Ingeniero Civil de Minas / El estudio de flujo gravitacional es fundamental en la minería subterránea por block/panel caving debido a su directa relación con la planificación minera, entregando información como el tipo y cantidad de material extraído, secuencia de extracción, leyes y recuperación. Debido a lo anterior, contar con herramientas computacionales que permitan modelar este fenómeno es de gran ayuda para realizar de la mejor manera las operaciones mineras. Dentro del ámbito del modelamiento de flujo gravitacional, Flowsim es un simulador basado en el concepto de autómatas celulares implementado en lenguaje C++, el cual permite realizar trabajos de forma más sencilla, rápida y con una gran calidad en los resultados. En el presente trabajo se utiliza esta herramienta con el objetivo de evaluar su funcionamiento y resultados mediante el modelamiento de diferentes casos de estudio a nivel experimental y a nivel industrial. Además se utilizan nuevas características del simulador para el trabajo con trazadores y se agrega un nuevo mecanismo para el modelamiento de la subsidencia. Los casos de estudio tratados son el análisis de trazadores recuperados a nivel mina, resultados experimentales obtenidos a partir de modelos físicos y simulaciones predictivas de 370 puntos de extracción pertenecientes a la mina Esmeralda, división El Teniente, focalizando el estudio en el funcionamiento de Flowsim para el cálculo de zonas de extracción, leyes, punto de entrada de material quebrado, y el tiempo de simulación. Los resultados muestran que Flowsim es capaz de replicar los resultados de zonas de flujo obtenidos con trazadores inteligentes en mina con diferencias de 9.7 [%]. Los casos experimentales e industriales analizados con el simulador calibrado muestran una leve tendencia a sobreestimar el punto de entrada de quebrado. Las simulaciones se realizan un 50 [%] más rápido a lo realizado por Rebop, simulador de flujo gravitacional desarrollado por Itasca, mientras que los valores entregados para las variables analizadas son muy similares entre ambos simuladores, variando en porcentajes menores al 5[%]. Las nuevas funciones de Flowsim, como el trabajo con trazadores y el mecanismo de rilling, aumentan las capacidades del simulador, pudiendo llevar a cabo nuevos análisis para la planificación minera. Los trazadores permiten establecer la recuperación para diferentes mallas de extracción y estudiar el comportamiento de los elipsoides de extracción. El mecanismo de rilling permite comprobar la morfología de la superficie y los resultados de su implementación muestra diferencias menores al 2 [%] con respecto a los resultados de modelos físicos. Finalmente, los resultados muestran que Flowsim es una potente herramienta de planificación en desarrollo, que, debido a su versatilidad, permite trabajar e implementar nuevos mecanismos como el trabajo con trazadores y el concepto de rilling, entregando resultados de forma rápida, simple y eficaz.

