La presente tesis evalúa la implementación de los sistemas Inpit Crushing and Conveying (IPCCS) como alternativa al sistema convencional pala-camión para el acarreo de desmonte en una operación minera a tajo abierto ubicado en la zona norte del Perú. Esta operación, debido a sus características geológicas, requiere desbrozar fases con un alto stripping ratio para exponer el mineral. Además, los botaderos de esta operación están localizados en puntos lejanos, generando distancias largas para el transporte del desmonte. Los principales problemas que presenta el sistema convencional a largo plazo son: el incremento del costo de acarreo de material, el aumento de número de camiones, y el impacto negativo en el medio ambiente y la sociedad generadas por las emisiones de monóxido de carbono provenientes de los camiones mineros. Las razones mencionadas intervienen en la decisión de optar por sistemas semi mecanizados o mecanizados (IPCCS) en busca de minimizar costos y aumentar el valor de la operación, tanto económica como ambiental y socialmente. Como punto de partida se desarrolla un plan de minado optimizado a largo plazo y se evalúa el número de sistemas a incorporar y las posibles ubicaciones de los sistemas IPCCS en la operación. Seguido, se realizan tres escenarios: el primer escenario con sistema convencional, el segundo escenario incorporando un sistema IPCCS y un tercer escenario incorporando dos sistemas IPCCS. Esto nos permite analizar el impacto que los sistemas generan durante la vida de la operación minera. Finalmente, con los escenarios desarrollados, se realiza un caso de negocio que nos permite identificar el escenario que brinda una mayor rentabilidad a la operación.

El siguiente trabajo de investigación tiene el objeto de explorar la viabilidad del uso vehículos aéreos no tripulados para mejorar la gestión de los caminos. Estos caminos sufren deterioros debido al tránsito de vehículos de carga pesada y a fenómenos climatológicos. A mayor presencia de deterioros, la productividad se reduce y la rentabilidad disminuye. La detección oportuna de fallas posibilita una gestión eficiente. Según la literatura, se puede originar un ahorro de hasta el 10% de los costos de transporte. En el desarrollo de esta investigación se recopilan los resultados de tres tesis que tratan sobre la gestión de vías de acarreo y el impacto sobre cuatro parámetros: ciclo de producción, velocidad de acarreo, consumo de combustible y disponibilidad mecánica. Respecto del proceso de identificación de daños en caminos pavimentados, se toma la idea del uso de cámaras en combinación con vehículos aéreos para la detección de fallas en las vías de acarreo. Así mismo, se estima el tiempo y costo del servicio para una evaluación de 10 km. de vía. Para esta longitud, el precio podría aproximarse a USD 10,582 con un plazo de 6 días. Finalmente, el trabajo de investigación cumple con el objetivo de explorar el uso de esta tecnología, compara su aplicación con otras soluciones existentes y encuentra argumentos suficientes para confirmar la viabilidad. Así mismo, se ha diseñado una metodología básica que puede servir de guía para trabajos de investigación futura. Por último, en el estado del arte, un subcapítulo da cuenta de la inteligencia artificial que, añadida a esta tecnología, puede lograr el reconocimiento automatizado y en tiempo real (video). / This research explores the feasibility of using unmanned aerial vehicles to improve the management of roads. Haulage roads suffer deterioration due to the traffic of heavy-duty vehicles and weather. Haulage roads deterioration reduce productivity and profitability. Early detection of failures allows efficient management. Savings up to 10% in transport costs can be generated according to the literature. This work shows the results of three studies about haulage roads management and its positive impact on four parameters: the production cycle, haulage speed, fuel consumption and mechanical availability. Uusing cameras along with aerial vehicles for this research was taken due its application on paved roads. Likewise, service time and cost were estimated for an evaluation of 10 km. The price could reach USD 10,582 with 6 days of processing for this length. Finally, the research work fulfills the objective of exploring the use of this technology, compares its application with other existing solutions and finds strong arguments to confirm the feasibility. Likewise, a methodology has been designed and could serve as a guide for future research. Finally, state of the art gives an approach of artificial intelligence which along with this technology could achieve automated recognition such as real-time recognition by video for example.

Ingeniero Civil Mecánico / Lo que motiva la realización de este trabajo es la necesidad de generar una plataforma que facilite la gestión del mantenimiento de cualquier organización cuyo principal activo sea la maquinaria de transporte. Esta plataforma debe ser más versátil, económica, amigable y orientada al usuario, que las soluciones actualmente presentes en el mercado. En la actualidad existen algunas soluciones que permiten gestionar activos en términos de orden y costos, y otras que admiten realizar análisis más complejos ligados a temas de confiabilidad, mas no existe una solución que trate ambos temas simultáneamente de forma simple. Además, dichas aplicaciones suelen tener un elevado costo económico y presentan un desafío en su implementación. Con este trabajo da respuesta a la necesidad de generar una herramienta que permita abordar ambas temáticas adecuadamente y acercar las metodologías modernas del mantenimiento a un universo de usuarios amplio, diverso y dinámico. Junto con la conceptualización general de esta plataforma, este trabajo profundiza en el tema del manejo de insumos y bodega, generando un asistente virtual que permite al usuario definir la mejor política de gestión de repuestos, considerando la condición de operación de los activos, entregándole acceso a diversos modelos de estimación de demanda. El usuario es guiado mediante una serie de preguntas al modelo que mejor se ajuste a su necesidad. Los modelos escogidos fueron implementados y probados con ayuda del software MATLAB®, y sus resultados fueron contrastados con información real proveniente de una flota de camiones de transporte de mineral no metálico. Se realizaron modificaciones a los modelos recopilados de modo de incorporar un cierto grado de incertidumbre a los parámetros definidos como constantes. En el trabajo se describen conceptualmente las características de la plataforma informática que permiten manejar dicha información, junto con llevar un control centralizado de las labores relacionadas con el mantenimiento: su optimización, requerimientos de bodega, tiempos de respuesta, historiales, entre otras tareas. Durante el trabajo se utilizan diversas técnicas de priorización y selección las cuales son aplicadas a la base de datos, de forma tal de obtener repuestos cuyos parámetros se ajustan a los requerimientos de cada modelo. La aplicación generada permite escoger entre distintos modelos de predicción de requerimientos de repuestos, lo que para posibilita establecer buenas alternativas para la planificación de la adquisición y manejo de inventarios, niveles críticos de reposición, entre otros. Adicionalmente, se desarrolla un manual de usuario de la aplicación. Su desarrollo considera que pueda ser a futuro parte de una plataforma integral de gestión de activos físicos y la incorporación de nuevos modelos a su programación.

