Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Metalurgia Extractiva / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 31/8/2020. / Las posibilidades de incrementar el potencial económico de un proyecto minero incorporando de manera coordinada aspectos de geología, minería y metalurgia ha cobrado especial énfasis en la última década. En este contexto, mediante el ensayo de muestras representativas, la caracterización geometalúrgica permite capturar la variabilidad espacial de ciertas propiedades metalúrgicas consideradas intrínsecas de la roca. Minera Escondida Ltda. emplea modelos geometalúrgicos para sus depósitos y prospectos, estimando espacialmente características metalúrgicas del mineral que soportan los modelos de proceso para: Capacidad de Procesamiento, Recuperación Final y Ley de Concentrado Final. El actual modelo de capacidad de procesamiento corresponde a uno basado en fenómenos, mientras que los modelos de recuperación y ley de cobre en el concentrado final no se encuentran vinculados y son de naturaleza empírica. Por lo tanto, su capacidad de simular diversas condiciones operacionales es limitada. La motivación del presente trabajo es llevar los modelos de Recuperación Final y Ley de Concentrado Final desde su carácter empírico a uno fenomenológico, lo cual permitirá simular de manera integrada las etapas de molienda y flotación, entregando una herramienta adecuada para optimizar el rendimiento del sistema. Usando la información histórica disponible, proveniente de pruebas de flotación rougher cinéticas (cuatro concentrados parciales) fue posible determinar los parámetros del modelo de Klimpel, los cuales son la base de la modelación y capturan el comportamiento de las mezclas minerales en el proceso. El modelo estima de manera satisfactoria el comportamiento mensual de la Concentradora Laguna Seca para un periodo de siete años. Las simulaciones de T80max y P80 presentan un coeficiente de variación del 6% en relación a la información planta, mientras que recuperación final y ley de concentrado final muestran coeficientes de variación de 2% y 6%, respectivamente. La modelación basada en fenómenos para la etapa de flotación fue relacionada al modelo de conminución, permitiendo simular de manera integrada la respuesta del sistema molienda flotación frente a cambios en el tonelaje de entrada, mostrando que es posible determinar el rendimiento del proceso a partir de atributos metalúrgicos deducidos a escala de laboratorio. Todo el desarrollo se realiza empleando la información que se genera durante el ciclo anual de actualización del modelo Geometalúrgico y dado que este enfoque no requiere un cambio profundo en la metodología de trabajo, tiene un alto potencial de ser desarrollado e implementado como una herramienta de uso rutinario al interior de la Compañía.

Tesis para optar al grado de Magíster en Control de Gestión / Dado el actual contexto de la industria minera de cobre en Chile, surge la interrogante de cuáles son los ámbitos indispensables, fundamentales o claves que una Compañía debiese controlar para la operación de su faena. Esta Tesis busca dar respuesta a esta interrogante mediante la obtención de los siguientes resultados: 1 Determinar un listado de KPI´s asociados a la Gerencia de Producción de una minera existente, productora de Cátodos de cobre, considerados como el conjunto de indicadores claves a gestionar para garantizar su operación en el contexto actual de la minería de cobre en Chile. Para esto, se consideran como indicadores claves, el conjunto de KPI´s que, de no ser controlados, dificultarían mantener la continuidad operativa del área de producción. Estos resultados se obtiene a partir de un análisis de los indicadores que el área de Producción ha gestionado históricamente. La minera bajo estudio se denomina Minera 1. 2 A partir de los resultados obtenidos para Minera 1 y realizando una comparativa, con los resultados de un análisis similar, realizado a otra minera, denominada Minera 2, en el trabajo (Caballero, 2013), se obtiene un listado de KPI´s asociados a la Gerencia de Producción de una minera “tipo”, productora de Cátodos de cobre, considerados como los indicadores claves para gestionar su operación en el contexto actual de la minería de cobre en Chile. Los resultados obtenidos muestran que Minera 1 además de controlar y gestionar los KPI´s asociados a la producción, debe además enfocarse en mantener la satisfacción de un Stakeholder que resulta ser de gran relevancia para la faena, estos son los trabajadores, debido a que comparativamente con la media de la industria, posee una gran cantidad de trabajadores, representados por un sindicato de gran influencia y poder de negociación, que posee un historial de paralizaciones de larga duración. Para Minera 2, al igual que en el caso de Minera 1, gran parte de sus indicadores se encuentran enfocados al área de producción, sin embargo, el resto de ellos se enfocan a mejorar o mantener la satisfacción de las comunidades cercanas a la faena, ya que estas se encuentran a bastante cercanía de la planta y existe una relación de codependencia entre estas.

