Ingeniero Civil de Minas / La industria minera ha tenido que enfrentarse a diversos factores que la han obligado a innovar para mantener su competitividad. El aumento paulatino de los costos de operación por efecto del aumento de la profundidad y las dificultades operacionales propias de los yacimientos (disminución de las leyes, aumento de la dureza de la roca, condiciones mineralógicas adversas), ha llevado a la industria minera del cobre a emprender diversas mejoras en los procesos. Una de las formas de enfrentar este problema es la implementación de innovaciones tecnológicas que provoquen una importante reducción de los costos de operación El objetivo de este trabajo es proponer una metodología que permita identificar oportunidades de investigación y desarrollo (I+D) con innovación tecnológica que entreguen solución a los problemas actuales y futuros para la operación minera. Esto es posible mediante un levantamiento de información de la literatura y la observación en terreno de la operación, una propuesta de etapas y actividades basadas en la investigación científica y priorización de los resultados. La revisión de antecedentes bibliográficos permitió observar que Chile no cuenta con una cultura de innovación. Ha realizado esfuerzos pero sigue estando debajo de países como Australia y Canadá, que poseen una industria minera similar a la del país, lo cual se refleja en una inversión de cuatro y hasta cinco veces menor en I+D. Es necesario crear un proceso de gestión del cambio, es decir, gestión de la innovación y que sea un proceso cíclico realizado todos los años en las operaciones mineras. Las actividades realizadas permitieron seguir una línea de investigación guiada y orientada a la captura de información de los expertos de cada área en una operación minera. De este modo, fue posible obtener un listado de temas de investigación para 31 potenciales iniciativas tecnológicas que pueden caer en las siguientes categorías: investigación académica, investigación aplicada o desarrollo industrial. Estas fueron priorizadas de manera preliminar según un costo estimado, una demanda de tiempo y el nivel de urgencia que solicita la operación ante este tema. El análisis de las iniciativas obtenidas se realiza con el propósito de determinar los temas de investigación de mayor interés para el Laboratorio de Block Caving, que solicita este trabajo, entendiendo que existe una necesidad de saber dónde destinar los recursos para I+D. Es posible concluir que el método propuesto permite una captura básica de iniciativas tecnológicas que son de interés para la operación, sin embargo, es necesario robustecer esta metodología para que pueda ser implementada en una empresa minera y pueda generar un proceso de gestión de la innovación. Estas mejoras a la metodología se basan en poder asignar un valor de aporte a cada tema de investigación, lo cual es complicado de llevar a cabo debido ya que las iniciativas no son comparables entre sí en la mayoría de los casos y es necesario estandarizar este listado de temas con la ayuda del área de evaluación de proyectos. Finalmente, como resultado final se selecciona a los diez temas de investigación de mayor potencial para el Laboratorio de Block Caving que son de interés y urgencia en la operación minera actual, indicando su prioridad para ser evaluados.

