Ingeniero Civil de Minas / 29/05/2023

Ingeniero Civil de Minas / Debido al uso intensivo de equipos y maquinaria de alto tonelaje, el mantenimiento se vuelve una parte integral del negocio minero. Es por esta razón que una correcta gestión de abastecimiento e inventario de repuestos se vuelve crucial para asegurar la continuidad operacional de cualquier faena minera. El objetivo principal de este trabajo es determinar la estrategia de abastecimiento a largo plazo, para la compañía Komatsu Mining Corp. KMC se encuentra actualmente trayendo sus primeros equipos subterráneos al país, los cuales inicialmente comprenden 2 modelos de LHD y 2 modelos de equipos Jumbo. Para brindar un nivel de soporte adecuado a los equipos de KMC, en primer lugar, se deben definir los repuestos críticos para la operación y cuales deben mantenerse en stock permanente. Para ello se utilizó el Análisis ABC, junto con la metodología propuesta por (Espinosa, 2017), para determinar la criticidad de estos repuestos. De esto se obtiene que se deben mantener un total de 120 repuestos críticos en stock permanente. Como parte del análisis se determinaron los mantenimientos overhauls de los equipos, considerando 250 hrs/mes operacionales para los equipos LHD y 100 hrs/mes para los equipos Jumbo, considerando un horizonte de análisis de 5 años. Se obtiene que el equipo LHD 4LD tiene un overhaul al tercer año, mientras que el equipo LHD más grande LT-1051 tiene un overhaul al cuarto. En cambio, para los equipos jumbo no se determinaron mantenimientos overhaul en el periodo analizado. Utilizando las herramientas de gestión de inventario, se calcularon los niveles de seguridad y cantidades económicas de pedido para cada repuesto. Esto último se realizó en base a un forecast de equipos para los próximos 5 años. Además, se calculó el costo global de inventario, para cada año, con un promedio de $959 mil unidades monetarias. El costo global de inventario calculado irá en aumento a medida que se venden más unidades de equipos. Finalmente, analizando la situación actual de la compañía se determinó que, para mantener los costos globales de inventario bajos, es necesario estandarizar los modelos a traer a Chile (mismas especificaciones). Además, se considera que inevitablemente el mantenimiento de KMC deberá migrar desde un mantenimiento preventivo, hacia un mantenimiento basado en la confiabilidad. Para esto será necesario la recolección de información para calcular modos de falla, historiales de pedido repuestos, etc. Para llevar esto acabo se deberán estandarizar los procesos en faena, para optimizar el flujo de la información. Como recomendación final, se recomienda verificar los tiempos de entrega de cada repuesto, ya que para los alcances de este trabajo se ha utilizado el mismo plazo de entrega para cada repuesto.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / La creciente globalización y tecnificación de los negocios, han generado una gran presión por crear nuevas estrategias que permitan avanzar hacia una estructura de costos más competitiva, mediante la optimización del uso de las capacidades instaladas, las prácticas operacionales y la productividad del personal propio y de terceros. La tendencia ha sido por muchos años generar proyectos de inversión para reponer activos que permitan mejorar el rendimiento de los procesos, sin realizar un real análisis para lograr un claro entendimiento de los problemas existentes y los focos de acción en el ámbito de gestión y técnico, para lograr potenciales mejores rendimientos. Al interior de la Corporación Nacional del Cobre, CODELCO, la Gerencia de Excelencia Operacional (GEO) es la encargada de apoyar a las áreas operativas a capturar el máximo rendimiento potencial de los activos existentes en forma sustentable. En este trabajo de Tesis se desarrolla la definición y planteamiento de una metodología de evaluación de rendimiento potencial de un activo, la que será aplicada a un caso específico que busca determinar la real capacidad productiva de los activos existentes y así identificar, frente a nuevos desafíos o requerimientos productivos futuros, la necesidad de una inversión. El caso particular de aplicación de esta metodología será en la División El Teniente de Codelco Chile y en específico el proceso productivo de transporte de mineral del Ferrocarril Teniente 8, cuyo desafío futuro considera un requerimiento de transporte de mineral más exigente al transporte actual, para cubrir este delta de tonelaje es necesario analizar la incorporación de un tren adicional a la flota o verificar si dicho aumento puede ser absorbido por el mejoramiento continuo y cambio de práctica de la operación actual. La metodología desarrollada fue aplicada de manera exitosa y con resultados de aumento en el transporte de mineral por sobre las transportadas actualmente. Pese a ello, este incremento no es suficiente para cubrir el requerimiento máximo en los años de mayor movimiento de mineral grueso, recomendándose la compra de la locomotora y sus carros metaleros, con la finalidad asegurar el mayor movimiento de mineral grueso.