Tesis para optar al grado de Magíster en Administración / No disponible a texto completo / Debido al creciente desarrollo de la actividad minera en la segunda región del país, producto del aumento paulatino que ha experimentado el precio del metal rojo en este último tiempo, acompañado con el aumento de producción por la creciente demanda existente en los mercados internacionales, especialmente en China, cuya exportación de cobre refinado desde Chile es de alrededor de US$35 Mil Millones para el 2007 (Fuente Cochilco, 02 Agosto 2007), surge una oportunidad de negocio para todas aquellas empresas de servicios que apoyan a la minería a cumplir sus objetivos, los cuales generalmente son, producir a bajos costos, acompañado con aumentos en su eficiencia operacional. Por tal motivo se crea CTServices, empresa de servicios dedicada a la instalación, monitoreo y mantención de correas transportadoras, la cual proyecta una participación de mercado del 12% en el servicio ofrecido. Para lo anterior, CTServices tiene planificado llevar a cabo un programa de desarrollo, en un periodo de cinco años, con un total de ventas de US$3 Millones aproximadamente, esperando terminar al final del periodo con un alto de margen operacional del orden del 60%. Una vez consolidada CTServices, en el mercado objetivo, basado en la investigación de mercado realizada, prete nde a futuro , incursionar en el negocio de suministro de las correas transportadoras, de esta forma ofrecer un servicio integral a la industria de la minería, lo que involucra proveer las correas transportadoras a nuestros actuales y potenciales Clientes, con el objetivo de lograr aumentar la participación de mercado y las ventas, para cumplir lo anterior se evaluara la posibilidad de obtener la representación directa del fabricante de correas, de esta manera atender a los clientes de la segunda región, con un alto nivel de servicio y con mejor tiempo de respuesta.

El objetivo del presente trabajo fue diseñar un sistema prototipo, basado en la tecnología RFID, que identifica cortes en correas transportadoras de mineral. El sistema es capaz de detectar eventos del tipo corte que puedan sufrir las correas transportadoras bajo stress por carga del material. El prototipo desarrollado tiene dimensiones pequeñas y es poco invasivo al momento de su instalación dentro de la correa. Además posee un tiempo de respuesta bajo cuando se detecta el corte y entrega respuestas confiables frente a perturbaciones externas. El trabajo se enmarca en un proyecto contratado por la empresa Conveyor Belt Technologies al Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile.

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 Mecánico / Las correas transportadoras son los equipos más utilizados a nivel industrial para el transporte de material, por presentar una alta eficiencia energética, una estructura más bien simple y una buena adaptación a las trayectorias de trabajo. Para el diseño y operación de las correas transportadoras se utilizan normativas internacionales, tales como las normas CEMA y DIN 22101, las cuales muestran cierta imprecisión en los periodos de operación transiente de las correas de gran longitud, como es el caso de los arranques o paradas. Para estos casos es posible utilizar el Método de Elementos Finitos para obtener una mayor precisión en los análisis realizados. El objetivo de este trabajo consiste en implementar un modelo numérico que permita determinar y analizar las cargas transientes presentes en la correa C-01 del Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea de Codelco, orientado especialmente en las condiciones de arranque y parada. El modelo se realiza programando el Método de Elementos Finitos en el lenguaje MATLAB, utilizando tres métodos de integración numérica diferentes. Inicialmente, se simula una correa estudiada en publicaciones científicas, de la que se conocen los parámetros de funcionamiento y dimensiones, de modo de poder realizar una comparación y posterior validación del modelo implementado. Con estos datos se realiza un análisis del modelo variando el paso temporal para estudiar la convergencia de la solución y el comportamiento de los métodos de integración numérica. Se verifica que con pasos temporales menores a Δt=2,3·〖10〗^(-3) [s] el error de la solución respecto a la solución anterior es menor al 0,1%, mientras que con pasos temporales menores a Δt=0,23[s] los métodos de integración numérica presentan un error relativo promedio menor al 1% al compararse entre sí. La comparación con los resultados de la publicación científica resultó satisfactoria, dado que se pudo obtener gráficos de la velocidad, tensión y factor de seguridad de la cinta bastante similares. Luego se implementa el modelo en la correa C-01 de Codelco. Se selecciona un paso temporal de Δt=5,6·〖10〗^(-4) [s] para cumplir con el criterio antes establecido, obteniendo errores relativos bajo el 0,1% respecto a las soluciones anteriores. Para el caso del arranque de la correa, se encontró un factor de seguridad mínimo de 4,90, un 0,4% menor que lo predicho por el fabricante Takraf, donde además se encontró que la tensión total máxima se obtiene en la zona previa a la polea motriz primaria. Se pudo determinar además que mientras menor sea la duración del procedimiento de arranque, la tensión dinámica es exponencialmente mayor. Respecto a la parada de la correa, se observa que el modelo no entrega resultados satisfactorios, al contrastarse con lo obtenido por Takraf. Esto se debe principalmente a que el modelo se realizó en base a bibliografía orientada al arranque, por lo que para obtener mejores resultados es necesario adicionar otros elementos al modelo y considerar factores como el peso del material al frenar. Con todo esto, se concluye que el modelo desarrollado determina de manera precisa la carga transiente máxima presente en la cinta durante el arranque.