Ingeniero Civil de Minas / En Chile, la minería se constituye como una de las actividades económicas más invasivas para el medio ambiente, por lo que, para minimizar los impactos negativos, existe una ley que regula el cierre de faenas (Ley 20551) y un conjunto de metodologías creadas por el SERNAGEOMIN para orientar a las empresas en la elaboración de sus planes de cierre. La ley incluye una etapa de postcierre para el monitoreo y mantención de las medidas de cierre, sin embargo, no existe una metodología para la planificación y gestión del postcierre. Esto implica un problema para las empresas, ya que pueden incurrir en costos innecesarios o subvalorar el postcierre al no considerar las actividades suficientes. Por otro lado, SERNAGEOMIN, como ente fiscalizador, podría aprobar planes con fondos insuficientes para el postcierre o débil desarrollo de su planificación y gestión a perpetuidad. Este trabajo propuso una metodología para la creación de planes de postcierre para complementar los planes de cierre. Para ello, fue necesario revisar protocolos existentes de planes de cierre de faenas mineras del SERNAGEOMIN y extranjeros, sistemas de clasificación de sitios contaminados y técnicas de evaluación de riesgos. Luego, utilizando los conceptos de evaluación y gestión de riesgos, costos y calidad en los proyectos, se estableció la información mínima para crear, planificar, organizar y gestionar las actividades del postcierre, evaluar sus costos e integrarlo a la etapa de evaluación de proyectos mineros. El resultado de este proceso fue una propuesta metodológica que guía e informa al usuario acerca de la información necesaria para la planificación, evaluación y gestión de planes de postcierre. El proceso se inicia con un sistema de clasificación de peligros potenciales futuros de los residuos y remanentes mineros y sus medidas de cierre, a partir de los cuales se planifican las actividades de postcierre considerando aspectos medioambientales. El total del puntaje obtenido del sistema de clasificación de sitios contaminados tiene un 70% del peso en peligros potenciales que pueden prevenirse y un 30% en aspectos de mitigación de estos en cierre y postcierre, lo cual implica que el resultado depende más del establecimiento de objetivos que, antes y durante la operación, disminuyan los riesgos de potenciales impactos ambientales antes que la creación de más y mejores medidas postcierre, cuya consecuencia es un aumento en los costos y riesgos asociados a esta etapa. Además, la metodología planteada en este trabajo tiene en cuenta nueva información que en la planificación actual de los planes de cierre no se había considerado, lo cual aumenta los costos del postcierre en al menos un 50%, pero a su vez, puede disminuir la incertidumbre y el riesgo en la ejecución de esta etapa en un porcentaje similar. Esta propuesta, constituye un importante apoyo que prioriza la investigación y remediación de futuros sitios contaminados por la minería. Plantea una mejora a la planificación y gestión del cierre al complementarlo con la propuesta metodológica del postcierre. Además, entrega la capacidad técnica y económica, para afrontar cambios o evoluciones en los planes de cierre y asimilarlos, actualizando estimaciones de costos y logrando una gestión más transparente y autosostenible de la etapa postcierre; no obstante, se recomienda proponer herramientas que midan el avance físico de esta etapa durante su ejecución, controlando costos y calidad, para hacer un buen uso de los recursos. Asimismo, se debe buscar un método para integrar la variable ambiental a la valorización del modelo de bloques minero, facilitando la cuantía del impacto ambiental y los análisis de incertidumbre y riesgo en la evaluación de proyectos. / In Chile, mining is one of the more invasive environmental economic activities, so as to minimize the negative impacts, there is a law regulating mine closure (Law 20551) and a set of methodologies created by SERNAGEOMIN to guide companies in developing of their closure plans. The law includes a postclosure stage for monitoring and maintenance of closing measures. However, there is no methodology for planning and management of postclosure. This implies a problem for companies because they can incur in unnecessary costs or underestimate the postclosure by not considering enough activities. On the other hand, SERNAGEOMIN, as auditor, could approve postclosure plans with insufficient funds or weak development planning and management in perpetuity. This paper proposed a methodology for creating postclosure plans to complement closure plans. For that, it was necessary to review protocols of existing SERNAGEOMIN and foreign closure plans, classification systems of contaminated sites and risk assessment techniques. Then, using the concepts of assessment and risk management, cost and quality in projects, the minimum information was established to create, plan, organize and manage the activities of the postclosure, evaluate their costs and integrate it to the evaluation stage of mining projects. The result of this process was a methodology that guides and informs the user about the information needed for planning, evaluation and management of postclosure plans. The process starts with a classification system for future potential hazards of wastes and mining remnants and closure measures, from which postclosure activities are planned considering environmental aspects. The total obtained scores of the classification system of contaminated sites has a 70% weight in potential hazards that can be prevented and 30% in aspects of mitigation of these in closure and postclosure, this means that the result depends more on the establishment of objectives that (before and during operation) reduce the risks of potential environmental impacts before creating more and better postclosure measures, because the consequence of this is an increase in the costs and risks associated with this stage. In addition, the methodology proposed in this paper takes into account new information that current planning of the closure plans had not been considered, this increases the costs of postclosure by at least 50%, but in turn, may decrease uncertainty and risk in the implementing of this stage by a similar percentage. This proposal is an important support for project planning that prioritizes the investigation and remediation of future contaminated mining sites. There is an improvement in the planning and management of the closure to complement it with the methodology of postclosure. This proposal also integrates the technical and economic capacity to deal with changes or evolutions in the closure plans and assimilate them, updating cost estimates and achieving a more transparent and self-sustainable management of the postclosure. However, it is recommended to propose tools that measure the physical progress of the postclosure stage during its execution, by controlling costs and quality to make good use of the resources. Also, it is recommended to find a method to integrate the environmental variable quantitatively to the block in a mining block model valuation to facilitate the calculation of the amount of environmental impact and uncertainty and risk analysis in projects evaluation.