Magíster en Minería / Ingeniero Civil de Minas / El objetivo de este trabajo de tesis consiste en utilizar diferentes modelos de kriging en la simulación condicional de leyes para casos donde la ley media (denominada deriva ) varía en el espacio, lo cual generalmente ocurre en la realidad. Con esto se pretende probar la eficiencia de simulaciones con kriging ordinario (KO) y universal (KU) que consideran la ley media variable en el espacio, con los métodos usados hoy en día basados en kriging simple (KS) suponiendo una ley media constante a escala global. Además se busca analizar el efecto que tiene en los resultados el tipo de algoritmo de simulación utilizado. Para esto, distintos modelos de simulación son aplicados a casos sintéticos y a un caso real de estudio. Para los casos sintéticos se crean diferentes escenarios (con y sin deriva, con muchos y pocos datos condicionantes) y se realizan simulaciones condicionales usando el algoritmo de bandas rotantes y el algoritmo secuencial Gaussiano. El caso real de estudio consiste en un yacimiento de hierro donde existe una clara presencia de derivas de la ley de hierro en la dirección vertical para dos unidades geológicas definidas. Para ambos casos (sintéticos y reales) se evalúan diferentes tipos de condicionamiento. Los resultados se analizan considerando la reproducción de la correlación espacial y de las derivas. Para los casos sintéticos los resultados muestran que, independiente del tipo kriging utilizado, el método secuencial reproduce la correlación espacial cuando hay muchos datos condicionantes. Sin embargo, al usar el método secuencial con KO o KU y pocos datos los resultados se deterioran debido a que el error cometido al usar una vecindad móvil se propaga. El método de bandas rotantes funciona bien independiente del número de datos utilizados. Para casos con derivas, los resultados son mejores con KU, debido a que se conoce perfectamente la deriva. El KS y KO suavizan la deriva, más aun cuando es marcada y se tienen pocos datos condicionantes. Para el caso real ambos algoritmos de simulación entregan buenos resultados, siendo mejores con el algoritmo secuencial Respecto al tipo de kriging, en situaciones de extrapolación el KU exagera la deriva. Así el uso de KU estaría limitado a casos con deriva en situaciones de interpolación donde presenta mejoras respecto al KS y KO. Cuando hay muchos datos condicionantes, se pueden usar ambos algoritmos pues entregan resultados parecidos. Sin embargo, cuando hay pocos datos, el método secuencial propaga el error, por lo que convendría usar el método de bandas rotantes. Además, queda en evidencia la mejora que trae usar KO o KU en las simulaciones para casos con deriva, por sobre el KS utilizado hoy de la industria, el que no refleja lo que ocurre a escala local. Estos enfoques son fáciles de implementar y reflejan mejor las propiedades locales de la variable a simular que el enfoque actual basado en KS. Así, la metodología propuesta podría ser usada en otros casos con características similares, como yacimientos con clara existencia de derivas.

Magíster en Gestión de Operaciones / Ingeniero Civil Industrial / Quetena corresponde a un proyecto ubicado en las proximidades de la ciudad de Calama, región de Antofagasta, perteneciente al clúster Toki, comprendido por los recursos mineros de los cuerpos principales de Quetena, Genoveva, Toki y Opache. Se caracteriza por la baja ley de sus recursos, lo que implica que la variabilidad del proyecto tenga una alta sensibilidad frente al precio del cobre. Es por esto que resulta particularmente interesante evaluar económicamente su explotación incorporando la variabilidad del precio del metal. Se utilizó un modelo estocástico de optimización, que se combina con un árbol de escenarios de precios para obtener planes mineros robustos y flexibles. Este modelo estocástico resulta intratable computacionalmente por su gran tamaño y complejidad, por lo que se utiliza el método Progressive Hedging (PH) creado por Roger J-B Wets y R.T. Rockafellar, el que se basa en una resolución de descomposición por escenarios. PH se utilizó para encontrar soluciones que permitieran realizar fijación de variables, para reducir el espacio factible del modelo estocástico. La hipótesis de este trabajo es que el problema de planificación minera de largo plazo con incertidumbre en el precio del cobre, modelado estocásticamente y resuelto mediante un método de separación de escenarios, entrega planes flexibles que son contingentes al precio del mineral y que permiten mejorar los indicadores económicos del negocio. El principal resultado obtenido, es que el valor de la flexibilidad de los planes mineros aumenta cuando el precio promedio de largo plazo disminuye.