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / El objetivo de la tesis es el de desarrollar estrategias de mantenimiento a aplicar en flota de palas de cable de 73 yardas cúbicas de Mina Radomiro Tomic, Codelco, para asegurar el cumplimiento de la Disponibilidad, principal KPI, siendo esta su propuesta de valor. Dentro de las actividades realizadas, se determina impactos más relevantes en las detenciones en los últimos 7 años, se revisa benchmarking de indicadores, tal como disponibilidad, tiempo medio entre fallas, tiempo medio para reparar, comparando la situación de palas de Radomiro Tomic con la industria. Se determina debilidades y fortalezas de alternativas de ejecución del servicio de las dos opciones viables, ya sea recursos propios o de terceros. Como elementos relevantes en el incumplimiento de las disponibilidades se tienen las prácticas de operación inadecuadas, altos tiempos de reparación programado de elementos estructurales, fallas en sistemas eléctricos y mecánicos. Se identifica 6 líneas de acción Estratégicas, las que son Contrato de Mantenimiento, Operación del Contrato, Operación de equipos, Componentes de respaldo, Planificación del Mantenimiento y Administración de Contrato. La Estrategia más relevante para alcanzar el objetivo, tiene que ver con la de Componentes de Respaldo, siendo necesario la compra de componentes, para disminuir el tiempo de detención de las palas. Una práctica usada por la mayoría de las Mineras es detener y reparar componentes mayores. Se busca reemplazar los componentes y evitar el tiempo asociado a la reparación. Como conclusión, existe ganancia de disponibilidad de la estrategia de componentes y la de Operación. Desde el punto de vista económico, es rentable la compra de elementos de reemplazo mayores, ya que aumenta el tiempo disponible. La estrategia de componentes asegurará alcanzar los indicadores de disponibilidad que los Planes Mineros requieren de las palas.

Ingeniero Civil de Minas / La presente memoria profesional ha sido patrocinada por División El Soldado perteneciente a la Compañía Minera Anglo American Chile. El trabajo fue realizado en las instalaciones de esta División, específicamente en el área de planificación. Durante el transcurso del estudio se ha contado con el apoyo de un tutor designado por la Compañía, el Sr. Fabián Lemus. El objetivo principal de esta memoria o estudio fue construir un modelo económico que permita estimar un parámetro importante para el área de planificación, el costo mina. Para ello se requiere que el modelo sea lo más confiable posible dentro de las herramientas disponibles. El estudio se centró en la realidad y particularidad de División El Soldado de Anglo American Chile; de manera que se realizaron cálculos específicos relacionados con esta mina, lo que aumenta la confiabilidad del modelo. Otro objetivo fue caracterizar los KPI´s relacionados con la productividad de los equipos mineros (disponibilidad física, uso de la disponibilidad física y rendimiento) y establecer intervalos de confianza para ellos. Luego, usando estos valores e intervalos de confianza, previamente descritos, como inputs al modelo económico, se establecieron intervalos de probabilidad para el costo mina. Cabe mencionar que como parte de los requerimientos del estudio, el Modelo también logra estimar las flotas de equipos mineros para cada año dentro del periodo de vida de la mina. El modelo fue construido subdividiendo por áreas el costo mina hasta el detalle máximo. También se utilizó la herramienta Minesight Haulage para el cálculo de distancias de transporte. Posteriormente el modelo fue calibrado usando los resultados reales obtenidos en el ejercicio del año 2012 con respecto al costo mina, obteniendo un porcentaje de diferencia entre el costo mina real versus el costo mina modelado de 0,5%. Establecido que el modelo entregaba resultados confiables, se obtuvo como resultado que el costo mina para el año 2013 según el modelo será de 2,179 US$/t. Luego, utilizando los KPI´s analizados, se obtuvo un costo mina medio de 2,255 US$/t, el cual se encontraba dentro de un intervalo de probabilidad al 70% para el costo mina (2,228 2,283). Se realizaron análisis parecidos para la flota de equipos mineros, en los cuales se obtuvieron resultados satisfactorios al igual que los obtenidos en el análisis del costo mina.