Ingeniero Civil de Minas / En el último tiempo, el precio del cobre se ha estado transando con una tendencia sostenida a la baja, lo que ha conllevado implementar un conjunto de medidas a nivel nacional e internacional, para lograr una reducción de costos e incrementos en la productividad de los procesos. Actualmente, los sistemas de asignación dinámica como Jigsaw o Modular no se encargan del reabastecimiento de combustible, el cual es llevado a cabo de manera manual, y este es realizado cuando el equipo notifica que está cercano a la reserva. Por otra parte, estos softwares una vez asignado a descarga el material, no analiza las características de la carga que se transporta en cada camión, por lo que este proceso consiste en que el primero en llegar es el que realiza la actividad. Este trabajo se centró en recuperar tiempos perdidos de los camiones de extracción en las operaciones a cielo abierto de la gran minería, para mejorar el proceso productivo. Esto se logra mediante la implementación de modelos de redes neuronales, usados para la predicción de información, y modelos de optimización, los cuales usarán lo predicho para mejorar el transporte, en los procesos de chancado y abastecimiento de combustible. Para el caso de estudio se tomó una base de datos de 6 meses, contados a partir de febrero del 2015, de una faena donde el movimiento de material es de aproximadamente 450 KTPD y cuenta con una flota efectiva de 54 CAEX. En cuanto al proceso de optimización de chancado, se logró que mediante una red neuronal se predijera el tiempo de proceso de cada carga y luego, se reorganizara el sistema de descarga teniendo en consideración este nuevo parámetro. Considerando un circuito de 5 km de distancia y con una flota 11 CAEX, se consiguió incrementar la utilización de los equipos de transporte en un 1,9% y el tonelaje procesado en un 2,4% en promedio, con una desviación estándar de 0,4% y 0,6% respectivamente, para 10.000 simulaciones, esto implica un ingreso adicional de 16,8 MUS$/año por cada chancador en faena de características similares. En el caso de que se aumentará el largo del circuito, se deberá incrementar el número de camiones, para conseguir los mismos resultados. Para el proceso de abastecimiento de combustible, la red neuronal predice el consumo del equipo, para posteriormente con un modelo de asignación dinámica, crear un proceso autónomo de envió a las diferentes estaciones. En un escenario de 60 CAEX en circulación y con dos petroleras, se generó una reducción de un 65% aproximadamente en la espera de cada camión para reabastecer. Adicionalmente, disminuye el número de recargas necesarias en periodos mayores a una semana, gracias a rellenar más litros por visita. Lo anterior, significó un incremento de un 3,2% en la utilización de los camiones de extracción. Para asegurar la fidelidad de los resultados presentados anteriormente, se realizó un test de confianza al 95%, para descartar que los beneficios fueron aleatorios. De este se concluyó que los valores señalados son estadísticamente significativos. Por último, con estos desarrollos una faena puede recuperar de manera rápida, gracias a algoritmos de predicción y optimización, y a un bajo costo de implementación y operación, tiempos perdidos en sus activos, con lo que se generará mayores ingresos para el negocio. / The copper mining industry is currently experiencing a low-price crisis, which has led to a series of measures at national and international level, to reduce costs and improve productivity in operational processes. Currently, dynamic allocation systems as Jigsaw or Modular is not responsible for the refueling, which is carried out manually and is performed when the operator notifies that his equipment is close to the reserve. Moreover, this software once assigned the discharge point, does not analyze the type of material carried in each haul truck, so this process is the first to arrive is the one who performs the activity. This work focused on recovering some of the wasted time of haul trucks in large open pit operation to improve the production process. This is achieved by implementing neural network models used for forecasting information, and optimization models, which will use this predicted data to improve transport in the processes of crushing and refueling. For the case study it was used a database of 6 months, from February 2015. The mine company has a production of approximately 450 KTPD material and an effective fleet of 54 CAEX. As for the crushing optimization process, this was succeeded using a neural network that predicted the processing time of each charge. Then, with this