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Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / El presente trabajo consiste en la simulación de una correa transportadora de partículas para analizar el comportamiento de estas sobre la correa. Dicho elemento es el primer prototipo y posteriormente, el producto final formará parte de un sorter. Se utilizó el Método de Elementos Discretos (DEM por sus siglas en inglés) como herramienta para analizar el diseño del chute a emplear y posteriormente para observar comportamiento del material granulado sobre la correa. 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 las limitaciones computacionales, en que los modelos más sofisticados no podrían ser calculados o incrementarían en exceso los costos de la simulación. Para lidiar con esto se llevan a cabo una serie de ensayos experimentales, los cuales nos entregan información para escoger parámetros de entrada en el software, como lo son las propiedades mecánicas del material, los modelos de contacto y la geometría a utilizar. Con estos parámetros se puede realizar una simulación más representativa de la realidad. Particularmente, para el caso de estudio de este trabajo, se aplicó la metodología de estudio del material (Calcopirita) y de la aplicación en cuestión (transporte en correa), con lo que se logró determinar y validar los parámetros que reproducen el comportamiento del material en Rocky DEM. La información obtenida fue utilizada para llevar a cabo el diseño del chute a empleado en el análisis de las partículas. Finalmente se evaluó el comportamiento del material granulado sobre la correa transportadora mediante simulaciones llevadas a cabo en Rocky DEM, en las que se reprodujo distintas condiciones de operación. Se obtuvo que para los distintos flujos utilizados hay una velocidad de la correa límite para la cual se genera un atollo en la entrada de esta, además, se concluyó que el flujo de monocapa máximo que puede mover la correa viene dado netamente por las condiciones de diseño de esta.

Ingeniero Civil Electricista / La minería del cobre en Chile ha crecido sostenidamente desde los años 90 y, actualmente, a nivel nacional, es la actividad económica más importante, y a nivel internacional, lidera la producción de este metal. En este contexto, para la industria nacional del cobre es fundamental aumentar la productividad; disminuir costos; y reducir los perjuicios a las personas, al entorno, y a las unidades productivas. En consecuencia, aumentar la continuidad operacional y disminuir los costos de falla de las correas transportadoras en los procesos de conminución contribuye a conseguir las metas establecidas. Por último, a fin de alcanzar las metas relacionadas a las correas transportadoras en estos procesos es necesario estudiar sus modos de falla, con el propósito de generar medidas compensatorias como esquemas de detección y aislación temprana apropiados. El presente trabajo tiene como propósito realizar un análisis de fallas en los equipos y componentes mecánicos más importantes de las correas transportadoras CV-005, CV-006, y CV-007 de Minera Los Pelambres (transporte de mineral grueso del chancado primario a la molienda), con la finalidad de proponer esquemas de detección y aislación temprana destinados a dichos equipos y componentes (el desarrollo de medidas compensatorias se excluye de este trabajo). Particularmente en este análisis, se presentan las principales características de las correas transportadoras. En seguida, se identifican y describen los sub-sistemas de las correas transportadoras, se identifica su instrumentación, y se describen sus modos de operación normal, tanto de forma general como particular. Luego, a partir de la información entregada por CONTAC Ingenieros Ltda., se seleccionan los equipos y componentes mecánicos más importantes de las correas transportadoras escogidas, considerando la frecuencia y duración promedio de las paradas no planificadas (evento relacionado a fallas) de los sub-sistemas identificados. Posteriormente, en base a la información facilitada por Minera Los Pelambres se identifican y describen tanto los modos de falla en los equipos y componentes determinados como sus causas, efectos, y procedimientos de detección. Finalmente, a partir de este análisis y de la investigación centrada en ingeniería, se proponen esquemas de detección y aislación temprana para los modos de falla establecidos. Los esquemas de detección y aislación temprana propuestos para los equipos y componentes determinados presentan diferentes niveles de desarrollo. En el caso de los polines, generalmente se basan en la captura de termografías; pero en las correas transportadoras escogidas, este esquema de inspección es impracticable, a causa de la distribución espacial de los polines (en otros sistemas distribuidos se han usado vehículos aéreos no tripulados para este fin). En el caso de la banda, generalmente se sustentan en la captura de imágenes superficiales y de rayos X. En el caso de los motores eléctricos, se basan en la medición de vibraciones y de la corriente en el estator. En el caso de los frenos de disco, no se encontraron esquemas específicos para la liberación fallida de las pastillas de freno; pero se podrían desarrollar a partir del procesamiento digital de imágenes y, por otra parte, la pérdida de eficiencia del resorte del sistema hidráulico cuenta con medidas compensatorias a implementar por parte de la empresa. Por último, en el caso de los reductores, se sustentan en la medición de vibraciones y en el análisis de aceites. Como trabajo futuro se sugiere principalmente estudiar la (pre)factibilidad técnica y económica de los esquemas de detección y aislación temprana propuestos.