Ingeniero Civil Mecánico / El proyecto consistió en desarrollar una metodología para la optimización del plan de mantenimiento preventivo de una flota heterogénea subdividiendo ésta en subpoblaciones homogéneas. La flota de estudio de este trabajo fue una flota de camiones para la gran minería de la que se tiene una base de datos con información de horómetros de camiones, historial de motores y muestras de espectrometría. Se decidió trabajar en torno a los motores QSK. La metodología consistió principalmente en la obtención de datos de la flota junto al estudio de ésta, la aplicación del algoritmo para segmentar flota, luego gracias a la subdivisión se entrenó un clasificador, utilizando los resultados del proceso de segmentación, para el diagnóstico de un motor en funcionamiento asignándolo a un subgrupo. Se calculó la confiabilidad de cada subgrupo y finalmente se modeló cada subgrupo obteniendo así tiempos óptimos para la toma de decisión con respecto al momento de enviar un motor a mantenimiento. Para la obtención de las subpoblaciones se trabajó con k-means++ mediante el software python 3.0 a una base de datos de la flota con información de las covariables relevantes a los mecanismos de falla. Se obtuvo 4 clústers cada uno de estos asociados a un mecanismo de falla diferente: falla por edad, falla destructiva debido a filtración líquido de enfriamiento, falla en elementos del motor y filtración de agua. El clasificador para nuevos elementos de la flota fue una red neuronal MLP. El grafo de la red neuronal es de una entrada con 24 neuronas, una capa oculta de 14 neuronas y salida de 4 neuronas. Luego se determinó el plan óptimo de mantenimiento preventivo de cada subpoblación minimizando costos asociados a reemplazos de equipos o minimizando la indisponibilidad de los equipos. Los tiempos óptimos calculados son inferiores al MTTF por lo que se propone mantenimiento preventivo. Las confiabilidades de los subgrupos difieren, lo que es un gran problema al trabajar con la flota como si fuera homogénea. Esta metodología identificó subpoblaciones homogéneas con respecto a la totalidad de la flota permitiendo así un correcto estudio de la confiabilidad de la flota aportando información para la toma de decisiones y una correcta administración.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / El objetivo del presente trabajo consistió en diseñar una estrategia que permita desarrollar una cartera de proveedores Chinos para la adquisición de equipos mineros y servicios de mantenimiento, de modo tal que, se constituyan en una alternativa real para satisfacer la demanda de equipos requerida por los proyectos estructurales de Codelco. Actualmente el mercado de proveedores de equipos mineros opera como un duopolio para minería a Rajo abierto, lo que genera baja competitividad en los procesos de adquisición de bienes y servicios y altos costos de operación. Adicionalmente podemos afirmar que la actual estrategia de Codelco es efectiva solo para categorías transaccionales y consumibles, no así para categorías que necesiten servicio post-venta de parte del fabricante original o su representante, prueba de ello es el resultado obtenido en la licitación de CAEX del año 2014. La metodología utilizada consideró un análisis de la demanda por equipos mineros y servicios de mantenimiento requeridos por Codelco, análisis del mercado de proveedores, caracterización del mercado desde el punto de vista de su estructura, estudio de caso, análisis de variables claves para el desarrollo de nuevos proveedores y por ultimo una evaluación económica asociada al diseño de la estrategia de desarrollo de proveedores Chinos, determinando el impacto que ella provoca, mediante la estimación del VAN. Los principales resultados del trabajo muestran que dentro de los próximos 8 años Codelco genera una demanda aproximada de Camiones de Extracción (CAEX >=300 tc) por sobre las 100 unidad. Las empresas chinas analizadas son integradores de partes y no han desarrollado sus productos de manera vertical por lo que no logran una diferenciación de precio en el valor adquisición de los equipos, en el caso de los servicios post-venta (Contratos tipos MARC, LPP, asistencia técnica y convenios de repuestos y componentes) no demuestran un conocimiento acabo de los diferentes tipos de contrato, dado que la experiencia actual solo se basa en la venta de equipos, con un número mínimo de unidades CAEX (<=240 tc) operando en Congo, Himalaya, Mongolia. Las variables claves a ser desarrolladas en la estrategia de desarrollo de proveedores chinos son: Procesos de licitación, Normativa de Inversión, Validación de equipos y variables operacionales y servicio de mantenimiento, dado que presentan brechas significativas como resultado del análisis de caso, las variables antes mencionadas no permiten ver a los proveedores chinos como una alternativa real. La simulación de evaluación económica en un periodo de 10 años (vida útil del equipo), con un tonelaje total movido de 382.619 kt y esperando una estrategia agresiva de parte de los proveedores chinos (oferta 15% menor respecto a la mejor oferta de un proveedor tradicional en contrato de mantenimiento) no genera ahorros significativos en términos de costos y VAN, sin embargo, se recomienda ejecutar la estrategia propuesta para el de desarrollo de proveedores chinos en equipos mineros con el objetivo de generar mayor competencia en el mercado. / 06/12/2019

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / Los sistemas de retención de carga (SRC) se emplean en minería para detener el flujo de mineral en piques, silos y stockpiles, con el fin de realizar tareas de mantenimiento aguas abajo de la posición retenida. En general, se estima que existe poco conocimiento para abordar la ingeniería y el diseño de estos importantes componentes de áreas secas de minería. Este proyecto plantea el desarrollo y validación de un método de diseño para los principales componentes de SRC incluyendo: elementos de retención y sistemas de accionamiento. Sus objetivos específicos son: i. Evaluar el estado del arte para estimación de cargas de gravedad en silos, piques y pilas de mineral en orden a generar estimadores de presión y cargas sobre SRC, ii. Validar una metodología de estimación de cargas de gravedad mediante evaluaciones de sistemas existentes en Chile y por medio de un modelo a escala reducida, y iii. Proponer y validar una metodología de diseño de SRC integrando los resultados del modelo de predicción de carga vertical y las recomendaciones AISC 360-05, NCh. 2369 of. 2003 y ACI 313-97. Para desarrollar los objetivos del trabajo se empleó una metodología multidisciplinaria de revisión y ajuste de las teorías para la estimación de carga vertical/horizontal en sistemas de flujo/almacenamiento de mineral; la observación del flujo, la retención y la medición de carga en un SRC ubicado en un yacimiento nacional; y la observación de flujo y de retención de carga en un modelo a escala. Los principales resultados y conclusiones del proyecto muestran que: i. La teoría de Janssen, con parámetros ajustados a cada aplicación, proporciona las mejores estimaciones de presión y de cargas vertical/horizontal aplicables a sistemas de flujo/almacenamiento de mineral utilizados en minería, ii. La observación de flujo y de retención de carga en un modelo a escala muestra el desarrollo de flujo expandido y un ángulo de flujo de unos 30° para todas las combinaciones de extracción de lanzas, iii. Un programa de mediciones experimentales desarrollado en terreno permite efectuar una primera estimación del conjunto de parámetros de ajuste del modelo de Janssen, estableciendo que el cálculo de cargas de servicio debe efectuarse con las siguientes combinaciones: coeficiente de roce acero-roca μ_ar entre 0,4-0,5; coeficiente de roce acero-acero μ_aa entre 0,65-0,75; y ángulo de fricción interna ϕ=35°. Por otro lado, el desarrollo de varios ejemplos prácticos y el diseño de una planilla Excel de soporte para diseño de SRC muestra que el método de cálculo de los principales componentes debe basarse en el método LRFD por sobre el ASD.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / El presente proyecto de trabajo de título, tiene como finalidad desarrollar un diseño mecánico funcional de un aditamento, que acoplado a una plataforma móvil (mediante tracción por orugas y levante vertical por cilindros hidráulicos), genere una herramienta modular, semiautomática y de carácter multifuncional, que cumpla con la función específica de asistir en los procesos de montaje y desmontaje de los conjuntos de eje trasero completo, y de diferencial trasero, para equipos mineros Caterpillar de las series de tractores sobre ruedas 854K y cargadores frontales 992K. El objetivo de este equipo es de hacer más seguro, fácil y rápido las tareas de los mantenedores al cambiar dichos componentes en los equipos en cuestión. El desarrollo del trabajo se basa en una metodología de diseño de tipo secuencial e iterativa, con fases de diseño conceptual, diseño de configuración y diseño de detalle. En esta primera se caracteriza y define la problemática a