information the discharge order was reorganized in crushing in view of this new parameter. Now, considering a 5 km circuit and a fleet of 11 trucks, there was an increase of the utilization of the equipment’s on that circuit by 1.9% and 2.4% of extra throughput tonnage, with a standard deviation of 0.4% and 0.6%. This implies an additional income of 16.8 MUS $ / year for each crusher in the mine. In the case the circuit length increase, the same needs to happen with the truck fleet to achieve the same results. For the refueling process, the neural network predicts the fuel consumption of the equipment. Later a dynamic allocation model, create an autonomous sending process to different fuel stations. If it is consider a case with 60 haul trucks in circulation and two available stations. This results in a reduction of approximately 65% of the waiting of each truck to restock. Further on, it was also decreases the number of loads, thanks to fill more liters per visit. Finally, this means an increase of 3.2% in the utilization of haulage equipment. To ensure that the results presented above, has a 95% of confidence, it was performed a test to determinate that the benefits were not randomized. This test concluded that the indicated values are statistically significant. With these improvements, a mine company can recover quickly, thanks to predictive and optimization algorithm, and for a low cost strategy, wasted time in their assets and improve revenues for the business.

No description available.

No description available.

No description available.

Magíster en Minería / Ingeniera Civil de Minas / La elaboración de planes de producción es una labor que, dada su complejidad, se ha tenido que realizar de manera desagregada, es decir, no se evalúan en conjunto la totalidad de los componentes del proceso minero para su elaboración. Esto ha traído como consecuencia que los resultados obtenidos tengan dificultades a la hora de llevarlos a la operación, ya que se asumen consideraciones que se escapan de las reales condiciones del proceso. Este problema se ve reflejado con más fuerza cuando se habla de la extracción minera mediante el método de minería selectiva, donde la alta cantidad de factores involucrados en el proceso hacen muy difícil su integración. Es así, como la elaboración de los planes de producción se ha transformado en una labor que tiene un alto costo de tiempo con resultados que no necesariamente se acercan a la solución óptima del proceso y que está fuertemente influenciada por la experiencia del usuario que lo realiza, impidiendo además la posibilidad de generar mayor análisis de los procesos involucrados. Por tanto el siguiente trabajo tiene como objetivo establecer una metodología que provea de distintas alternativas de secuenciamiento para minería subterránea selectiva, en función de multicriterios para su evaluación. Cuando se habla de multicriterios se refiere a poder integrar diversas variables propias del proceso en una misma evaluación, permitiendo así analizar su interacción y comprender de mejor manera el comportamiento del proceso minero. Es así como se evalúa para el estudio una serie de casos que permitan observar la tendencia del plan de producción y su respectivo secuenciamiento. Para ello se realizan planes de producción limitados por el tonelaje de extracción, m3 de relleno y metros a perforar, en diferentes periodos de tiempo mensuales, buscando responder al objetivo planteado. Se considera en forma particular el criterio correspondiente a la dilución, el cual se evalúa en función del ELOS de acuerdo a la variación del tamaño de los caserones. Los resultados demuestran que efectivamente existe una interacción entre los criterios a evaluar en un mismo plan de producción, ya que imponiéndose restricciones específicas para cada criterio de manera independiente se suele llegar a soluciones infactibles, siendo necesario ajustar los distintos factores de manera que interactúen entre si y logren cumplir con las restricciones impuestas y la secuencia de extracción establecida. Además es posible integrar la dilución como un criterio más dentro de la evaluación, pudiendo analizar su impacto en base a dimensiones del caserón, donde se llegó al resultado que la decisión de diseño (largo caserón) varía al evaluar la dilución en el plan. Finalmente, es posible establecer una metodología de elaboración de planes de producción, que integra diferentes criterios en su evaluación, entregando resultados en base a evaluaciones de modelos matemáticos y que proporcionan al planificador una herramienta de análisis, comprensión y toma de decisiones del proceso de planificación.

