En el presente trabajo se muestran los resultados de la utilización de la técnica de prototipado rápido en uno de los procesos de la fundición por revestimiento y su aplicación en la fabricación de repuestos para la industria de confecciones. En primer lugar se procedió a investigar acerca de las tecnologías existentes del prototipado rápido. Luego se averiguo las tecnologías de impresión en la PUCP, las cuales son las siguiente: modelado por deposición fundida (FDM sus siglas en inglés) empleada en una máquina Fortus 400mc y la tecnología polyjet empleado en una máquina Objet 30pro. De ambas tecnologías se seleccionó la más adecuada para la elaboración de modelos y moldes. Después se realizó un cuadro comparativo de las características físicas, operaciones y materiales empleados, concluyendo que la mejor tecnología para la fundición por revestimiento es la Polyjet, Para desarrollar del proceso de fundición se seleccionó, como caso práctico, un pie prensa tela perteneciente a una máquina textil de costura recta. La tecnología seleccionada, se utilizó para la elaboración de moldes para el inyectado de cera y luego emplearlo en el proceso de fundición por revestimiento. También, se elaboró una metodología, en el cual se detallan los parámetros y secuencia de pasos que se deben realizar para su fabricación. El diseño del molde para inyectado de cera se elaboró en un software CAD considerando las formas constructivas como gradiente de desmoldeo, pliegues y canto, espesor de pared y material empleado. Además, según Krekeler durante el proceso de fundición por revestimiento existe una contracción del 2.5% [1], lo cual se tuvo en cuenta al momento de diseñar el molde. Para el proceso de inyectado se selecciona la cera Kerr flex plast blue, ya que posee buen control dimensional, rigidez, dureza en estado sólido y es accesible en el mercado. Luego, continua el proceso de fundición, en este caso se empleó una máquina de centrifugado para aumentar la presión en el vaciado del metal fundido al molde refractario. Como resultado se obtuvo el pie prensa tela a base de bronce, siguiendo la metodología planteada, con una contracción dimensional de 2.6% que comprende la variación de medida del molde en el software CAD hasta la medida de la pieza fundida final. Además, el molde impreso con tecnología polyjet funcionó adecuadamente durante el inyectado, ya que la pieza en cera presento buena calidad de detalle, manipulación y fácil desmoldeo. / Tesis

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / Las fundiciones de cobre en Chile producen el 12% del mercado mundial de ánodos. A pesar de esta importante participación, la industria local vive un complejo escenario, dado que en general, se utiliza una tecnología que data de los años 70s, la cual ha sido superada con creces por nuevos desarrollos tecnológicos, especialmente chinos. Adicionalmente, las fundiciones nacionales enfrentan altos costos operacionales, tanto de remuneraciones, como materiales, servicios y energía, mientras que por el lado de los ingresos, los cargos de tratamiento para fundir el concentrado han caído, toda esta combinación de factores han provocado no solo una pérdida de competitividad en la industria, sino además sucesivas pérdidas en los estados financieros. Por otro lado, las fundiciones locales deben invertir cerca de 2.500 millones de dólares para adaptar sus operaciones a la nueva normativa medioambiental, lo que no implicará una mayor producción. Ante este escenario y considerando que existen varios motivos que justifican la necesidad de contar con la industria de fundición de cobre en Chile, se hace necesario el buscar mecanismos que puedan mejorar los resultados, tanto por el lado de reducir los costos como para aumentar la producción, de esta manera se presenta la metodología Lean management, una forma de gestión mundialmente extendida en varias otras industrias, que ha probado generar buenos resultados. La implementación de Lean en las fundiciones de cobre tiene un potencial de éxito, dado que esta metodología es especialmente acertada cuando se tiene una alta variabilidad en la producción, lo que se puede mejorar con estándares operacionales, diálogos de desempeño y una gestión de adherencia a tales estándares, entre otras herramientas de Lean. No se pretende generar utilidades en las fundiciones con la aplicación de Lean management, ni mucho menos llegar a ser tan competitivas como las fundiciones de cobre en China, porque en Chile no se tiene la tecnología de tal país, así como tampoco sus bajos costos operacionales, pero la utilización de esta metodología al buscar eliminar los desperdicios (lo que no aporta valor al servicio que ofrece la empresa) implicará una reducción de costos y/o aumentos de producción. Tras presentar la metodología de forma teórica se presentan variados ejemplos de la aplicación de ésta, particularmente en las fundiciones de cobre, una de las cuales ha estimado que puede aumentar su producción en un 14% con la implementación de lean management. A modo de estimación, si las cuatro fundiciones de CODELCO alcanzaran este aumento potencial, se podría entregar al mercado del orden de 130 mil tmf de mayor cobre moldeado anual.