resolver, se conceptualiza la solución en términos abstractos, respecto a sus objetivos, funcionalidades y restricciones y una jerarquización de aquellos. En el diseño conceptual se contextualizan las ideas en un diseño tangible, que responde a las necesidades funcionales y cumple con los requisitos del diseño conceptual. Se divide la configuración del equipo en distintos subsistemas, y se modela computacionalmente en CAD la configuración del producto, por medio del software Autdesk Inventor 2018. En el diseño de detalle, se determinan concretamente los elementos y componentes del diseño, así como también sus exigencias de operación y de diseño, para posteriormente validarlos en base a una serie de cálculos analíticos respecto a su resistencia. Se realiza un análisis de criticidad para emplear como patrón respecto a las exigencias mínimas requeridas, en forma de un factor de seguridad, sobre cada pieza o estructura del equipo. Se valida también el diseño de componentes y estructuras en función de simulaciones computacionales mediante el método de elementos finitos, con el empleo del software SolidWorks profesional 2018. Se desarrolla el diseño en base a criterios conservadores respecto a la obtención de las cargas de diseño, y aún así, tanto para los resultados analíticos como por el método de elementos finitos, se obtienen factores de seguridad satisfactorios en base al criterio de criticidad planteado, validando así el diseño final del equipo. / Power Train Technologies S.A.

Tesis para optar al grado de Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / Las empresas y personas naturales que invierten capital de riesgo en el negocio minero, que es intrínsecamente de largo plazo, deben definir el valor justo del proyecto minero o activo minero a transar comercialmente, monto asociado a los derechos derivados de la tenencia de concesiones mineras ya sean de exploración o explotación, llamadas pedimentos y pertenencia respectivamente. En los códigos internacionales de valorización de Canadá (CIMVAL), Sudáfrica (SAMVAL) y Australia (MINVAL), nos damos cuenta que existen criterios comunes entre si y definiciones muy similares que permiten generar una propuesta metodológica transversal, que esté en línea con la mejores prácticas de la industria a nivel global y el contexto minero en Chile. De acuerdo a estos criterios globales y transversales, en la valorización de un proyecto minero se debe ocupar al menos dos de los tres tipos de enfoques de valorización existentes, los cuales son: de mercado, de ingresos o de costos, de modo de entregar un rango de valor, compuesto por un mínimo y un máximo, que luego la oferta y la demanda, deberán negociar y posteriormente definir en una transacción comercial. Para valorizar activos mineros es importante conocer y definir, con la información trazable y disponible, el estado de desarrollo de un proyecto minero, que es en definitiva lo que determina los enfoques a utilizar, las metodologías asociadas y posteriormente su valor justo , siempre considerando en el proceso, análisis de riesgos relevantes tanto en aspectos tecnológicos, legales, medio ambientales, comunitarios y comerciales, que se presentan como barreras a la inversión que podrá definitivamente continuar con la cadena de valor de los activos mineros. Incorporar este conocimiento a las distintas disciplinas del quehacer minero, permite abrir espacios de discusión y mejoras en el entendimiento de como dinamizar y incrementar la inversión de la industria, desarrollando proyectos desde sus etapas preliminares de exploración para seguir hacia el descubrimiento de nuevos yacimientos explotables. En Chile existe una gran cantidad de proyectos mineros, a distinto nivel de avance, dados por una inversión histórica importante a través de los años, sin embargo no existe un protocolo formal que describa el marco general en que el proceso de valorización debiera llevarse a cabo y que perfil de profesional debiese ejecutar esta tarea. La responsabilidad de valorizar un activo minero está muy relacionada a la experiencia relevante en minería y no a la especialidad particular del valuador, ya que puede asesorarse y contar con informes técnicos tales como NI-43101, JORC, CH20235, etc. Este trabajo, además de proponer un perfil del Valuador Competente Calificado a nivel nacional, presenta una secuencia metodológica simple y transversal, que ocupa enfoques y métodos conocidos, para ser utilizada en el ejercicio de valorizar proyectos o carteras de proyectos, recomendaciones generales y ejercicios prácticos paso a paso.