Ingeniero Civil / Hoy en día es habitual el uso de barras o mallas de acero estructural para todo tipo de construcciones o reforzamientos en el área de la minería. El problema asociado a este tipo de barras o mallas, es que cuando estas estructuras son demolidas, reparadas o se incluyen en el proceso de explotación, finalizan en las máquinas chancadoras. Fracción del acero se extrae con imanes, pero el restante deteriora las chancadoras y estas máquinas conforman un activo primordial para el proceso minero. Para evitar el deterioro de las máquinas chancadoras, se plantea usar barras de fibra de vidrio reforzado en lugar de las barras de acero convencionales. El objetivo de este trabajo fue determinar la fuerza de adherencia de barras de anclaje compuestas por fibras sintéticas a usarse en el área de la minería. Dentro de la innovación que constituyen las barras de fibras en el mercado de la minería, es necesario estudiar y determinar cada una de sus propiedades de forma analítica y experimental. Para verificar la adherencia de las barras con el hormigón se ensayaron 14 barras de fibras a tracción. Para unir las barras al hormigón se utilizaron resinas epoxi. Las barras de 22 milímetros de diámetro tienen una resistencia última mayor a las 18 toneladas. Se utilizaron probetas de hormigón para emular la construcción dentro de la mina donde las barras se insertan en roca. Se obtuvo la fuerza y la deformación por adherencia. Con los datos obtenidos se calcularon los módulos de elasticidad de las barras ensayadas. Además se encontró una relación entre la profundidad de empotramiento y la resistencia última de las barras con valores de R del orden de 0,6 y 0,8. Finalmente y con estos valores se logró determinar que el largo de empotramiento usando las mínimas resistencias es de 98 centímetros tal que las barras de fibra no fallen por adherencia, sino que por fluencia de las mismas.

Ingeniero Civil / El agua es un tema primordial para la minería chilena debido a la escasez hídrica en los sitios en los que se emplazan las faenas. También es vital la preocupación que existe de parte de las comunidades en cuanto a la disponibilidad y calidad del recurso. Por lo anterior se hace necesaria la implementación de iniciativas de sustentabilidad hídrica que contribuyan al uso responsable del recurso además de ser transversales para todas las faenas mineras y de fácil entendimiento para todos los actores involucrados. El presente trabajo se centra en la iniciativa denominada Huella Hídrica y tiene como objetivo desarrollar una metodología de fácil aplicación que permita su cálculo en faenas mineras chilenas considerando la variabilidad climática y operacional utilizando el software GoldSim. Para este cometido primero se realiza un estudio de la Huella Hídrica y una comparación con otras iniciativas de sustentabilidad hídrica, para luego conceptualizar una faena minera tipo identificando las variables de entrada y parámetros necesarios para el cálculo de la Huella Hídrica azul del concentrado de cobre. Se considera además la incertidumbre ya sea operacional o exógena que rige cada proceso. Se destaca la inclusión de un modelo de recirculación de aguas para tranques de relave (WRM). Luego, al modelo resultante de esta conceptualización, se le realiza un análisis de sensibilidad y de dominancia estocástica con el fin de identificar las variables y/o parámetros críticos sobre los cuales se definen escenarios o esquemas de operación relevantes para la industria minera. Los datos para la modelación se obtienen en base a trabajos realizados por Garcés (2011) y Peña & Huijbregts (2014), mientras que la metodología se basa en el manual de WFN (Hoekstra, et al., 2011) y las recomendaciones de Younger (2006) para la minería. Sobre los resultados generales, la incertidumbre a la cual está sujeta el sistema genera variaciones que van desde un 3% hasta un 12% de la media , en [m3/ton mineral], dependiendo del caso. Se obtiene además que los parámetros y variables referentes al circuito de relaves son las de mayor relevancia para la Huella Hídrica y que aquellas de origen climático, aunque importantes, en escenarios reales no generan impactos significativos en los resultados.