Tesis (magíster en derecho ambiental) / Actividad formativa equivalente a tesis (AFET)

La adición de polvos a la escoria requiere el empleo de un sistema que asegure la disolución completa de éstos, antes que se volatilicen. Para esto, se ha decidido emplear la reacción exotérmica que se genera al mezclar óxidos de arsénico con hidróxido de calcio, permitiendo formar arsenatos/arsenitos de calcio, los cuales podrían disolverse completamente en la escoria. El cemento tiene un importante contenido de óxido de calcio (CaO), llegando incluso a superar el 60% y al combinarse con agua forma hidróxido de calcio (Ca(OH)2). Por esta razón, el cemento puede ser empleado como aglomerante de los polvos antes de adicionarlos a la escoria. Con esto, el cemento podría proteger la liberación y volatilización del arsénico, permitiendo su disolución en la escoria como arsenito y arsenato de calcio. Por otra parte, el cobre contenido en los polvos como sulfato (CuSO4) podría ser reducido, permitiendo su recuperación al sedimentar como inclusiones de Cu2S. La presente investigación busca estabilizar el arsénico contenido en polvos de fundición empleando la vía pirometalúrgica mediante un proceso que incluye: − Mezcla de polvos de fundición con cemento − Adición de la mezcla a la escoria fundida. − Recuperación de cobre contenido en los polvos.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Muestra los procesos a los que son sometidos los polvos metalúrgicos generados durante la fusión y oxidación de lodos recuperados de ánodos gastados de celdas de refinación electrolítica del plomo para obtener antimonio crudo de 98% de pureza. Los lodos durante los procesos de fusión y oxidación generan; (a) metal que sirve como materia prima para obtener plata (98%), selenio (99.9%) y telurio (99.9%); (b) escorias con 25% de antimonio y porcentajes variados de plomo, bismuto y plata; (c) escorias con alto contenido de bismuto que son materia prima para obtener bismuto refinado (99.999%) y; (d) polvos que pueden contener 55% de antimonio, 5% de plomo, 5% de bismuto y 2500 g/TM de plata, los cuales son precisamente materia prima para obtener 40-60 TM/ mes de antimonio crudo con 98% de pureza y metal con 20% de bismuto, 60% de plomo y 17000 gramos/ TM de plata que es reprocesado. El costo de producción del antimonio crudo, no supera los 3500 dólares la TM, y su precio en el mercado bordea los 10000 dólares/ TM, lo cual implica un beneficio económico de 325 000 dólares para una producción estimada de 50 TM/mes de antimonio crudo. Se da un alcance del sistema integrado de gestión empleado, basado en las normas ISO 9001, que nos permite sostener la calidad del producto, el ISO 14001 que nos permite administrar los aspectos y el impacto ambiental que los procesos generan, y la norma OHSA 18001 para gestionar la seguridad y salud ocupacional del personal, conforme a las normas legales vigentes. / Trabajo de suficiencia profesional

En la presente tesis se realiza el diseño de un horno basculante de crisol con capacidad para fundir 600 kg de aluminio reciclado en forma de trozos o a granel. El sistema de combustión utiliza gas natural como combustible proveniente de la red de distribución pública de Lima Metropolitana. La temperatura a la que trabaja el equipo será de 760°C (temperatura de colada del aluminio) y el tiempo para realizar todo el proceso no deberá ser mayor a 1 hora para lo cual se utiliza un quemador de alta velocidad con un rango de potencia de operación de 85kW hasta 590 kW. Para obtener el diseño final, primero se realizó una introducción a los parámetros básicos de diseño (propiedades físicas del aluminio, flujos de calor, descripción de los fenómenos de transferencia de calor, entorno de trabajo, etc.) que fueron necesarios para la realización de los cálculos tanto energéticos como mecánicos. Se aplicó la metodología de diseño que permitió conocer el concepto de solución óptimo para las consideraciones de operación establecidas. A partir de esta concepción se realizó el diseño térmico que posibilitó determinar la dimensión de la cámara del horno cuyo diámetro interior es 1083mm; también se definió que el espesor de paredes de aislamiento es de 127mm y se conoció cuál es el flujo de calor necesario para realizar el proceso de fundición encendiendo el horno desde frío (compensación