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / En los últimos años la minería del cobre ha enfrentado un escenario de disminución paulatina del precio del Cobre, el termino del Súper Ciclo, además, una marcada disminución en las leyes del mineral y un aumento importante en los costos asociados a la mano de obra, así también, escasez de energía y agua para los distintos procesos. Por tanto, las minas en operación, deben adoptar prácticas de Excelencia Operacional que permitan aumentar productividad y reducir costos, con el fin de lograr operaciones más eficientes. El método de Excelencia Operacional usada en este estudio es la Metodología Lean, que corresponde a una forma de trabajo diseñada en la empresa Japonesa Toyota, que desde el año 1950 encontró una manera de desarrollar su proceso productivo, logrando mejores resultados con menos recursos. En este estudio en particular, se revisa la implementación de la Metodología Lean al proceso de Perforación & Tronadura de la mina Rajo Sur, demostrando el efecto en la mejora de productividad, mejora en la calidad de la perforación y reducción de costos principalmente en aceros de perforación, y mejoramiento de la granulometría del material tronado a un menor costo. Los principales planes de acción implementados son Control Integral de Perforación y Optimización de Mallas y Tipos de Explosivos , los cuales permitieron abordar las brechas detectadas en el mapeo de proceso de Perforación & Tronadura, controlando la calidad de la perforación desde la programación de la perforación hasta que la malla de pozos perforados es entregada al proceso de tronadura para el carguío de explosivo. Además, se intensifica el control del diseño de las mallas, secuencia de iniciación, tipos de explosivos y continuamente revisar los resultados obtenidos en cuanto a granulometría del material tronado, incluyendo el rendimiento de los equipos de carguío. En el caso del proceso de Perforación la experiencia fue exitosa debido a que logra reducir los costos en los aceros de perforación, a través de medidas simples como un adecuado uso y cuidado de los equipos y de los elementos de perforación, maximizando la duración los aceros logrando un ahorro de 5% respecto al periodo antes de implementar la metodología Lean. Durante la implementación Lean en el proceso de tronadura se logra reducir los costos promedio de 0,33 US$/Ton en el primer semestre de 2015 hasta un costo promedio de 0,28 US$/Ton en los últimos 3 meses del año 2015. De acuerdo a la implementación de la Metodología Lean en las actividades del proceso es un avance importante hacia el logro de alcanzar la Excelencia Operacional, estos resultados obtenidos en estos pocos meses indican que el camino es el correcto, sin embargo, se debe seguir perseverando dentro del equipo de trabajo para alcanzar los objetivos trazados y así instaurar una cultura de mejoramiento continuo dentro de la organización.

En la industria minera, las simulaciones geoestadísticas se utilizan para cuantificar la incertidumbre en las leyes de mineral y predecir los recursos recuperables sobre una determinada ley de corte. Para estos efectos, uno de los modelos más utilizados es el modelo multigaussiano, el cual permite simular las leyes de un material de interés a soporte puntual, para luego rebloquear los valores puntuales y construir un modelo de leyes a tamaño de bloques. En este trabajo, se propone estudiar el modelo gaussiano discreto, que permite realizar directamente las simulaciones a tamaño de bloques sin pasar por simulaciones puntuales, con los beneficios en tiempos de cálculo que esto significa, pero también con algunas aproximaciones en las que incurre con respecto al modelo multigaussiano. La primera parte del trabajo apunta a establecer las condiciones bajo las cuales el modelo gaussiano discreto entrega resultados similares al modelo multigaussiano. Así, se realiza un estudio de sensibilidad al variograma, que modela la variabilidad espacial de la ley, así como al tamaño de los bloques a utilizar en el modelo, a la cantidad de datos condicionantes y a la asimetría que presente el histograma de estos. En la segunda parte del trabajo, se aplica el modelo multigaussiano y el gaussiano discreto a dos bases de datos de leyes reales con distintas características, con el objetivo de evaluar en la práctica los resultados de estos modelos. En particular, se compara las estimaciones de recursos mediante curvas tonelaje-ley y las medidas de incertidumbre asociadas a cada estimación. Los resultados obtenidos indican que, con una base de datos con un histograma de asimetría leve o moderada, el modelo gaussiano discreto aproxima de buena forma al modelo multigaussiano, observándose distribuciones de leyes simuladas y curvas tonelaje-ley prácticamente idénticas, además de medidas de incertidumbre similares. Sin embargo, al aplicar el modelo gaussiano discreto en una base de datos con un histograma de asimetría considerable, la similitud de resultados con el modelo multigaussiano se pierde: se observa diferencias importantes en la estimación de recursos recuperables, especialmente en las leyes medias obtenidas para distintas leyes de corte, y en las medidas de incertidumbre obtenidas con cada modelo. Las conclusiones de este trabajo indican que aplicar el modelo gaussiano discreto a datos con un histograma muy asimétrico no es recomendable. En estos casos, el modelo gaussiano discreto tiende a sobrestimar la cola de altas leyes en el histograma de frecuencias de leyes simuladas, y además presenta diferencias importantes en las frecuencias de leyes menores, todo esto en comparación al modelo multigaussiano. Sin embargo, con una base de datos de histograma con asimetría leve o moderada, el modelo gaussiano discreto es perfectamente aplicable, además de requerir tiempos de cálculo considerablemente menores.

