La industria extractiva de minerales, en el Perú, es un actor muy importante de desarrollo económico y tecnológico. Destacando el cobre como principal mineral. Es importante, como país minero, desarrollar investigaciones y tecnologías que ayuden a mejorar el proceso de extracción y concentración de minerales. En la industria minera actual, donde se ha conseguido un gran avance en la automatización, aún existen grandes retos y oportunidades de mejorar los procesos en búsqueda de una mejor eficiencia. Una de las etapas más importantes y críticas es la concentración de minerales mediante el uso de celdas de flotación. El control efectivo de este proceso permite obtener niveles adecuados e importantes de grado y recuperación en el concentrado de mineral. En el caso de las celdas de flotación tipo columna, el comportamiento es multivariable y muy dinámico por ser dependiente de los cambios de las características del mineral que se procesa y de las perturbaciones de la planta. Es ampliamente conocido que el control predictivo basado en modelos constituye una poderosa herramienta de control de plantas multivariable que presentan un comportamiento dinámico complejo como en el caso de la celda de flotación tipo columna. Es por esto, que el objetivo en la tesis es diseñar un controlador predictivo generalizado (GPC) multivariable para el control efectivo de una celda de flotación tipo columna utilizada en el proceso de recuperación de cobre. El modelo matemático obtenido tiene un grado de aceptación FIT superior a 80%. Se realizaron evaluaciones comparativas del sistema de control de la celda de flotación tipo columna, con los controladores GPC multivariable y PI diseñados considerando diferentes escenarios de operación e índices de desempeño. Se determinó que, el mejor desempeño del sistema de control se obtiene cuando se aplica el controlador GPC multivariable diseñado. / Tesis

El objetivo principal de esta tesis es establecer un método para el modelamiento del proceso en un lazo cerrado de control PID (Controlador Proporcional integrativo y derivativo) y con este poder encontrar los parámetros óptimos usando sintonización basada en algoritmos genéticos. En primer lugar, se explica cuál es la problemática que actualmente se tiene en la industria para realizar la sintonización de los lazos de control PID y se detalla el estado del arte de la sintonización de los controladores PID. En segundo lugar, se evalúa cual es el método de identificación en lazo cerrado que mejor representa la respuesta real del proceso de inyección de agua cruda al cajón de alimentación de las bombas de ciclones. En tercer lugar, se realiza la sintonía basada en algoritmos genéticos con el modelo obtenido con la identificación y se evalúa cual es la función de aptitud más adecuada para poder encontrar los parámetros del controlador PID. Finalmente, se presenta los resultados de la sintonización del controlador PID obtenidos para el proceso de inyección de agua cruda al cajón de alimentación de las bombas de ciclones y el proceso de control de nivel de espuma de una celda de flotación Rougher.

