependencia de las operaciones de carguío y transporte obliga a relacionar las variables en la comparación de operadores. La calidad de los posicionamientos del camión en la frente afectarán la comparación de operadores de pala y la calidad de los pisos de las frentes de las palas afectarán los tiempos de posicionamiento del camión. Esto permite organizar un plan de reinstrucción objetivo. Finalmente se recomienda utilizar el modelo para más variables productivas, agregar variables de daño de equipo que inciden en los costos y considerar el uso de simuladores para una línea base de operación más detallada.

Ingeniero Civil de Minas / En la minería a gran escala, siempre se presentan oportunidades para mejorar los índices de producción. El estudio realizado en esta memoria se lleva a cabo en Minera Los Pelambres, ubicada en la región de Coquimbo, provincia del Choapa. Pelambres se encuentra en un proceso de cambio de la reportabilidad, ya que se estandarizaron los índices operacionales para todo el grupo minero (AMSA) para identificar buenas prácticas entre las distintas faenas. El presente estudio tuvo como línea de trabajo la identificación de desafíos operacionales para lograr aumentos en la Utilización Efectiva en Base a Disponibilidad (UEBD). El trabajo de la memoria se acotó al estudio de las operaciones de transporte y palas de cable eléctricas de la operación de carguío. Además, se enfocó el análisis en las demoras y pérdidas operacionales. Para desarrollar el estudio, se realizó un análisis estadístico de datos obtenidos de Dispatch®, junto a un levantamiento de datos en terreno de tiempos medidos por el estudiante, identificando los eventos operacionales y prácticas que generan una baja en la UEBD. Se identificaron 13 desafíos operacionales (4 para chancado, 7 para transporte y 2 para carguío), para los cuales se presentan 15 propuestas de mejora (5 para chancado, 8 para transporte y 2 para carguío). Además, se plantean 4 necesidades que presenta el área de despacho y 5 necesidades para el área de operaciones (Instructores Mina). De estas propuestas, se evalúa la opción de instalar un sistema de visión integral en las palas de carguío y un sistema de monitoreo en tiempo real de detección temprana de caída de elementos de desgaste (GETS) en los baldes de las palas. Con el proyecto se pretende monitorear los elementos de desgaste de baldes de pala y prevenir que lleguen a chancado y produzcan detenciones no programadas asociadas a pérdidas operacionales y de producción. En base al análisis técnico y económico realizado al proyecto del sistema de visión, se concluye que es viable y que se recuperarían aproximadamente 4.5 días de tiempo efectivo a la flota de carguío al año. También se tiene una disminución del tiempo de pala esperando camión de 2 min/ciclo a 1.2 min/ciclo, lo que implica una mejora en la UEBD de un 1%. Se recomienda a la empresa realizar un estudio de las propuestas de mejora presentadas en esta memoria para su futura implementación, puesto que se mejorarían los tiempos efectivos de las diferentes áreas.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / Durante éste trabajo se abordará el análisis de diferentes alternativas que permitan aumentar la capacidad de carguío y transporte de una faena minera productora de cobre. El escenario actual del precio del cobre ha llevado a que cuerpos mineralizados que hasta hace un poco tiempo atrás no presentaban atractivo económico para su explotación y procesamiento, hoy y en el futuro mediano plazo, se han transformado en proyectos rentables que ameritan su realización. Sin embargo, se siguen manteniendo algunas características propias de cada cuerpo, como por ejemplo, su razón estéril/mineral, la cual es mayor (sobre 2.5) que la histórica de la faena durante sus 15 años de vida. Para lograr incorporar estos cuerpos en los planes mineros, por lo tanto, se requiere aumentar la capacidad de carguío y transporte existente en la faena, para así lograr desarrollar estos nuevos sectores y poder alimentar a planta el mineral allí presente. Las opciones para disponer de una flota extra de carguío y transporte son: compra equipo nuevo, arriendo de equipo nuevo, leasing, o la contratación de un servicio integrado de carguío y transporte que se cancele por hora de operación. La incorporación de estos cuerpos permitirá extender la vida útil de la actual operación hasta el año 2017 (a la espera de la incorporación de nuevos proyectos). Este período de tiempo (5 años, entre 2013 y 2017) es una de las variables que influirá en la selección final del mejor escenario. Junto con lo anterior, otras de las variables será el período de entrega de los equipos nuevos, lo cual bajo el escenario del mercado actual, se transforma en una valla importante. Todo lo anterior, busca extender la vida de la faena a través de una explotación rentable, a la espera del desarrollo y aprobación de un proyecto que involucre los recursos de sulfuros ya identificados en el área, los cuales extenderían la vida por más de 15 años. Para satisfacer el programa de producción vigente, el movimiento mina aumenta entre 2013 y 2016. Para afrontar este desafío, durante 2013 se debe contratar un servicio integral de carguío y transporte, ya que los plazos de entrega de equipos consideran más de 12 meses. Luego, desde el segundo año en adelante, la mejor opción es tomar un contrato Leasing, ya que si bien es marginalmente más cara que la opción de arriendo, permite tomar la opción de compra a un valor conveniente de un equipo con una vida útil remanente importante, lo que ante efectos positivos de nuevos escenarios futuros puede transformarse en la mejor opción. Finalmente, durante 2013 deben ejecutarse una serie de obras de infraestructura para recibir a los nuevos operadores en 2014: campamento, casa de cambio, choquera, entre otros.