El objetivo de este trabajo es evaluar, desde una perspectiva técnica, el potencial uso de la Huella Hídrica (WFP, por su sigla en inglés), como un indicador de sustentabilidad en la minería del cobre en Chile, aplicado a la producción de concentrado de cobre en la División El Teniente (DET) de Codelco. La WFP es un indicador que determina la cantidad de agua consumida por un producto a lo largo de su cadena de suministro y posteriormente, mide los diferentes impactos asociados a estos consumos. Este indicador tiene tres componentes, dependiendo del origen del agua consumida y las alteraciones con que el agua es devuelta al sistema: la WFP Verde, la WFP Azul y la WFP Gris. Para aplicar este indicador, se usó la metodología propuesta por el Water Footprint Manual 2009 (HOEKSTRA, et al., 2009 a), a los procesos de producción del concentrado de cobre de la DET. Se desarrolló, además, un esquema simplificado de los procesos de la DET y su manejo de agua, se realizó un cálculo preliminar sobre la WFP del concentrado de cobre de la DET para los años 2008, 2009 y 2010, y se analizaron los resultados obtenidos. La WFP del concentrado de cobre varió entre los 40 y los 61 m3agua/tonelada de concentrado de cobre, dependiendo de los límites geográficos definidos. Del análisis realizado, se desprende que las principales contribuciones a la WFP del concentrado de cobre en la DET fueron: el agua con alto contenido de sulfato descargada al estero Carén (WFP Gris), el agua trasvasijada de cuenca hacia el tranque Carén (WFP Azul) y el agua evaporada (WFP Azul). En la aplicación de la metodología de la WFP en la DET se encontraron las siguientes limitaciones: las variaciones de su valor aplicado a la DET están influenciadas por la cantidad de lluvia caída, más que por cambios en el manejo de agua de la División,su metodología no es precisa en cuanto al criterio para delimitar los límites geográficos del sistema, su cálculo no considera la calidad de agua de las fuentes, aunque esto se podría considerar en la etapa de evaluación de impactos de la WFP, y las normas ambientales que rijan el sistema en estudio determinan el valor de la WFP Gris. Además, se determinó que su valor está influido por la ley del mineral, lo cual es una ventaja con respecto al make up, desde un punto de vista del uso sustentable de recursos. Se concluye que la WFP es una herramienta adecuada como indicador de consumo de agua. Sin embargo, se deben realizar nuevos estudios para adecuar la metodología de la WFP, referidos a definición de límites geográficos, consideración de calidad de agua de las fuentes y estandarización en la aplicación de diferentes normas ambientales. Además, se debe desarrollar por parte de la DET y la minería en general, sistemas de manejo de datos de consumo y gestión de agua, con el fin de mejorar el uso de este indicador en la industria minera, permitiendo una contribución al desarrollo sustentable del país.