Ingeniero Civil Eléctrico / La robótica y automatización han tenido un gran impacto en la industria en el país, aumentando sustancialmente la productividad de ésta a lo largo de los años. Uno de los procesos que se ha buscado automatizar en minería, es la extracción de mineral en minas subterráneas, el que se realiza por un Load Haul Dump. Este proceso ha sido parcialmente automatizado, quedando pendiente desarrollar de manera efectiva proceso de carguío para que sea autónomo. Este es difícil de automatizar debido a la variabilidad de la granulometría del material a cargar que se encuentra en el punto te extracción. Esta memoria se enmarcó en el proyecto de automatización del proceso de carga de un LHD en el Advanced Mining Technology Center (AMTC) de la Universidad de Chile. El trabajo consistió en el diseño y desarrollo de un sistema de medición granulometría del mineral en un punto de extracción y la entrega de un punto en donde se recomiende iniciar la carga de este. En este trabajo se diseña y desarrolla una maqueta a escala del punto de extracción real, en la que utilizando un láser actuado por medio de un servo motor y el framework ROS, se obtiene una nube de puntos la que es procesada por un algoritmo que ocupa segmentación en tres dimensiones. De esta manera se obtiene una serie de clústeres representando cada una de las rocas. Además se implementa un filtro de manera que rocas detectadas con un volumen menor al impuesto por el usuario, no serán consideradas, y finalmente utilizando esta información se entrega una línea en la que se recomienda comenzar el carguío. Este sistema fue sujeto a una serie de pruebas con distintas rocas en diferentes configuraciones obteniendo un error promedio de 14,17 %. También fue sujeto a prueba en un ambiente húmedo, en el que el rendimiento se mantuvo constante y a pruebas en un ambiente con polvo, en donde el láser no fue capaz de atravesarlo por lo que no se obtuvieron resultados. Finalmente se encontró que el tiempo en el que se entrega una nube de puntos por el sistema es 12 segundos y se realizó un análisis teórico para concluir que estos resultados son representativos en un ambiente real. Concluyendo, se desarrolló un sistema capaz de diferenciar las rocas relevantes del fino, obteniendo su granulometría utilizando el framework ROS y el hardware requerido. El trabajo realizado abre las puertas para el desarrollo y prueba de nuevas estrategias de carguío autónomo en el AMTC. Como trabajo futuro se propone caracterizar rigurosamente el desempeño del láser en ambientes con polvo y realizar pruebas con un LHD a escala para determinar la efectividad de la estrategia de carguío entregada en este trabajo, además de una serie de sugerencias para mejorar el desempeño del algoritmo desarrollado.