Ingeniero Civil Mecánico / La minería representa un gran porcentaje de la actividad económica del país. En este contexto, el estudio del proceso de obtención de mineral puro y los equipos utilizados toman gran relevancia, entre estos los molinos de bolas para el chancado del mineral. Los molinos presentan estructuras de soporte llamados trunnions que se apoyan en una superficie alimentada por aceite a presión para evitar el desgaste. Eventualmente, se ha encontrado que un trunnion del molino presenta desgaste de la superficie interior y fisuras axiales en su superficie exterior. El propósito de esta memoria es estudiar la respuesta de la resistencia mecánica del trunnion a medida que pierde espesor hasta alcanzar un estado con fisuras, cuando está sometido a las cargas de operación nominales. El problema se aborda mediante la teoría de fatiga para el estudio de la aparición de grietas, y con la teoría de la mecánica de la fractura para el avance de grieta, siempre dentro del rango elástico lineal. El estudio es de carácter teórico numérico en base a una modelación CAD del molino con sus principales componentes, que es sometido a simulaciones en elementos finitos para determinar el estado de esfuerzos del molino y en particular del trunnion. El estudio comprende tres casos, que corresponden al molino con sus trunnion sin defectos, al molino con un trunnion desgastado en su superficie interior y finalmente al molino con el mismo trunnion desgastado y con la presencia de una fisura axial. La evaluación de falla al primer ciclo para el trunnion en su estado normal y con desgaste de su superficie interior entrega factores de seguridad de 18,97 y 7,36 respectivamente, por lo que soporta perfectamente los esfuerzos máximos debido al estado de operación nominal. La evaluación de la vida a la fatiga del trunnion en su estado normal entrega un factor de seguridad de 6,27, y en presencia del desgaste uno de 1,86, por lo que el trunnion presenta una vida infinita a la fatiga aun estando desgastado. Dado lo anterior, se cree que la fisura aparece por fallas en el sistema de lubricación que generarían un roce excesivo en el trunnion capaz de provocar la falla de la pieza. Cuando el trunnion está desgastado y con una fisura de longitud menor en la superficie interior que la exterior, se concluye que la fisura avanza por la superficie interior por sus dos puntas. Para detener el avance de la fisura, se propone un redondeo de los frentes de fisura y el relleno con un material adherente que soporte las cargas de operación nominales.

Ingeniero Civil de Minas / El proceso de planificación minera de largo plazo para minas de cielo abierto comúnmente se aborda en etapas, debido a la gran cantidad de variables que hacen del problema uno complejo de resolver. El objetivo de este trabajo es estudiar la etapa de diseño de fases para un depósito cuprífero, lo que consiste en operativizar los pits anidados que son generados ya sea mediante el algoritmo de Lerchs & Grossmann o el Modelo de Secuenciamiento de Bloques propuesto por Johnson, utilizando distintos criterios de diseño empíricos y cuantificando su impacto en desviaciones de tonelaje y el resultado económico del agendamiento de la producción mediante el algoritmo Milawa. De los resultados experimentales, se concluye que los criterios de diseño empíricos basados en tonelajes de fase no presentan por si solos una ventaja o desventaja desde el punto de vista operacional y económico, lo que queda demostrado al ser sobreseídos por el resultado del algoritmo Milawa. En segundo lugar, el proceso de diseño afecta en la evaluación económica, pero no de manera correlacionada con las desviaciones de tonelaje. Adicionalmente, se destaca que el modelo de Secuenciamiento de Bloques obtiene un mejor VAN que el de Lerchs & Grossmann para los planes de este yacimiento. Este trabajo refuerza la idea de que el enfoque de la planificación minera de largo plazo debe avanzar hacia metodologías que permitan integrar las variables del problema, para así reducir las distorsiones entre etapas, la necesidad de iteraciones entre éstas, y por sobre todo comprender el impacto económico de los criterios y decisiones que deben ser tomadas.