Ingeniero Civil de Minas / Ingeniero Civil Industrial / La presente memoria tiene como finalidad generar una herramienta de gestión de costos que permita en diversos niveles de la Organización, lograr el cumplimiento del budget comprometido para el presente año fiscal 2013 en Minera Escondida Limitada. La operación unitaria con mayor impacto en el costo mina es el transporte de material, cercano a un 45% del costo total, el cual, actualmente presenta ciertas desviaciones por la falta de información del comportamiento de la mina diariamente. Esto en su generalidad se debe a las altas leyes del yacimiento y la necesidad de cumplir con el plan de producción. En este trabajo se identifican claramente los factores operacionales y de costos que impactan en el transporte de materiales interior mina. Se desarrolla un árbol de decisiones conectado naturalmente a las distintas bases de datos, llevando control estadístico de los factores operacionales y de costos identificados anteriormente. Se identifican cuáles los controles y/o decisiones estratégicas para ayudar a revertir, controlar, apaciguar el impacto en el costo de la operación mina. Con esta herramienta implementada, se presenta el ahorro alcanzado y se gatilla la oportunidad de mejora referente al control y gestión de los factores operacionales y de costos, en relación a la falta de tecnología, sistemas de apoyo y reglas de decisiones a seguir.

Ingeniero Civil de Minas / El presente estudio, realizado en la mina El Soldado el año 1983, tiene por finalidad entregar información técnica y económica para una eventual explotación de aquellos cuerpos mineralizados que profundizan por debajo del Nivel de Transporte Principal de la mina (Nivel -100, cota 730 m.s.n.m.). El conjunto de estos cuerpos, que en algunos casos profundizan hasta la cota 600 m.s.n.m., se denominan Reservas Profundas. En este contexto, los objetivos principales de este estudio son: 1. Definir y cubicar las Reservas Profundas factibles de explotar. 2. Proyectar y evaluar la construcción de una infraestructura de transporte para la explotación de estas reservas. 3. Analizar el sistema de transporte de mineral a planta, determinando necesidades de equipos y costos de operación del sistema. El estudio se desarrolla considerando que el transporte de mineral a planta se hará utilizando un sistema de cargador frontal y camiones, el cual deberá operar para una producción mina de 6.600 ton/día permitiendo un ritmo de alimentación a planta de 5.500 ton/día. En él se establece una cubicación de 5,17 x 10⁶ ton de mineral factible de explotar con una ley media de 1,95% de CuT, las que serían recuperadas en un período de 2,6 años. Para explotar estas reservas se analizan dos alternativas de infraestructura de transporte. Estas son: construcción de una rampa versus construcción de un túnel. El resultado del estudio determina la conveniencia de construir esta última alternativa. El análisis del sistema de transporte para la infraestructura elegida, determina la necesidad de contar con una flota de 8 camiones de 42 ton de capacidad y 2 cargadores frontales de 5 yd³, de obteniéndose un costo de operación del sistema de US$ 0,926 ton. El estudio concluye con la realización del proyecto de construcción de un túnel de transporte, de 5,5 x 4,5 m² de sección y 2.090 m de desarrollo, para el cual se determina un tiempo de construcción de 17 meses con una inversión total de US$ 2,9 x 10⁶. Todos los valores monetarios están expresados en dólares americanos al cambio vigente en marzo de 1984 (1 US$ = 89 CLP).