No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / Actualmente los programas de producción de minas a cielo abierto se calculan suponiendo una productividad constante para cada equipo de carguío; siendo la productividad invariante frente a variables de diseño y operación. Este supuesto genera desviaciones operacionales del plan de producción, que en particular gatilla movimiento de minerales desde sectores no planificados de la mina para alimentar la planta concentradora. Estas desviaciones generan aumentos en los costos de operación actual en minas a cielo abierto. El tema desarrollado en este trabajo de título consiste en evaluar la influencia de variables de diseño y parámetros operacionales sobre la productividad de un equipo de carguío, en base a datos históricos recopilados de la mina Chuquicamata. La base de datos utilizada corresponde a los datos de producción de la mina de Chuquicamata entre los años 2006 al 2008, de donde se obtienen 19.263 registros. Las variables de diseño estudiadas son: el ancho de una fase, el largo y la altura de un banco, y si la fase se encuentra interferida o no (derrame de material sobre ella). Los parámetros operacionales estudiados son: el número de camiones, la ubicación del banco, la utilización efectiva en base disponible, el tamaño de la pala, la disponibilidad del equipo de carguío, el tipo de equipo (pala, excavadora o cargador frontal), la fase origen dónde está operando el equipo de carguío, la distancia media a recorrer por los camiones que transportan el material desde la fase origen, y el tipo de material que cargan (mineral o estéril). Se realiza un análisis de componentes principales sobre las variables en estudio, con el fin de seleccionar aquellas que más influyen en la productividad del equipo, y generar un modelo de regresión lineal múltiple que predice un tonelaje a extraer diario por tipo de equipo de carguío. Finalmente los parámetros que mayormente influyen en la productividad de los equipos de carguío son la utilización efectiva en base disponible, el número de camiones con los que opera el equipo, y la disponibilidad del equipo de carguío. Al utilizar el modelo propuesto el ajuste a los datos actuales de la operación del plan PND2009 implica una mejora del 24% con respecto a los datos de producción para ese año. Las mejoras que se recomiendan incluir en la planificación es una estimación más precisa de utilización y disponibilidad de equipos, junto a una mejor estimación de flota de camiones.

Debido al crecimiento continuo del sector de construcción en nuestro país, las principales empresas de producción de cemento han visto necesario el contar con equipos que permitan el transporte y descarga continua de los materiales que componen este agregado para poder abastecer la demanda del mercado actual. Un sistema de descarga Tripper, es un equipo que permite realizar descargas múltiples de una faja transportadora en una trayectoria determinada. Este tipo de sistema tiene múltiples variantes desde la parte estructural hasta la parte de propulsión y descarga de material. Para este trabajo se analizaron 02 alternativas o casos de solución para determinar cuál era el óptimo para las condiciones iniciales que se presentan tales como: ancho de faja: 42’’, abarquillado de faja 35°, materiales y capacidad de equipo, etc. Mediante la norma ISO 5049, tanto la primera parte para el lado estructural y la segunda parte para el lado motriz; y el criterio de diseño en ingeniería, se analizaron ambos casos y se llegó a la solución óptima estructural que cumple los requerimientos de resistencia, rigidez, estabilidad, confiabilidad, seguridad y mantenimiento.

En el presente documento, se mostrará el procedimiento de diseño de la estructura de una faja transportadora de mineral de 93 metros de longitud, las cuales son usadas en el rubro minero en la etapa del chancado de mineral en el proceso de concentrado. La geometría de las fajas transportadoras está definida por la conceptualización del proceso y la búsqueda de la optimización del mismo. Las variables que definen el ahorro de costos van más allá de la inversión de la infraestructura minera, y considera también costos operativos y de mantenimiento. Estas variables no serán consideradas en el análisis de este trabajo, y se partirá de una geometría inicial como resultado de las iteraciones propias de la etapa de definición. La conceptualización de elementos estructurales se realizará con elementos unidimensionales los cuales conformarán un arreglo 3D. La estructura será analizada en el programa SAP 2000. Dado que en Perú no se cuenta con normativa específica para el diseño de estas estructuras, se tomará en cuenta normativa internacional para la verificación del diseño de los elementos estructurales que conformen la estructura de la faja transportadora

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.

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.