El Perú se ubica en uno de los cinturones polimetálicos más prolíficos del mundo y actualmente es considerado el tercer mejor destino de inversión en Latinoamérica. Además, cuenta con una de las mayores reservas mundiales de metales preciosos como el oro y la plata, y metales industriales como cobre, plomo y zinc y tiene óptimas condiciones de inversión; ya que, además de su estabilidad macroeconómica, de más de dos décadas consecutivas, mantiene una serie de acuerdos de libre comercio con países potencia en el mundo. En esa línea durante las dos últimas décadas el producto bruto interno peruano creció 4.9% en promedio por año, que comparado con los países latinoamericanos es el doble. El Perú en 2019 alcanzó cifra record, en la producción de cobre, logrando así el mejor resultado de los últimos diez años, con un aumento de 96.9% respecto a lo registrado en el 2010, logrando ubicarse como el segundo productor a nivel mundial de dicho metal, solo por debajo de Chile. Sin embargo, a pesar de ser un gran productor mundial en cobre, este sigue siendo exportado en forma de dos productos distintos: concentrado de cobre (80%) y cátodo (20%). En este escenario, el concentrado de cobre, también podría ser transformado en ánodos de cobre si el gobierno realizara esfuerzos por exigir, añadir valor agregado al producto, lo cual generaría nuevas oportunidades de empleo, desarrollo de nuevas tecnologías, y transformación del Perú hacia un país más industrializado, aperturando también nuevas opciones para fabricar productos industrializados originados del cobre; logrando así que el país no dependa toda la vida de la materia prima y estar alertas a si los precios de estos suben o no, como sucede actualmente, que el precio ha sido impactado por la pandemia que afronta el mundo. A pesar de que, a mediados de marzo el precio del cobre se encontraba en su peor nivel por efecto del coronavirus, recién la segunda semana de junio se sobrepuso, que se explica en gran parte por la reapertura de actividades en China, el principal consumidor de cobre del mundo, Estados Unidos y el continente europeo, esto muy importante, debido a que son los principales socios comerciales. Por un lado, la propagación del coronavirus en Chile, el mayor productor de cobre a nivel mundial, haría caer la producción del metal este año, lo cual ocasiona alteraciones en el suministro del metal rojo y también una subida en el precio de este. Otras causas de la subida del precio son la demanda sólida en China y a la reducción de inventarios del insumo; además, los Gobiernos duplicarán su inversión lo que, a su vez, impulsará la demanda de cobre en todo el mundo. Por otro lado, los grandes proyectos de estímulos para una transición y cambio hacia lo digital, especialmente en Asia y Europa, crearán condiciones óptimas para un incremento en la demanda del cobre para su uso en autos eléctricos, aplicaciones en medicina, energías renovables, telecomunicaciones, etc., los cuales requieren una gran cantidad del metal rojo. Ante este panorama, siendo el “corredor sur del cobre” que concentró en 2019 el 64.68% de la producción nacional de cobre, correspondiente a los departamentos de Arequipa, Moquegua, Apurímac y Cuzco, se presenta como una potencial zona para la instalación e implementación de una fundición y refinería para la lograr la Industrialización del Concentrado de Cobre, teniendo en cuenta el importante volumen de producción de concentrados del metal rojo. Para lograr plantear esta propuesta de proyecto, se debe realizar un estudio de pre factibilidad detallado en lo que se refiere a: estudio del mercado, estudio técnico y un estudio económico-financiero.

La industria extractiva de minerales, en el Perú, es un actor muy importante de desarrollo económico y tecnológico. Destacando el cobre como principal mineral. Es importante, como país minero, desarrollar investigaciones y tecnologías que ayuden a mejorar el proceso de extracción y concentración de minerales. En la industria minera actual, donde se ha conseguido un gran avance en la automatización, aún existen grandes retos y oportunidades de mejorar los procesos en búsqueda de una mejor eficiencia. Una de las etapas más importantes y críticas es la concentración de minerales mediante el uso de celdas de flotación. El control efectivo de este proceso permite obtener niveles adecuados e importantes de grado y recuperación en el concentrado de mineral. En el caso de las celdas de flotación tipo columna, el comportamiento es multivariable y muy dinámico por ser dependiente de los cambios de las características del mineral que se procesa y de las perturbaciones de la planta. Es ampliamente conocido que el control predictivo basado en modelos constituye una poderosa herramienta de control de plantas multivariable que presentan un comportamiento dinámico complejo como en el caso de la celda de flotación tipo columna. Es por esto, que el objetivo en la tesis es diseñar un controlador predictivo generalizado (GPC) multivariable para el control efectivo de una celda de flotación tipo columna utilizada en el proceso de recuperación de cobre. El modelo matemático obtenido tiene un grado de aceptación FIT superior a 80%. Se realizaron evaluaciones comparativas del sistema de control de la celda de flotación tipo columna, con los controladores GPC multivariable y PI diseñados considerando diferentes escenarios de operación e índices de desempeño. Se determinó que, el mejor desempeño del sistema de control se obtiene cuando se aplica el controlador GPC multivariable diseñado. / Tesis