Ingeniero Civil Industrial / El sector minero en Chile y en particular Anglo American, ha tenido que enfrentar grandes desafíos en términos de competitividad y productividad. Sobre estos desafíos es muy importante trabajar, ya que las ventajas frente a la competencia, en el caso de producir un commoditie, como el cobre, está dada principalmente por el buen manejo de los costos y la minimización de estos mismos, los cuales se correlacionan directamente con la productividad al interior de una Operación. Este trabajo de Título, presenta el rediseño de procesos del evento con mayor oportunidad de mejora de productividad en la división Los Bronces actualmente -el procedimiento de relevo Mina-, con el fin de establecer un procedimiento único de relevo, que permita minimizar la caída del movimiento mina en los horarios almuerzo y con esto aumentar la productividad de la Operación. Para esto, lo primero que se realiza, metodológicamente, es una evaluación de la situación actual mediante la definición del proceso, para luego hacer un levantamiento de los procedimientos de relevo de cada uno de los cuatro grupos de trabajo que existen en la mina, a partir de observaciones en terreno y work-shops de trabajo con operadores de transporte de cada grupo. Mencionar también, que el alcance de esta memoria es hasta la propuesta de rediseño y estandarización de los procedimientos de relevo mina y en ningún caso engloba la implementación de esta propuesta. También señalar que el trabajo se enmarca en una metodología de resultados rápidos donde se evalúan resultados cada 100 días. Finalmente, se propone como solución dos propuestas, cada una con un foco estratégico distinto. Una muy estática, enfocada en respetar el Convenio Colectivo de la Anglo American con los trabajadores y una segunda, con más con foco en minimizar la cantidad de camiones detenidos en horario de relevo, siendo esta última la elegida por la compañía para ser ejecutada. Con esta se logra aumentar el KPI TPH relevo/TPH productivo de un 81,8% a un 86,9 % y lograr un movimiento adicional de material en los primeros 100 días de 569.000 toneladas, ambos valores por sobre la meta establecida de 85,7% y 300.000 toneladas extras.

Ingeniero Civil de Minas / Uno de los principales focos de CODELCO en sus planes de negocio y desarrollo es el Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea, el cual busca contribuir con una producción de mas de 350 [ktmf/año] en régimen y extender la vida de la División por aproximadamente 40 años. La mina subterránea esta diseñada para extraer el mineral mediante block caving, a través de cuatro niveles en una configuración de macro bloques. El objetivo principal de este trabajo es recomendar una malla de extracción para los macro bloques centrales N1 y S1 del nivel superior de la mina en función de la influencia del largo de batea y su ángulo hacia el pilar zanja en la frecuencia de colgaduras y el flujo del material fragmentado, esto último se ve representado por la altura de interacción sobre los pilares mayor y menor. Mediante un modelo físico a escala 1:50 con dimensiones de 40[cm]x70[cm]x100[cm], se realizan experimentos de flujo no confinado. El modelo permite representar las mallas tipo Teniente de 16x15[m] y 16x20[m], con largos de batea de 11[m] y 14[m] y extrapolar los resultados a una malla 16x17[m]. El plan experimental considera 6 experimentos, donde además de los parámetros de diseño se incluye un cambio en la granulometría del material utilizado, permitiendo un rango mayor de análisis y la posibilidad de comparar el comportamiento de las variables de estudio una vez que la columna de mineral se encuentra en su última fase de extracción y la fragmentación secundaria ha generado cambios significativos en la granulometría del mineral. Respecto a la frecuencia de colgaduras, los resultados muestran que el uso de la batea mas larga reduce el número de eventos en torno al 50%, el efecto de la disminución del ángulo de batea en el mismo indicador es de casi un 16%, mientras que la granulometría mas fina reduce el índice en un 58%. Para el caso del flujo, los resultados indican que el tonelaje remanente sobre el crown pillar disminuye cuando los experimentos se realizan con la batea larga y al evaluar directamente la recuperación minera ésta aumenta casi un 2%. Las variables mas importantes que afectan los resultados de este estudio son el largo de batea y la granulometría del mineral, siendo la batea larga y la granulometría fina el mejor escenario. No obstante, el uso de malla 16x20 [m] resulta mejor opción respecto a la 16x15 [m] al evaluar la frecuencia de colgaduras. La recomendación final es el uso de una malla 16x20 [m] con un largo de batea de 14 [m]. Los análisis permiten concluir sobre la influencia significativa del diseño de bateas en la productividad del proceso y sugieren una profundización en materia referente a las colgaduras en el proceso de extracción minera por block/panel caving.