Geólogo / La precisión de los modelos geológicos condiciona de manera relevante todos los aspectos del negocio minero, llegando a determinar su viabilidad. En particular, en la generación de un modelo estructural, el levantamiento de información desde caras de bancos presenta un constante reto en la actividad minera debido a condiciones de seguridad insuficientes en la toma de datos, áreas de difícil o nulo acceso a las frentes, y escasa resolución y amplitud del mapeo. Frente a esta problemática el presente estudio documenta el impacto del levantamiento remoto de datos estructurales mediante la aplicación de fotogrametría en frentes de bancos. A su vez es mostrada la influencia de la adquisición de datos indirectos en la definición de un modelo estructural del rajo abierto de la Mina Los Bronces, como caso en estudio. El levantamiento estructural realizado logró mejorar tanto el número de datos como su distribución. Este aumento del registro de estructuras triplicó la información levantada en cinco años desde las frentes en un periodo aproximado de seis meses: para el caso de las estructuras menores estructuras menores a 15 metros de persistencia-, se mapearon 15.560 estructuras, aumentando en un 260% la información proveniente de mapeo de bancos; por otro lado, se reconocieron 144 nuevas estructuras de alto impacto en la operación- estructuras mayores, cuya persistencia va entre 15-150 metros-, identificando de manera completa su traza, obteniendo una medida absoluta de su persistencia, y una orientación coherente con el carácter sinuoso de esta a lo largo de su afloramiento. Finalmente, fue posible levantar coordenadas espaciales de las trazas de las estructuras principales definidas en la mina- fallas de gran persistencia, mayor a 150 m, controladoras de dominios estructurales- , obteniendo información nueva y actual de estas. El análisis de estos resultados muestran que la información obtenida de la geometría de estructuras, coordenadas espaciales y orientación, posee grados de exactitud y precisión aceptables dentro de parámetros definidos y, dado el considerable aumento en la cantidad de datos de las frentes, fue posible: (I) identificar futuros cambios en el modelo de dominios estructurales como la definición de nuevos límites entre dominios estructurales, interpretación de sub-dominios asociados a litologías y re-caracterización de diagramas de contornos de polos de los dominios, definiendo sets principales no modelados actualmente; (II) una modelación tanto a nivel de superficie como en profundidad de las estructuras mayores, generando un modelo vectorial conciliado con lo que se observa en la mina, evitando una exagerada interpolación del largo de la traza y plano de falla de la estructura y (III) una validación de las trazas pertenecientes a las estructuras principales, . Los antecedentes antes expuestos permiten validar al mapeo indirecto vía fotogrametría como una técnica adecuada y complementaria al mapeo en terreno de bancos y la lectura de fallas en sondajes; mostrando una metodología con capacidades suficientes para un óptimo mapeo y, en consecuencia, su participación como una herramienta significativa en el desarrollo de un modelo estructural.

Ingeniero Civil de Minas / El actual escenario económico ha propiciado que las compañías mineras apliquen sistemas de gestión en sus procesos para contrarrestar la disminución del precio del Cobre y el aumento sostenido de costos de servicios. La operación Los Bronces se ha alineado con esta estrategia y ha considerado emplear la metodología del aseguramiento y control de calidad. Esta técnica de gestión busca prevenir defectos en los procesos y controlar la calidad de los productos en pos de la satisfacción de los clientes. Para que ésta dé resultados requiere apoyarse en un sistema de gestión que contribuya a la eficacia y eficiencia de la organización. Esto debe estar respaldado por la metodología del mejoramiento continuo, que le dará un carácter sustentable al proyecto en el tiempo. Particularmente, en esta investigación se aborda el proceso de perforación, reconociendo actividades clave para su intervención, relacionadas con la implementación en terreno del diseño de perforación. Luego, a partir del análisis de su situación actual en Los Bronces, se propone un sistema de gestión que considera 3 etapas: planificación de procesos, control de gestión y gestión del mejoramiento. La planificación involucra la creación de indicadores clave de desempeño a partir de las oportunidades identificadas, para lograr las conductas y prácticas que aseguren un proceso de excelencia. Posteriormente, el control de gestión determina cómo se analizará la información de los indicadores, es decir, generará alarmas ante incumplimientos de los requerimientos establecidos para el equipo de perforación; y definirá horizontes de tiempo para la intervención de los sub-procesos y asignará responsables y plazos de control. Finalmente, en la etapa de gestión del mejoramiento, se determinan los grupos de tareas, el rol de la jefatura y las herramientas de gestión para cumplir con una cartera de proyectos. La investigación concluye evaluando el aporte del sistema de gestión en la compañía, al estimar la influencia del cumplimiento de cada indicador de desempeño, consiguiendo un ahorro de 10,9 MUS$ anuales. El ahorro calculado no sería efectivo de no lograrse un liderazgo y participación activa de todos los integrantes del proceso. Ambos conceptos combinados y ligados a la estructura del sistema de gestión, permiten de manera estructurada y sistemática, cambiar las prácticas e ir instalando una cultura de excelencia en las operaciones.