Magíster en Minería / Ingeniero Civil de Minas / La planificación minera ha evolucionado a través del tiempo para entregar soluciones a problemas de minería cada vez más complejos, que involucran cada vez más variables y a horizontes temporales mayores. En las últimas décadas, el foco ha sido la incorporación de la incertidumbre en el proceso de planificación, para hacer frente a las variables y parámetros inciertos involucrados en estos problemas a raíz de los tres tipos clásicos de incertidumbre encontrados en minería: la incertidumbre de mercado, operacional y la geológica. Con respecto a la incertidumbre geológica, es necesario considerar que la planificación de largo plazo se realiza en base a modelos con información limitada del yacimiento, pero posteriormente, a medida que avanza la explotación de este, la información aumenta producto del muestreo de los pozos de tronadura. Esta información es incorporada en el corto plazo con el fin de corregir las decisiones consideradas anteriormente. Sin embargo, la antelación con la que llega esta información entrega poca flexibilidad para modificar decisiones más complejas como el cambio de secuencia minera. Dado este escenario, en esta tesis se buscó medir el efecto de tener esta información de manera prematura en el agendamiento minero de corto plazo en minería a cielo abierto, y verificar si es rentable adelantar la campaña de muestreo para poder tomar mejores decisiones. Para esto, se utilizó un modelo de agendamiento con programación estocástica en dos etapas. En el caso de estudio propuesto, se verifica que para un horizonte de 5 meses en un solo banco, el obtener la información de manera prematura no impacta significativamente en el valor del agendamiento, ni en los indicadores de material procesado ni en la ley media del plan. Esto ocurre pues las decisiones de secuencia tienen poca relevancia en el valor del agendamiento dado el corto horizonte temporal estudiado. Por otro lado, la posibilidad de reasignar los destinos una vez conocida la información del pozo de tronadura mostró ser un factor clave en el valor del plan, independientemente de la secuencia considerada. El uso de la programación estocástica implica la incorporación de diversos escenarios de modelos de bloques dentro del problema de optimización, lo cual repercute fuertemente en los tiempos de ejecución computacional. Por otro lado, es necesario utilizar suficientes escenarios para obtener un resultado confiable considerando la variabilidad del depósito. Por este motivo, se implementó un algoritmo que genera simulaciones antitéticas, para generar escenarios con correlación negativa y utilizar un menor número de éstos para representar la variabilidad del depósito. Las pruebas mostraron que este tipo de simulaciones aceleran la convergencia del problema de agendamiento estocástico, obteniendo resultados más precisos con un número menor de escenarios, comparados a los algoritmos tradicionales de simulación.

Magíster en Gestión y Políticas Públicas / Ingeniero Civil Industrial / El propósito de este estudio es generar una propuesta de política estratégica entre los actores del Sistema Educacional Técnico Profesional y los de la Industria Minera para enfrentar el desajuste actual y proyectado al año 2020, entre la oferta y la demanda de capital humano en la minería. Este desajuste se está desencadenando debido a que las futuras inversiones en el sector minero superan los US $70.000 millones y para poder llevarlas a cabo se necesita personal calificado con las competencias exigidas por la industria. Se calcula que para el año 2020 se necesitarán cerca de 44.000 trabajadores adicionales a los que hoy ya están en la industria, de los cuales cerca de un 90% serán personas con cargos de perfil técnico. Por otro lado, dadas las condiciones actuales, el Sistema Educacional Técnico Profesional no está en condiciones de generar una respuesta rápida y con estándares de calidad exigidos por la industria. Dadas estas proyecciones las brechas de fuerza laboral calificada constituyen, probablemente, el mayor desafío que enfrentará el desarrollo de la gran minería chilena para la década 2011-2020. Para poder cumplir con el objetivo propuesto, en primer lugar se realizó un levantamiento de información secundaria y documental para realizar un diagnóstico de la situación. Luego se realizaron entrevistas a expertos con el propósito de obtener información para la situación actual y lo deseable a futuro. También se incorporaron experiencias exitosas en capital humano para que sirvieran de ejemplo a seguir por el sector minero. Se procedió a la construcción de un estado deseado dado por la información recabada para que posteriormente se desarrollaran las brechas con la situación actual. Paralelamente se hizo una identificación de actores y análisis de redes para luego generar una propuesta de lineamientos estratégicos y recomendar una política nacional de capital humano para la industria minera. Los resultados obtenidos muestran que se necesita una articulación y asociatividad adecuada entre los actores del Sector Minero y el Sistema Educacional Técnico Profesional. Adicionalmente es necesaria una alta participación de la industria minera en la selección de las especialidades y en el diseño del plan de educación tanto en regiones mineras, como a nivel nacional. Es imperativo, plantear líneas de acción que sirvan para desarrollar políticas de Capital Humano y poder implementarlas en dos niveles fundamentales. El primero tiene que ver con una política focalizada, desarrollada a nivel regional y por institución, con metas de corto y mediano plazo. El segundo y de carácter fundamental- tiene que ver con una política general, desarrollada a nivel nacional, con metas de largo plazo en la que los actores se articulen y se asocien en pos de una estrategia que involucre como actor central al Estado y a la Gran Minería Chilena.