Ingeniero Civil de Minas / Ante el adverso panorama económico actual en la industria minera en Chile, se hace necesario comenzar a ocuparse sobre el cómo revertir esta situación. En este último escenario descrito es donde aparece la denominada Productividad, que básicamente (en minería) dice cuánto material es extraído/movido por cantidad de personal. Autores como Ernst & Young, resaltan la importancia de aumentar la productividad comenzando desde la semilla, desde el corazón de la operación en el caso de la minería, es decir, desde los operadores. Ellos son los que finalmente ejecutan los procesos mineros diariamente y muchas veces no saben la repercusión que tiene su actividad. La importancia del empoderamiento del operador es clave para lograr un aumento en la productividad y es importante definir los indicadores claves de desempeño (KPI) del proceso por los cuales los operadores podrán medir y evaluar su rendimiento. En el caso de este trabajo, se centra en operadores de Carguío y Transporte, y los indicadores que serán medidos serán los tiempos de aculatamiento y velocidades para el caso de operadores de transporte, y tiempos de carguío y rendimientos efectivos para el caso de operadores de carguío. En el caso exclusivo de Los Bronces, el análisis de estos KPI se realizará para las flotas de Palas Eléctricas Bucyrus/CAT (de 60 y 73 yd3) en combinación con camiones Komatsu 930E y CAT 795F. La razón es de esto último es porque son los equipos que extraen más del 85% del material de la mina y, por ende, los más importantes que se deben controlar. Es por todo lo anterior que esta memoria se centró en generar una plataforma computacional capaz de ayudar al trabajo del Departamento de Capacitación de Mina Los Bronces, cuyo objetivo es entrenar, instruir y capacitar a sus operadores, con el fin de lograr una operación de excelencia, eficiente y, por sobre todo, segura. Esta herramienta fue construida con información en base a distintas consultas programadas mediante el lenguaje SQL y que son exportadas mediante la plataforma Powerview a un formato Excel tabulado con campos que serán necesarios para la medición de cada KPI. Los KPI escogidos fueron sometidos a un análisis estadístico y, en el caso de tiempos de carguío y aculatamiento, mediciones en terreno, con el objetivo de establecer rangos reales para los valores de los indicadores, de manera de plasmarlos en las consultas programadas y eliminar outliers para cada KPI. La información utilizada como base para el estudio se encuentra entre el 1 de Enero 2014 hasta el 30 de Septiembre 2015. Finalmente, se tiene como resultado una herramienta computacional capaz de mostrar gráficamente las mediciones de los indicadores de carguío y transportes. En esta plataforma se puede revisar el performance de un operador y comparar con la media total de los operadores, lo que ayudará a identificar las brechas más notorias y ayudar a Capacitación Mina en la planificación del trabajo. Además, se puede filtrar por tipo de equipo (camión y/o pala), fechas y ver detalladamente el comportamiento del indicador en un período objetivo (día, mes o año). La versatilidad de esta herramienta permitirá sentar bases para futuros desarrollos y aplicaciones a otros procesos mineros.