por pérdidas y absorción de calor a través de las paredes). Asimismo, también se realizó el cálculo de la cavidad para la chimenea y de los flujos necesarios de combustible y aire que determinaron el diámetro de tuberías a utilizar para el suministro hacia el quemador con valores de 2 y 4 pulgadas respectivamente. Por otra parte, se hizo el cálculo para los elementos estructurales y de apoyo tales como vigas, ejes, cordones de soldadura, rodamientos y pistones hidráulicos; dichos elementos son la base en donde se soportan todos los demás elementos mencionados además de permitir el giro de la cámara del horno (basculación) para verter el aluminio una vez que este haya alcanzado su temperatura de colada. Finalmente, se realizó el presupuesto del proyecto cuyo monto aproximado es de US$ 57,712.93 para la adquisición de equipos, materiales además de la mano de obra y servicios necesarios para ejecutar la fabricación y montaje del equipo. / Tesis

El presente trabajo es la integración de un conjunto de elementos en un Sistema de Captura, Procesamiento y Análisis Digital de Imágenes, que nos permita la solución de problemas relacionados a la caracterización microestructural y/o macroestructural de materiales, obteniéndose con esto una mejora cualitativa y cuantitativa en los resultados de la solución de dichos problemas, desarrollados en la actualidad, generalmente mediante métodos visuales basados en la comparación con información gráfica proporcionada por normas internacionales especializadas. / Tesis

Ingeniero Civil Industrial / El presente trabajo tiene como objetivo la realización de una evaluación técnico-económica de la actividad de Fundición y Refinería para Codelco Chile. El proyecto nace a raíz del aumento de la producción de concentrados de cobre generados con la puesta en marcha de los proyectos estructurales, los que cumplen un rol de sustituir y aumentar la producción actual. Codelco se ha definido como una empresa vendedora de cátodos de cobre principalmente por la complejidad de sus concentrados, pero sus Fundiciones y Refinerías tienen altos costos y no poseen capacidad disponible, lo cual deja a la empresa en una posición de incertidumbre frente al aumento de producción propia y a nuevas exigencias en normativas ambientales de emisión de contaminantes. El mercado posee capacidad disponible de Fundición y Refinería con bajos costos asociados y tecnología más avanzada respecto de la que posee hoy Codelco, sin embargo se proyecta un mercado ajustado debido al aumento tanto en la producción de concentrados de cobre como en las normativas de emisiones de gases contaminantes hacia las fundiciones. La evaluación económica considera: un horizonte de 24 años; una tasa de descuento del 8%; las proyecciones económicas señaladas en las orientaciones comerciales y el plan de negocio y desarrollo de Codelco. Esta evaluación indica que la diferencia de VAN entre vender el total de excedentes como concentrados e invertir en Fundiciones y Refinerías propias es de US$190 millones a favor de vender concentrados, si se invierten US$1.700 millones en una Fundición y Refinería procesando cerca del 40% de los excedentes. Si se procesa la totalidad de estos, el VAN es de US$633 millones a favor de vender cátodos con una inversión de US$3.600 millones. Así se concluye que el negocio de Fundición y Refinería es conveniente con tecnología de última generación y a un nivel de volúmenes sobre 2 millones de toneladas, asegurando la venta de concentrados que puedan no ser comercializados en el futuro y disminuyendo los volúmenes de material transportado. Por esta razón se recomienda profundizar el estudio incorporando factores de riesgo asociados a la no venta de concentrados y a los efectos en inversiones y tarifas, tanto eléctricas como de transporte, debido al incremento en los volúmenes de concentrados transportados.