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / Cuando una organización se enfrenta a un cambio este puede ser enfrentado de varias maneras, de hecho se podría comenzar declarando que el cambio es un proceso natural el cual tendrá resultados con o sin metodología clara para llevarlo a cabo. Esto puede ser correcto y además puede que el cambio se ancle de buena forma por una combinación de factores organizacionales claves, el tema es que cuando nos enfrentamos a un cambio en una organización sin esta combinación de factores será necesario contar con una guía en la cual se muestren empíricamente los errores más comunes en los cuales caen las empresas que han fracasado en el proceso. El modelo de Kotter y un ejemplo cercano y local como el de BHP Billiton en Chile nos puede apoyar en estructurar una guía de respaldo para que las empresas puedan llevar adelante un cambio exitoso. El objetivo es generar un modelo de gestión del cambio para cualquier empresa minera, con base en la metodología del modelo del John Kotter y la experiencia cultural de la región. Este modelo tiene como conceptos clave la simplicidad y la estandarización para el éxito en el cambio. La metodología utilizada para este trabajo será la definida por John Kotter en sus 8 pilares para el cambio organizacional y la experiencia de una empresa multinacional con operaciones en la región. Los resultados esperados son: Generar un proceso visible y controlado para gestionar el cambio organizacional. Acceso a información transparente de desempeño de trabajo a partir de la cual tomar decisiones de negocio sólidas, en todas las dimensiones del cambio. Desempeño de seguridad mejorado (una operación estable con trabajo bien planificado) con menos dependencia en entidades externas). Clara identificación de los focos de mejora con lo cual se podrá tener un implementación ágil y eficiente, consensuada con todas las partes. Gente preparada para integrar y entender los cambio desde los resultados de su propio trabajo.

Magíster en Gestión de Operaciones / Ingeniero Civil Industrial / Debido a la alta volatilidad en el precio del cobre y lo sensible que es la planificación minera al precio del metal, se ha propuesto un modelo de optimización estocástica que considere incertidumbre en el precio del cobre, representada en árboles de precios, y que en consecuencia entregue como solución un árbol de planes mineros, cada uno asociado a su serie de precio correspondiente. El gran problema que conlleva este nuevo enfoque es que, debido a la gran cantidad de escenarios, y por consiguiente de planes mineros, en la práctica es muy difícil de auditar, en término mineros, la solucion entregada, y que aumenta su dificultad de verificar y comprender a medida que crece el número de escenarios considerados. Se propone una metodología para la comparación entre planes mineros estocásticos y determinísticos que cumple con los siguientes requisitos: (i) Tome poco tiempo en comparar los resultados estocástocos con los deterministas, (ii) Se explique la mayor parte de la diferencia en VAN entre ambas soluciones. Esta metodología consiste principalmente en agrupar los planes mineros que sean similares y luego escoger un plan representativo de cada grupo, dicho plan representativo se compara con el plan determinístico para explicar las diferencias en VAN entre los planes del grupo correspondiente con el plan determinista. El porcentaje de la diferencia que se explica con la metodología depende principalmente de qué tan bien agrupados se encuentren los planes mineros estocásticos. Se proponen y evalúan tres algoritmos de agrupamiento: (1) k-means, (2) k-medoids, (3) Modelo de optimización basado en k-medoids. Los tres algoritmos de agrupación tienen ventajas y desventajas, donde se destaca que los dos primeros algoritmos son de rápida ejecución, mientras que el tercero es considerablemente más lento; y que los algortimos 2 y 3 logran explicar una mayor parte de la diferencia en VAN, sobre el 82% con sólo 5 grupos de planes mineros, mientras que el primero presenta un peor desempeño. Los resultados obtenidos son muy satisfactorios, en particular para el algoritmo 2, que presenta bajos tiempos de ejecución y logra explicar gran parte de la diferencia en VAN entre los planes mineros estocásticos y determinísticos considerados. Además, el algoritmo 2 mantiene su alto rendimiento al realizar variaciones en todos los parámetros del modelo, lo que indica que es un algoritmo robusto. Finalmente, se tiene que la metodología propuesta es adaptable a cualquier problema que presente la misma estructura que el problema considerado, es decir, que la incertidumbre sea representada en árboles de escenarios, ya que la metodología propuesta está exclusivamente sujeta a la estructura de las soluciones entregadas por el modelo de optimización estocástico, y no al problema en particular que éste modela.