Ingeniero Civil de Minas / Ingeniero Civil Industrial / La presente memoria tiene como finalidad generar una herramienta de gestión de costos que permita en diversos niveles de la Organización, lograr el cumplimiento del budget comprometido para el presente año fiscal 2013 en Minera Escondida Limitada. La operación unitaria con mayor impacto en el costo mina es el transporte de material, cercano a un 45% del costo total, el cual, actualmente presenta ciertas desviaciones por la falta de información del comportamiento de la mina diariamente. Esto en su generalidad se debe a las altas leyes del yacimiento y la necesidad de cumplir con el plan de producción. En este trabajo se identifican claramente los factores operacionales y de costos que impactan en el transporte de materiales interior mina. Se desarrolla un árbol de decisiones conectado naturalmente a las distintas bases de datos, llevando control estadístico de los factores operacionales y de costos identificados anteriormente. Se identifican cuáles los controles y/o decisiones estratégicas para ayudar a revertir, controlar, apaciguar el impacto en el costo de la operación mina. Con esta herramienta implementada, se presenta el ahorro alcanzado y se gatilla la oportunidad de mejora referente al control y gestión de los factores operacionales y de costos, en relación a la falta de tecnología, sistemas de apoyo y reglas de decisiones a seguir.

La mina subterránea del norte actualmente cumple con el tonelaje de producción planeada, el cual es de 1,500 t/día, la problemática surge porque se está obteniendo leyes de cabeza muy por debajo de lo planeado, tal como lo muestran los reportes de la planta concentradora mediante los balances metalúrgicos, por lo tanto esto está comprometiendo seriamente en la producción de finos estimada para este año. El presente trabajo demuestra que tanto la dilución estimada y la sobre dilución son factores principales que originan la disminución en la ley de cabeza, para el cálculo de la sobre dilución, se tuvo en cuenta la diferencia entre dilución operativa real y la dilución operativa de diseño, para lo cual se realizó un seguimiento puntual en campo durante un periodo de tres meses, de tres labores de explotación cuyo método es el de corte y relleno ascendente. Al realizar el cálculo de las leyes y tonelajes tanto de lo planeado y lo ejecutado se nota una gran diferencia entre las leyes de cabeza y tonelaje, esto debido principalmente a la sobre dilución, la cual ha sido medida en campo. Con el objetivo de lograr una mejor ley de cabeza sin alterar el ritmo de producción actual de 1,500 t /día, surge la necesidad de elaborar el presente proyecto, el cual presenta algunas alternativas de mejora puntuales pero muy significativas como realizar un ajuste en la sección de diseño, se propone la sección de 3.5x3.5m con lo cual la explotación sería más selectiva, esto lleva a un nuevo análisis en los equipos de producción, ciclo de minado, estimación de reservas, inversiones y análisis económico del cual se obtendrá un nuevo Valor Presente Neto que corrobore esta alternativa de mejora que se está proponiendo. Finalmente, se realizó una evaluación (trade off) de productividad actual vs selectividad (propuesta), poniendo en práctica lo descrito en el proyecto. El resultado de ambos análisis económicos nos ayudó a poder determinar la mejor alternativa y tomar una decisión. / Tesis

El siguiente trabajo de investigación desarrolla un modelo a seguir para aplicar los conceptos de la simulación de sistemas a un sistema de carguío y acarreo en una operación minera a tajo abierto en el sur del país. En el capítulo 1 se realiza una introducción en la que se hace un breve resumen de la situación económica actual del país y de las perspectivas que se tienen para los próximos años. Además de mencionar el auge del sector minero a lo largo de los últimos años y de las perspectivas que se tienen para el sector. El capítulo 2 desarrolla los conceptos fundamentales de la simulación de sistemas y conceptos estadísticos que se deben manejar para poder entender y realizar el presente trabajo. También se realiza una breve descripción de los distintos campos donde se aplica la simulación de sistemas, ejemplos de aplicación en el ambiente minero y una descripción de las ventajas y desventajas de la simulación. En el capítulo 3 se realiza una descripción de la operación minera donde se lleva a cabo este trabajo. En el capítulo 4 se enumeran las etapas para el desarrollo del modelo de simulación que van desde la recolección de datos hasta la ejecución de experimentos. En el capítulo 5 se desarrolla el modelo partiendo de la formulación del problema, seguido la recolección de datos, el análisis de los datos, la descripción de la lógica a seguir para representar la realidad, la verificación y la validación del modelo, el análisis de los resultados, la formulación de escenarios alternativos y la elección del mejor escenario. Finalmente en el capítulo 6 se plasman las conclusiones y recomendaciones planteadas luego del desarrollo del trabajo. / Tesis