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / En la industria del cobre, las Fundiciones se presentan como una unidad de negocios de baja rentabilidad y estrechos márgenes de contribución, razón por la cual es importante que sean lo suficientemente eficientes en términos productivos, con bajos costos y amigables con el medioambiente para permitirles permanecer dentro de un mercado cada vez más exigente. La conversión tradicional de matas de cobre en una Fundición es una operación batch, condición que obliga a considerar varias unidades en cada instalación para asegurar la continuidad operacional y nivel de producción. La Fundición de Chuquicamata tiene cuatro de estos hornos, cuyo desempeño operacional se encuentra por debajo del estándar en comparación con las mejores prácticas de la industria del cobre. El objetivo principal del presente estudio es definir un modelo de gestión de operaciones para optimizar el proceso de conversión de matas de cobre en reactores Peirce-Smith y obtener como resultado incrementar el valor del negocio Fundición Chuquicamata para dejarlo en una mejor posición competitiva. El planteamiento del modelo de gestión de operaciones está basado en el desarrollo de cuatro ámbitos: (1) Variables y parámetros que influyen en la eficiencia y productividad del proceso; (2) Planteamiento de prácticas de operación y mantenimiento; (3) Mejoras tecnológicas; y (4) Gestión del recurso humano. El desarrollo de cada uno de estos ámbitos permite identificar las brechas y establecer las oportunidades de mejora que es posible aplicar para lograr la captura de valor de esta propuesta. El principal beneficio que Codelco obtendrá al aplicar el modelo de gestión de operaciones planteado consiste en el aumento de capacidad de procesamiento de eje y metal blanco en convertidores Peirce-Smith, lo cual asegurará que la fusión de la totalidad de la calcina producida por la nueva División Ministro Hales en la Fundición Chuquicamata, bajo el actual esquema de operación con dos líneas de fusión, se transforme en ánodos. En forma adicional, se obtienen otros beneficios tales, como: ahorros por disminución del gasto en procesamiento de chatarra de cobre; ahorro de gastos asociados a enfriamiento, manejo, transporte de eje/metal blanco y descuentos/penalidades; mayor ingreso por aumento en la producción de ánodos (Cu nuevo como cátodo); y finalmente, un aumento en la captura y fijación de contaminantes en alrededor de 1,2 puntos porcentuales.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / El mayor ganancial de un negocio se encuentra en el valor agregado que damos a sus productos. Por lo cual es clave, explotar aquellos sectores en donde se posean ventajas comparativas naturales. Considerando que las reservas de cobre que poseemos son mayoritariamente sulfuros (Aprox. 85%), la mirada país es contar con instalaciones que sean patrón en la industria metalúrgica fortaleciendo la producción de cátodos de cobre. Hoy las fundiciones tienen como desafío el cumplimiento de la nueva normativa medio ambiental con un costo de implementación por sobre 1.500 MUSD. Por lo cual enfrentan un escenario en donde se podrían poner en práctica los planes de cierre de estas instalaciones, dada la inversión y falta de competitividad que no aseguran el retorno de la inversión a sus mandantes. En contraparte, el mercado de concentrados de cobre corre el riesgo de quedar expuesto a un aumento de descuentos por ventas concentrados más sucios (As y Si), posible clasificación REACH de concentrados como cancerígenos por contenido de sílice respirable (MP 2,5) mayor a 0,1%, descuentos por lavado de barcos y falta de infraestructura logística, entre otros efectos menores. El análisis realizado indica que existe una gran cantidad de minerales de alto contenido de impurezas que serían inexplotables por las multas asociadas a su tratamiento y/o las restricciones del mercado en los próximos 50 años en la zona norte del país. Se concluye que las fundiciones son necesarias, pero con el nivel de inversión que requieren para la implementación de la normativa es inviable para las que posean tamaño de procesamiento inferior a las 1000 kt/a de concentrado fundido. Una fundición es siempre mucho menos rentable que una explotación minera, por lo cual se propone cambiar el modelo de negocios de las operaciones integradas (Mina hasta Refinería), ya que el negocio metalúrgico es diferente al minero. Una nueva fundición en Chile de alta tecnología, que trate de forma muy eficiente concentrados complejos puede cobrar la maquila internacional habitual más una parte relevante del delta de transporte marítimo y de la proyección de multas por impurezas. El productor tendría un mercado seguro y el fundidor marginaría algo razonable en contratos de largo plazo.